填料吸收塔设计说明.doc

《化工原理课程设计》报告
填料吸收塔的设计
年级
2008级
专业
化学工程与工艺
设计者姓名
刘国雄
设计单位
西北师范大学化学化工学院
完成日期
2010年 11 月 25 日
水吸收氨填料吸收塔设计
目录
0
2
物料计算 2
平衡曲线方程 3
塔径计算 3
填料层高度计算 5
填料层压降计算 8
填料吸收塔的附属设备 8
主要符号说明 10

(1) 题目
含氨为5%的混合气体, 处理量为500m3/h, %,采用清水进行吸收, . (均为体积分数).,
(2)设计任务和操作条件:
(1)操作压力常压。
(2)操作温度 20℃
(3)年工作300天,每天24小时运行.
(3) 填料类型聚丙烯阶梯环填料,规格自选.
(4)设计内容
(1)吸收塔的物料衡算
(2)填料层压降的计算
(3)液体分布器的简单设计
(4)吸收塔塔体工艺尺寸的计算
(5)绘制分布器施工图
(6)对本设计进行评述
(5)基础数据
20℃/( m3. kpa)

。
物料计算
(l). 进塔混合气中各组分的量
,故:
混合气量= 500()× =
混合气中氨量=× = kmol/h =
混合气中空气量=- = =
(2).混合气进出塔的(物质的量)组成
==
0;
(3).混合气进出塔(物质的量比)组成
Y1==
Y2=(1- )=×=(%计)
平衡曲线方程
查表知:20℃时,氨在水中的亨利系数E=;
m = = =
故操作线方程为:Y=.
吸收剂(水)的用量Ls
由操作线方程知:当Y1=,X1*=,计算最小吸收剂用量
=×= kmol/h
,则
Ls=×= =
依物料衡算式
塔底吸收液浓度
= ×=
塔径计算
塔底气液负荷大,依塔底条件(混合气20℃),
(1).采用Eckert通用关联图法(图1)计算泛点气速
①有关数据计算
塔底混合气流量V`S=+=
吸收液流量L`=
进塔混合气密度=×=/ (混合气浓度低,可近似视为空气的密度)
吸收液密度=/
吸收液黏度= mPa·s
经比较,选DN38mm聚丙烯阶梯环。查《化工原理》教材附录可得,其填料因子=175,比表面积=
②关联图的横坐标值
()1/2=()1/2 =
③
=
求得液泛气速=
(2).操作气速
取u==× = m/s
(3).塔径
== m=335mm
(=400mm)
(4).核算操作气速
U== <
(5).核算径比
D/d=400/38= > 8,满足阶梯环的径比要求。
(6).喷淋密度校核
取= /(m·h)
最小喷淋密度= ×= /(m2·h)
因==/(m·h) >
故满足最小喷淋密度要求。
图1 通用压降关联图
填料层高度计算
(1).传质单元高度计算
本设计采用恩田式计算填料润湿面积aw作为传质面积a,依改进的恩田式分别计算及,再合并为和。
①列出备关联式中的物性数据
气体性质(以塔底20℃,):= kg/ (前已算出);=× (查附录);=×
液体性质= kg/;=×Pa·s;=×
,=×N/m(查化工原理附录)。
气体与液体的质量流速:
LG`==
VG`==
DN38mm聚丙烯阶梯环(乱堆)特性:=