吸收氨过程填料塔的设计、吸收塔设计(完整版).doc

目录
1. 设计任务书 1
2. 设计方案简介 2
吸收流程的确定 2
吸收剂的选择 2
操作温度与压力 3
塔填料的选择 3
初步流程图 4
3. 工艺计算 4
基础物性数据 4
液相物性的数据 4
气相物性数据 5
气液相平衡数据 5
物料衡算 6
填料塔的工艺尺寸的计算 7
塔径的计算 7
填料层高度计算 8
填料层压降计算 10
吸收塔接管尺寸的计算 11
4. 辅助设备的计算及选型 12
除沫器 12
液体分布装置 13
液体再分布器 15
填料压紧装置 16
填料支承装置 16
气体的进出口装置 18
18
18
法兰的选择 19
塔底液保持管高度 21
塔附属高度计算 22
离心泵的选型 22
风机的选型 23
5、设计一览表 24
6、对本实验的评述 25
参考文献 26
主要符号说明 27
1. 设计任务书
:吸收氨过程填料塔的设计
试设计一座填料吸收塔,用于脱除混于空气中的氨气。,其中含氨为7%(体积分数),%(体积分数)。

  (1)操作压力  常压
   (2)操作温度   20℃

  每天24小时连续运行。

  宁波地区

  (1)吸收塔的物料衡算;
  (2)吸收塔的工艺尺寸计算;
  (3)填料层压降的计算;
  (4)液体分布器简要设计;
  (5)吸收塔接管尺寸的计算;
  (6)绘制生产工艺流程图;
  (7)绘制吸收塔设计图;
  (9)对设计过程的评述和有关问题的讨论。

20℃下氨在水中的溶解度系数为H=/()。
2. 设计方案简介
吸收流程的确定
吸收流程主要有逆流操作、并流操作、吸收剂部分再循环操作、多塔串联操作、串联—并联混合操作五种。通过分析五种吸收流程的特点,确定本实验采用逆流操作。
气相自塔底进入由塔顶排出,液相自塔顶进入由塔底排出,逆流操作有利于提高传质效率,传质平均推动力大,传质速率快,分离效率高,吸收剂的利用率高。
吸收剂的选择
吸收剂的选择应考虑以下几方面:
溶解度吸收剂对溶质组分的溶解度要大,以提高吸收速率减少吸收剂用量。
选择性吸收剂对溶质组分要有良好的吸收能力,对混合气体的其他组分吸收甚微。
挥发度操作温度下吸收剂的蒸汽压要低,以减小吸收和再生过程中吸收剂的会发损失。
黏度吸收剂在操作温度下的黏度越低,在塔内的流动性越好,有助于传质速率和传热速率的提高。
其他所选用的吸收剂应尽可能满足无毒性、无腐蚀性、不易燃易爆、不发泡、冰点低、廉价易得及化学性质稳定等要求。
对氨气的吸收一般吸收剂选择水或酸溶液。根据以上原则,本设计采用水作为吸收剂。氨气易溶于水,且水对混合气体的吸收选择性较好,黏度低,在塔内流动性好,不易挥发。与酸溶液相比,酸溶液易腐蚀设备且成本比水高,所以采用水作为吸收剂。
操作温度与压力
操作温度:20℃
操作压力:常压
塔填料的选择
填料的选择包括填料类型、规格、材质等选择填料的类型有拉西环、鲍尔环、阶梯环、弧鞍填料、矩鞍填料、环矩鞍填料、球形填料,花环填料、金属丝网波纹填料等。对比得阶梯环综合性能较好(可增加填料间的空隙,有利于传质效率的提高)。
填料的规格通常指填料的公称直径,一般应满足填料塔直径上至少放置8块以上的填料,即D/d>8。尺寸越小,分离效率越高,但阻力增加,通量减小,填料费用也增加。
填料的材质主要有陶瓷、金属、塑料三种材质。对比得塑料填料质轻、价廉、耐腐蚀性较好。国内一般采用聚丙烯材质。
综合以上结论,本设计采用聚丙烯阶梯环填料。
初步流程图
3. 工艺计算
基础物性数据
液相物性的数据
  对低浓度吸收过程,溶液的物性数据可近似取纯水的物性数据。由手册查得,20℃时水的有关五行数据如下:
密度为ρL= kg/m3
粘度为μL= pa•s= kg/(m•h)
表面张力为σL= dyn/cm =940896 kg/h2
氨气在水中的扩散系数为