化工课程设计.制药工程121.陈桂思.1203509107

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1、《化工原理》课程设计水吸收氨课程设计学院药科学院专业制药工程班级2012级（1）班姓名陈桂思学号1203509107指导教师蔡秀兰、曾琦华2014年1月3日目   录1.设计方案简介……………………………………………………………………11.1设计方案的确定………………………………………………………………11.2填料的选择……………………………………………………………………12.工艺计算…………………………………………………………………………12.1基础物性数据…………………………………………………………………12.1.1液相物性的

2、数据………………………………………………………12.1.2气相物性的数据………………………………………………………22.1.3气液相平衡数据………………………………………………………22.1.4物料衡算………………………………………………………………22.2填料塔的工艺尺寸的计算……………………………………………………32.2.1塔径的计算……………………………………………………………32.2.2填料层高度计算………………………………………………………52.2.3填料层压降计算………………………………………………………72.2.4

3、液体分布器简要设计…………………………………………………83.辅助设备的计算及选型………………………………………………………83.1填料支承设备……………………………………………………………93.2填料压紧装置………………………………………………………………93.3液体再分布装置………………………………………………………………94.设计一览表……………………………………………………………………95.后记………………………………………………………………………………106.参考文献………………………………………………………………………

4、…107.主要符号说明……………………………………………………………………108.附图（工艺流程简图、主体设备设计条件图）1.设计方案简介设计题目试设计一座填料吸收塔，采用清水吸收混于空气中的氨气。混合气体的处理量为__4200______m3/h，其中含氨为__6%______（体积分数），混合气体的进料温度为25℃。要求：塔顶排放气体中含氨低于____0.03%____（体积分数）；1.1设计方案的确定氨是化工生产中极为重要的生产原料，但是其强烈的刺激性气味对于人体健康和大气环境都会造成破坏和污染，因此，为了避免化学工业产生的

5、大量的含有氨气的工业尾气直接排入大气而造成空气污染，需要采用一定方法对于工业尾气中的氨气进行吸收，本次化工原理课程设计的目的是根据设计要求采用填料吸收塔吸收的方法来净化含有氨气的工业尾气，使其达到排放标准。设计采用填料塔进行吸收操作是因为填料可以提供巨大的气液传质面积而且填料表面具有良好的湍流状况，从而使吸收过程易于进行，而且，填料塔还具有结构简单、压降低、填料易用耐腐蚀材料制造等优点，从而可以使吸收操作过程节省大量人力和物力。1.2填料的选择填料塔（简称填料）是填料塔的核心构件，它提供了气液两相相接触传质与传热的表面，其性能优劣

6、是决定填料塔操作性能的主要因素。填料的比表面积越大，气液分布也就均匀，传质效率也越高，它与塔内件一起决定了填料塔的性质。因此，填料的选择是填料塔设计的重要环节。水吸收氨气的过程，操作温度及操作压力较低，考虑到耐有机溶剂的腐蚀和价廉，所以工业上选用塑料散装填料。在塑料散装填料中，塑料阶梯环填料的综合性能好，故此选用DN38聚丙烯阶梯环填料。阶梯环是在鲍尔环的基础上改善得到的一种高效填料。其高径比为1：2，底端为喇叭口形，环内有筋。这种填料由于高径比较小，使气体路径缩短，流动阻力大大减小，填料底端的喇叭口使得填料间以点接触为主，有利于

7、液膜表面不断更新。阶梯环的综合性能优于鲍尔环，成为目前所使用的环形填料中最为优良的一种。2.工艺计算122.1基础物性数据2.1.1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。[1][3]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氨气在水中的扩散系数为2.1.2气相物性数据混合气体的平均摩尔质量为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25℃空气的粘度为查手册得氨气在空气中的扩散系数为2.1.3相平衡数据由手册查得，常压下20℃时氨气在水中的亨利系数为[1]相

8、平衡常数为溶解度系数为2.1.4物料衡算12进塔气相摩尔比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，平衡关系为直线，最小液气比可按下式计算，即对于纯溶剂吸收过程，进塔液相组成为取操作液气比为2.2填料塔的工艺尺寸的计算2.2.1塔