水吸收氯化氢填料塔设计

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1、化工原理大作业目录1、填料塔主体设计方案的确定21.1装置流程的确定21.2吸收剂的选择21.3填料的选择22、基础物性数据及物料衡算32.1基础物性数据32.1.1液相物性数据32.1.2气相物性数据32.1.3气液相平衡数据2.1.4物料横算42．2填料塔工艺尺寸的计算52.2.1塔径的计算52.2.2填料层高度的计算及分段62.2.3填料层压降计算：92.2.4液体分布装置103、附属设备的选择与计算113.1填料支撑装置113.2填料压紧装置113.3吸收塔主要接管的尺寸计算113.3.1液体进料接管123.3.2气体进料接管123.4填料塔附属高度的计算13

2、3.5离心泵和风机的选择134设计一览表144.1基础物性数据和物料衡算结果汇总：144.2填料塔工艺尺寸计算结果表：154.3吸收塔设计一览表16前言化工设计任务书设计全套分离设备，以满足以下要求：利用水吸收废气中的HCl气体，制备稀盐酸。温度为45℃的HCl的废气中的HCl的含量为1640.7mg/m3,吸收率高于95.37%，并且要求每年按运行10个月来计算，年产出2000吨4.0%以上的稀盐酸。要求：从化工专业网站上查询塔参数，设计全套设备，并做出经费预算。填料塔不但结构简单，且流体通过填料层的压降较小，易于用耐腐蚀材料制造，所以它特别适用于处理量肖，有腐蚀性

3、的物料及要求压降小的场合。液体自塔顶经液体分布器喷洒于填料顶部，并在填料的表面呈膜状流下，气体从塔底的气体口送入，流过填料的空隙，在填料层中与液体逆流接触进行传质。因气液两相组成沿塔高连续变化，所以填料塔属连续接触式的气液传质设备。1、填料塔主体设计方案的确定1.1装置流程的确定本次设计采用逆流操作：气相自塔低进入由塔顶排出，液相自塔顶进入由塔底排出，即逆流操作。逆流操作的特点是：传质平均推动力大，传质速率快，分离效率高，吸收剂利用率高。工业生产中多采用逆流操作。1.2吸收剂的选择因为用水做吸收剂，故采用纯溶剂。1.3填料的选择塔填料的选择包括确定填料的种类、规格及材

4、料。填料的种类主要从传质效率、通量、填料层的压降来考虑，填料规格的选择常要符合填料的塔径与填料公称直径比值D/d。综合考虑填料规格，种类和材质后，选用聚丙烯鲍尔环填料2、基础物性数据及物料衡算2.1基础物性数据2.1.1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℃水的有关物性数据如下：1.2.黏度：3.表面张力为:4.20℃HCl溶解度系数：H＝0.1995.20℃HCl：＝2.8×10^-96.20℃HCl：＝1.56×10^-52.1.2气相物性数据1.混合气体的平均摩尔质量为2.混合气体的平均密度R=8.3143.混合气体

5、黏度可近似取为空气黏度。查手册得20时，空气的黏度注：1Pa.s=1kg/(m.s)2.1.3气液相平衡数据由手册查得，101.3kPa，20℃时，HCl在水中的亨利系数为E=279kpa20℃时，HCl在水中的溶解度:H=0.199kmol/(m3*kPa)相平衡常数：溶解度系数:2.1.4物料横算1.进塔气相摩尔比为2.出塔气相摩尔比为对于纯溶剂吸收过程，进塔液相组成为：(清水)混合气体流量：1）每小时HCl的产量为：；2）进气中HCl物质的量为：进气的物质的量为：3）气体体积流量：惰性气体流量：最小液气比：取实际液气比为最小液气比的2.5倍，则可得吸收剂用量为：

6、V——单位时间内通过吸收塔的惰性气体量，kmol/s;L——单位时间内通过吸收塔的溶解剂，kmol/s;Y1、Y2——分别为进塔及出塔气体中溶质组分的摩尔比，koml/koml;X1、X2——分别为进塔及出塔液体中溶质组分的摩尔比，koml/koml;2．2填料塔工艺尺寸的计算2.2.1塔径的计算混合气体的密度填料总比表面积：水的黏度采用贝恩-霍根泛点关联式计算泛点速度：μF——泛点气速，m/s；g——重力加速度，9．81m/s2at——填料总比表面积，ε——填料层空隙率，ρV,ρL——气相、液相密度，k/m3；μL——液体粘度，mPa·s;取泛点率为0.85，即圆整

7、后取D——塔径，m；V——操作条件下混合气体的体积流量，m3/s;——空塔气速，即按空塔截面积计算的混合气体线速度，m/s.圆整后取D=1.2m（常用的标准塔径为400、500、600、700、800、1000、1200、1400、1600、2000、2200）泛点率校核：（对于散装填料，其泛点率的经验值为）填料规格校核：液体喷淋密度校核：取最小润湿速率为所以经以上校核可知，填料塔直径选用合理。2.2.2填料层高度的计算及分段查表知，0，101.3下，HCl在空气中的扩散系数由，则293，101.3下，在空气中的扩散系数为液相扩散系数液体质量通量为气