水吸收氨过程填料吸收塔设计.doc

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1、.....设计题目3000Nm3/h含氨5%填料吸收塔的设计试设计一座填料吸收塔，用于脱出混于空气中的氨气。混合气体的处理量为3000Nm3/h，其中含氨为5%（体积分数），采用清水进行吸收。要求塔顶排放气体中含氨低于0.02%（体积分数）。操作条件（1）操作压力101.33kPa（常压）；（2）操作温度20℃；（3）吸收剂用量为最小用量的1.9倍填料类型：选用聚丙烯阶梯环填料。工作日：每年300天，每天24小时连续运行厂址：设计容（1）设计方案的说明及流程说明；（2）吸收塔的物料衡算；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

2、要设计；（5）吸收塔接管尺寸计算；（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；（9）对设计过程的评述和有关问题的讨论。.资料.........资料........目录第1章设计方案的简介11.1选定塔型11.2确定填料吸收塔的具体方案21.2.1装置流程的确定21.2选择吸收剂31.3操作温度与压力的确定31.3.1操作温度的确定31.3.2操作压力的确定3第2章填料的类型与选择42.1填料的类型42.1.1散装填料42.1.2规整填料42.2填料的选择52.2.1填料种类的选择52.2.2填料规格的选择62.2

3、.3填料材质的选择7第3章填料塔工艺尺寸93.1设计基础数据93.1.1液相物性数据9.资料........3.1.2气相物性数据93.2.3气液相平衡数据93.2.4物料衡算10第4章填料塔的工艺尺寸的计算114.1塔径的计算114.2填料层高度计算124.3填料塔压降的计算14第5章液体分布器简要设计165.1液体分布器165.2液体再分布器175.3塔底液体保持管高度18第6章吸收塔接管尺寸计算196.1气体进料管196.2液体进料管196.3离心泵的选型196.4风机的选型20第7章塔体附件设计227.1塔的支座227.2其他附件22附图1填

4、料塔工艺图23附图2工艺流程图24附录1吸收塔设计条件图25.资料........附录2符号说明26附录3设计一览表27附录4Eckert通用关联图28参考文献29.资料........第1章设计方案的简介1.1选定塔型塔器是关键设备，例如在气体吸收、液体精馏（蒸馏）、萃取、吸附、增湿中、离子交换等过程中都有体现。通常我们将塔分为板式塔和填料塔两大类。其中填料塔是一个圆筒塔体，塔装载一层或多层填料，气相由下而上，液相由上而下接触，传热和传质主要在填料表面进行，填料的选择是填料塔的关键。填料塔制造方便，结构简单，采用材料可是耐腐蚀的材料或者金属以及塑料

5、，在塔径较小的情况较有效，使用金属材料省，一次投料较少，塔高较低。表1-1板式塔与填料塔对比序号填料塔板式塔１Φ800mm以下，造价低，直径大则价高Φ600mm以下时，安装困难２用小填料时，小塔的效率高，塔径增大，效率下降，所需高度急增效率较稳定。大塔板效率比小塔板有所提高３空塔速度（生产能力）低空塔速度高４大塔检修费用高，劳动量大检修清理比填料塔容易５压降小，对阻力要求小的场合较适用（如：真空操作）压降比填料塔大６对液相喷淋量有一定要求气液比的适应围大７部结构简单，便于非金属材料制作，可用于腐蚀较严重的场合多数不便于非金属材料的制作８持液量小持液量

6、大吸收塔设计基本原则是：.资料........生产能力大，有足够的弹性；满足工艺要求，分离效率高；运行可靠性高，操作、维修方便，少出故障；结构简单，加工方便，造价较低；塔压降小。综上考虑，吸收3000Nm3/h含5%的氨的生产任务较小，我们采用填料吸收塔完成该项生产任务。它结构简单，造价较低，便于采用耐蚀材料使得寿命较长。1.2确定填料吸收塔的具体方案1.2.1装置流程的确定装置流程主要有以下几种：（1）逆流操作气相自塔底进入由塔顶排出，液相由塔顶流入由塔底流出，其传质速率快，分离效率、吸收剂利用率高。工业生产中多采用此操作。（2）并流操作气液两相均

7、由塔顶流向塔底，其系统不受液流限制，可提高操作气速，以提高生产能力。通常用于以下情况：当吸收过程的平衡曲线较平坦时，液流对推动力影响不大；易溶气体的吸收或吸收的气体不需吸收很完全；吸收剂用量很大，逆流操作易引起液泛。（3）吸收剂部分循环操作在逆流操作过程中，用泵将吸收塔排除的一部分冷却后与补充的新鲜吸收剂一同送回塔，通常以下情况使用：当吸收剂用量较少，为提高塔的喷淋密度，.资料........对于非等温吸收过程，为控制塔的温度升高，需取出一部分热量。该流程特别适用于相平衡常数m较小的情况，通过吸收液的部分再循环，提高吸收剂的利用率。需注意吸收剂的部分

8、再循环较逆流操作费用的平均推动力较小，且需设置循环泵，操作费用提高。由于氨在水中的溶解度很大。逆流操作时平均