水吸收丙酮填料塔设计

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1、XXXXXXX大学化工原理课程设计论文用水吸收丙酮填料塔装置设计一.设计任务书1.混合气(空气、丙酮蒸汽)处理量:1249。2.进塔混合气含丙酮2.5%(体积分数);相对湿度:71%;温度:35℃;3.进塔吸收剂(清水)的温度25℃;4.丙酮回收率:90%;5.操作压力:常压。二.目录(…………)三.设计方案简介1.确定设计方案的原则:(1)满足工艺和操作的要求;(2)满足经济上的要求;(3)保证安全生产。三项原则在生产中都是同样重要的。但在化工原理课程设计中,对第一个原则应作较多的考虑,而对第三个原则只要求作一般的考虑。2.本设计按以下几个阶段进行:(1)设计方案的确定和说明。根据给定任

2、务,对吸收装置的流程、操作条件、主要设备型式及其材质的选取等进行论述。(2)塔的工艺计算,确定塔高和塔径。(3)计算各主要工艺尺寸,进行流体力学校核计算。接管尺寸、泵等。(4)管路及附属设备的计算与选型,如冷凝器、加热器等。(5)抄写说明书。(6)绘制吸收装置工艺流程图和吸收塔的设备图。13XXXXXXX大学化工原理课程设计论文二、物性参数1.空气的分子量:29;丙酮的分子量:58;水的分子量:182.35℃饱和水蒸气压强为5623.4Pa3.常压:101.325kPa4.在1atm时,水的凝固点(f.p.)为0℃,沸点(b.p.)为100℃。水在0℃的凝固热为5.99kJ/mol(或80

3、cal/g),水在100℃的汽化热为40.6kJ/mol(或540cal/g)。三、设计方案的确定1.吸收工艺流程采用常规逆流操作,流程如下:13XXXXXXX大学化工原理课程设计论文流程说明:混合气体进入吸收塔,与水逆流接触后,得到净化气排放;吸收丙酮后的水,经取样计算其组分的量,若其值符合国家废水排放标准,则直接排入地沟,若不符合,待处理之后再排入地沟。十、塔径计算塔底气液负荷大,依塔底条件(混合气35℃),101.325kPa,查表1,吸收液30.13℃计算。图2通用压降关联图13XXXXXXX大学化工原理课程设计论文u=(0.6~~0.8)(1).采用Eckert通用关联图法(图2

4、)计算泛点气速①有关数据计算塔底混合气流量V’S=10226.27+1122.33+270.51=11619kg/h吸收液流量L’=33128+19.35×0.9×58=34138kg/h进塔混合气密度=×=1.15kg/(混合气浓度低,可近似视为空气的密度)吸收液密度=995.65kg/吸收液黏度=0.7993mPa·s经比较,选DG50mm塑料鲍尔环(米字筋)。查《化工原理》教材附录可得,其填料因子=120,比表面积A=106.4。②关联图的横坐标值()1/2=()1/2=0.100③由图2查得纵坐标值为0.125即0.2=0.2=0.0135=0.125故液泛气速==3.04m/s(

5、2)操作气速u=0.6=0.6×3.04=1.82m/s(3)塔径13XXXXXXX大学化工原理课程设计论文==1.379m=1379mm取塔径为1.4m(=1400mm)(4)核算操作气速U==1.766m/s<(5)核算径比D/d=1400/50=28,满足鲍尔环的径比要求。(6)喷淋密度校核依Morris等推专,d<75mm约环形及其它填料的最小润湿速率(MWR)为0.08/(m·h):最小喷淋密度=0.08×106.4=8.512/(m2·h)因==22.3/(m·h)故满足最小喷淋密度要求。十一、填料层高度计算计算填料层高度,即:Z=(1)传质单元高度计算:=13XXXXXXX大

6、学化工原理课程设计论文其中=;(《化工单元操作及设备》)本设计采用(恩田式)计算填料润湿面积aw作为传质面积a,依改进的恩田式分别计算及,再合并为和。①列出备关联式中的物性数据气体性质(以塔底35℃,101.325kPa空气计):=1.15kg/(前已算出);=0.01885×(查附录);=1.09×(依翻Gilliland式估算);液体性质(以塔底30.13℃水为准):=995.65kg/;=0.7993×Pa·s;=1.451×(以式计算)(《化学工程手册》),式中为溶质在常压沸点下的摩尔体积,为溶剂的分子量,为溶剂的缔合因子。=71.6×N/m(查化工原理附录)。气体与液体的质量流速

7、:LG`==6.2VG`==2.1塑料鲍尔环(乱堆)特性:=50mm=0.05m;A=106.4;=40dy/cm=40×10-3N/m;查《化学工程手册,第12篇,气体吸收》,有关形状系数,=1.45(鲍尔环为开孔环)②依式13XXXXXXX大学化工原理课程设计论文={-1.45()0.75()0.1()-0.05()0.2}={-1.45(0.646)(1.54)(1.48)(0.35)}=(-0.747)=0.52

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