填料塔的设计.doc

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1、填料塔的设计化工原理课程设计任务书（4）1.设计题目：1．          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10万m3/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的1.5倍。2．操作条件 （1）操作压力 常压  （2）操作温度  20℃3.填料类型 选用聚丙烯阶梯环填料，填料规格自选。4．工作日 每年300天，每天24小时连续运行。5．厂址 厂址兰州地区6．设计内容 （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

2、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）绘制吸收塔设计条件图； （8）绘制液体分布器施工图（可根据实际情况选作）； （9）对设计过程的评述和有关问题的讨论。 7．设计基础数据  20℃下氨在水中的溶解度系数为H=0.725kmol/(m3.kPa)。      目   录一   设计方案简介………………………………………………………………4二   工艺计算 …………………………………………………………………41．基础物性数据（1）液相物性的数据 ……………………………………………………………5                              

3、   （2）气相物性数据 ………………………………………………………………5（3）气液相平衡数据 ……………………………………………………………5（4）物料衡算………………………………………………………………………52．填料塔的工艺尺寸的计算（1）塔径的计算  …………………………………………………………………6（2）填料层高度计算………………………………………………………………7（3）填料层压降计算………………………………………………………………9（4）液体分布器简要设计…………………………………………………………10三辅助设备的计算及选型…………………………………………………………10四设

4、计一览表………………………………………………………………………12五对本设计的评述 ………………………………………………………………12六参考文献…………………………………………………………………………13七主要符号说明…………………………………………………………………14八附图（带控制点的工艺流程简图、主体设备设计条件图）   （一）设计方案简介一．      方案的确定1在化学工业中，经常需要将气体混合物中的各个组分加以分离，其主要目的是回收气体混合物中的有用物质，以制取产品，或除去工艺气体中的有害成分，使气体净化，以便进一步加工处理，或除去工业放空尾气中的有害成分，以免污染空气。吸收操作

5、是气体混合物分离方法之一，它是根据混合物中各组分在某一种溶剂中溶解度不同而达到分离的目的。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

6、优点，从而可以使吸收操作过程节省大量人力和物力。本方案选用聚丙烯阶梯环作为填料设计填料塔，规格为50mm×25mm×1.5mm，其主要参数如下：填料类型公称直径比表面积空隙率个数n/m-3堆积密度/（kg/m3）DN/mm外径×高×厚d×h×at（m2/m3）/%干填料因子/m-1塑料阶梯环5050×25×.5114.292.7107405408143 一 主要符号说明a——填料的有效比表面积，㎡/m3at——填料的总比表面积，㎡/m3aw——填料的润湿比表面积，㎡/m3d——填料直径，md0——筛孔直径，mD——塔径，mDL——液体扩散系数，m2/sDV——气体扩散系数，m2/sE——亨利系

7、数，kPah——填料层分段高度，mH——开孔上方的液位高度，mH——溶解度系数，kmol/（m3·kPa）HOG——气相总传质单元高度，mNOG——气相总传质单元数kG——气膜吸收系数，kmol/（m2·h·kPa）kL——液膜吸收系数，m/hK——稳定系数，无因次Mave——混合气体的平均摩尔质量，kmol/kgLh——液体体积流量，m3/hLs——液体体积流量，m2/hLw——润湿速率，m3/