水吸收氨填料塔的设计.doc

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1、.....目录一、设计条件2二、设计方案的确定2三、填料的选择2四、基础物性数据2(一)DN50的聚丙烯鲍尔环特性数据2(二)液相物性数据2(二)气相物性数据3(三)气液相平衡数据3五、物料衡算3六、填料塔工艺尺寸的计算4(一)塔径的计算4(二)填料层高度的计算5七、填料层压降的计算7八、液体分布器简要设计8(一)液体分布器及液体再分布器的选型8(二)分布点密度的计算8(三)布液计算8九、填料塔接管尺寸的计算8(一)气体进料管8(二)液体进料管9十、离心泵的计算和选择9十一、设计结果一览表10十二、参考文献11十三、对本设计的评述及心得体会11.资料........化工原理课程设计任务

2、书5(化工11-5/6班)一、设计题目题目:水吸收氨填料塔的设计。工艺参数:原料含氨(5+*0.05*学号)%(体积分数)塔顶氨含量为:<0.02%,(体积分数)塔的生产能力为:质量流量=(3000+0.2*学号)kg/h基本条件:顶压强为常压,操作温度20℃。二、设计容:(1)设计方案的确定及流程说明;(2)塔的工艺计算:物料衡算;(3)塔高、塔径;(4)填料层压降的计算;。(5)液体分布器简要计算;(6)接管尺寸计算;(7)绘制装置工艺流程图、塔设备结构简图;(8)设计结果一览表;(9)对本设计的评述或有关问题的分析讨论。三、设计要求:1、设计完成后,必须提交设计成果,其中设计成果

3、包括设计说明书一份。2、设计说明书包括:封面、目录、设计任务书、设计计算书、设计结果汇总表、装置工艺流程图、塔设备装置工艺流程图、塔设备结构简图、参考文献及设计自评表等。3、设计计算书主要包括:设计容四、参考书目:1、玉英.化工原理,上册,1版.天津:天津大学,19992、柴诚敬.化工原理课程设计.1版.天津:天津大学,19943、匡国柱.化工单元过程及设备课程设计.1版.:化学工业,20024、功祥.常用化工单元设备设计.1版.:华南理工大学,2003.资料........一、设计条件塔的生产能力3001kg/h进料组成(质量分率)/%氨气空气5.25%94.75%分离要求塔顶NH3

4、含量≤0.02%(体积分数)基本条件顶压强为常压,操作温度20℃回收率99.6%二、设计方案的确定用水吸收NH3属于易溶气体的吸收,为提高传质效率,选用逆流吸收流程。因用水作为吸收剂价格经济低廉,且NH3不作为产品,故采用纯溶剂。三、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,工业上通常选用塑料散装填料。在塑料散装填料中,塑料鲍尔环填料的综合性能较好,故选用DN50的聚丙烯鲍尔环填料。四、基础物性数据(一)DN50的聚丙烯鲍尔环特性数据公称直径DN:50mm外径*高*厚(d*h*s):50mm*50mm*1.5mm.资料........比表面积a:100m2/m3空隙率ε

5、:91.7%=0.917个数n:6300m-3堆积密度ρ:76kg/m3干填料因子Ф:130m-1(二)液相物性数据对低浓度吸收过程,溶液的物性数据可以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:黏度:表面力:氨气在水中的扩散系数为:(二)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空气的黏度可近似取为空气的的黏度,查手册得20℃空气的黏度为查手册得氨气在空气中的扩散系数为.资料........(二)气液相平衡数据查手册得,常压下20℃时氨气在水中的亨利系数为相平衡常数为溶解度系数为五、物料衡算进塔气体摩尔比为出塔气体的摩尔比为进塔混合气体体积流

6、量为进塔混合气体摩尔流量为进塔惰性气体流量为纯溶剂吸收过程,进塔液相组成为.资料........该吸收过程属低浓度吸收,平衡关系为直线,最小气液比为取操作液气比为最小液气比的1.7倍,则操作液气比为由物料衡算得六、填料塔工艺尺寸的计算(一)塔径的计算气相质量流量为液相质量流量可近似按纯水的流量计算,即采用贝恩-霍根关联式计算泛点速度:代入数据解得.资料........取塔径圆整塔径,取泛点率校核:(在允许围)填料规格校核:液体喷淋密度校核:取最小润湿速率为则经以上校核可知,填料塔直径选用合理。(一)填料层高度的计算脱吸因数为.资料........气相总传质单元数为气相总传质单元数高度采

7、用修正的恩田关联式计算:查表得液体质量通量为=0.344气膜吸收系数由下式计算:气体质量通量为则液膜吸收系数由下式计算:.资料........查表得,则因为,故需进行校正由,,得,则气相总传质单元高度为填料层高度为取,则设计填料层高度为圆整设计填料层高度,取查表得,鲍尔环散装填料分段高度推荐值:,取,则计算所得填料层高度为,大于,故需分2段,每段为.资料........。七、填料层压降的计算采用Eckert通用关联图计算填料层压降。横坐标为:查

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