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