水吸收氨过程填料吸收塔设计

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1、化工原理课程设计任务书设计题目：水吸收氨过程填料吸收塔设计设计者：班级：姓名：日期：2010年6月30日～2010年7月5日指导老师：设计任务书水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。混合气体的处理量为4000m3/h，其中含氨为5%（体积分数），要求塔顶排放气体中含氨低于0.02%（体积分数）。采用清水进行吸收，吸收剂的用量为最小用量的1.5倍。1操作条件（1）操作压力：常压。（2）操作温度：20℃。2填料类型选用聚丙烯阶梯环填料，填料规格为散装填料。3工作日每年300天，每天24小时连续运行。4厂址厂址为天津地区。5设计内容（1）吸收塔的物料衡算

2、；（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）绘制吸收塔设计条件图；（7）对设计过程的评述和有关问题的讨论。6设计基础数据20℃下氨在水中的溶解度系数为7课题要求及工作进度任务要求：1、设计方案简介2、吸收塔的工艺计算3、吸收塔的主要结构尺寸设计4、主要辅助设备选型5、绘制水吸收氨气的填料吸收塔6、编写设计说明书工作进度：设计计算：1～2天图纸绘制：1～2天编写设计说明书：2～3天8课题完成后应提交的文件1、设计说明书2、氨气吸收塔设计条件图摘要填料塔洗涤吸收净化工艺不单应用在化工领域,在低浓度工业废气净化方面也能很

3、好地发挥作用。工程实践表明,合理的系统工艺和塔体设计,是保证净化效果的前提。本文简述聚丙烯阶梯填料应用于水吸收氨过程的工艺设计以及工程问题。由于在对等的条件下，逆流方式较并流方式可获得较大的平均推动力，能有效地提高过程速率。另外，由于逆流时吸收剂的流向与气体的流向相反，有利于提高溶质的吸收率，且能减少吸收剂的耗用量。因此，在本设计中我们采用逆流吸收的流程。在设计过程中，我们通过对吸收塔工艺尺寸的计算，保证了生产能力下塔设计的合理性。此外，方案也应满足经济上的需要，尽量减少设备、生产成本等的费用。目录一设计方案的确定……………………………………………………7二填料的选择……………………

4、……………………………………7三基础物性据…………………………………………………………7（1）液相物性的数据……………………………………………………7（2）气相物性数据 ……………………………………………………7（3）气液相平衡数据 …………………………………………………8四物料衡算………………………………………………………………8五填料塔的工艺尺寸的计算…………………………………………9（1）塔径的计算…………………………………………………………9（2）填料层高度计算…………………………………………………9六填料层压降计算……………………………………………………10七液体分布器简要

5、设计………………………………………………13（1）液体分布器的选型…………………………………………………14（2）分布点密度计算………………………………………………………14八辅助设备的选型………………………………………………………14九设计一览表………………………………………………………………16十课程设计心得……………………………………………………………17十一参考文献………………………………………………………………18十二主要符号说明…………………………………………………………19十三附图（主体设备设计条件图）一设计方案的确定用水吸收NH3属高溶解度的吸收过程，为提高传质效率，

6、选用逆流吸收的流程。吸收剂对溶质的组分要有良好的吸收能力，而对混合气体中的其他组分不吸收，且挥发度要低，根据本设计书要求，选择用清水做吸收剂，且NH3不作为产品，故采用纯溶剂。二填料的选择对于水吸收NH3的过程，操作温度及操作压力较低，通常选用塑料散装填料。在塑料散装填料中，塑料阶梯环填料的综合性能较好，因要求分离效率高，故此选用DN25聚丙烯阶梯环填料。三基础物性数据1.液相物性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℃时水的有关物性数据如下：密度为：粘度为：表面张力为：NH3在水中的扩散系数为：2.气相物性数据空气的密度P0=1.205氨气的密

7、度PNH3=0.7081混合气体的平均密度为混合气体的粘度可近似取为空气的粘度，查手册得20℃空气的粘度为查手册得0℃时NH3在空气中的扩散系数为故常压下20℃时NH3在空气中的扩散系数为3.气液相平衡数据已知20℃下氨气的溶解度系数为H=0.725kmol/(m3·kPa)故常压下20℃时NH3在水中的亨利系数为相平衡常数为四物料恒算混合气体中氨气的摩尔分率为进塔气相摩尔比为氨气的吸收率为出塔气相摩尔比为进塔惰性气相流量为该吸收过程属低浓度吸收，平衡关系