填料塔设计说明书

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1、填料塔设计说明书年产1002吨丙酮设计说明书一、任务及操作条件1.1设计题目：年产1002吨丙酮设计说明书设计一座填料吸收塔，用于吸收混于空气中的丙酮气体。混合气体的处理量为2600(m3/h)，其中含空气为95%，丙酮气为5%(百分含量)，要求丙酮回收率为96%(百分含量)，采用清水进行吸收，吸收剂的用量为最小用量的1.5倍。1.2工艺操作条件：(1)操作压力为常压(2)使用微分接触式的吸收设备(3)逆流操作二、设计条件及主要物性参数2.1设计条件：(1)生产能力：混合气处理量G=2600m/h

2、(见后面详细计算过程)(2)原料：以丙酮一空气二元体系，进料混合气体含丙酮的体积分数为5%(3)产品要求：塔顶逸出气体丙酮含景99%(1)操作压力:常压32.2主要的物性参数值：(1)空气的分子量：29;丙酮的分子量：58;水的分子量：18(2)235°C饱和水蒸气压强为5623.4Pa(3)常压:101.325kPa(4)在1atm时，水的凝固点(f.p.)为0°C，沸点(b.p.)为100°C水在0°C的凝固热为5.99kJ/mol(或80cal/g),水在100°C的汽化热为40.6kJ/m

3、ol(或540cal/g)。三、设计方案的确定3.1设计方案的内容3.1.1流程方案的确定常用的吸收装置流程主要有逆流操作、并流操作、吸收及部分再循环操作、多塔串联操作、串联一并联操作，根据设计任务、工艺特点，结合各种流程的优缺点，采用常规逆流操作的流程，传质平均推动力大，传质速率快，分离效率高，吸收及利用率高。3.1.2设备方案的确定本设计要求的是选用填料吸收塔，填料塔是气液呈连续性接触的气液传质设备，它的结构和安装比板式塔简单。它的底部有支撑板用来支撑填料，并允许气液通过。支撑板上的填料有整砌

4、或乱堆两种方式。填料层的上方有液体分布装置，从而使液体均匀喷洒在填料层上。1.1常规逆流操作附：填料塔的主体结构与特点结构：3.2流程布置吸收装置的流程布置是指气体和液体进出吸收塔的流向安排。本设计采用的是逆流操作，即气相自塔底进入由塔顶排出，液相流向与之相反，自塔顶进入由塔底排出。逆流操作时平均推动力大，吸收剂利用率高，分离程度高，完成一定分离任务所需传质面积小，工业上多采用逆流操作。3.3吸收剂的选择吸收剂性能的优劣是决定吸收操作效果的关键之一，吸收剂的选择应考虑以下几方面：(1＞溶解度：吸收

5、剂对溶质的溶解度要大，以提高吸收速率并减少吸收剂的用量。(2)选择性：吸收剂对溶质组分有良好的溶解能力，对其他组分不吸收或甚微。(3)挥发度：操作温度下吸收剂的蒸汽压要低，以减少吸收和再生过程中的挥发损失。(4)粘度：吸收剂在操作温度下粘度要低，流动性要好，以提高传质和传热速率。(2)其他：所选用的吸收剂尽量要无毒性、无腐蚀性、不易爆易燃、不发泡、冰点低、廉价易得及化学性质稳定一般来说，任何一种吸收剂都难以满足以上所有要求，选用是要针对具体情况和主要因素，既考虑工艺要求乂兼顾到经济合理性，综上因素

6、的考虑，本次设计任务选用清水做吸收剂。3.4操作温度和压力的确定(1)温度：低温利于吸收，但温度的底限应由吸收系统决定，本设计温度选25°C(2)压力：加压利于吸收，但压力升高操作费用、能耗增加，需综合考虑，本设计采用常压。3.5填料的选择3.5.1填料种类的选择填料种类的选择要考虑分离工艺的要求，还要确保有较高的传质效率.除此之外，还应选择具有较高泛点气速或气相动能因子的填料，这样可以使通量增大,塔的处理能力也增大.通常考虑以下几个方面。①传质效率，传质效率即分离效率，它有两种表示方法：一是以理

7、论级进行计算的表示方法，以每个理论级当量的填料层高度表示，即HETP值；另一是以传质速率进行计算的表示方法，以每个传质单元相当的填料层高度表示，即HTU值。在满足工艺要求的前提下，放选用传质效率高,即HETP(或HTU值)低的填料。对于常用的工业填料，其HETP(或HTU)值可由有关手册或文献中查到，也可通过一些经验公式来估算。①通量，在相同的液体负荷下，填料的泛点气速愈高或气相动能因子愈大，则通量愈大，塔的处理能力亦越大。因此，在选择填料种类时，在保证具有较高传质效率的前提下，应选择具有较高泛点

8、气速或气相动能因子的填料。对于大多数常用填料，其泛点气速或气相动能因子可由有关手册或文献中查到，也可通过一些经验公式来估算。②填料层的压降，填料层的压降是填料的主要应用性能，填料层的压降愈低，动力消耗越低，操作费用愈小。选择低压降的填料对热敏性物系的分离尤为重要。比较填料的压降有两种方法，一是比较填料层单位高度的压降AP/Z;另一是比较填料层单位传质效率的比压降AP/NT。填料层的压降可用经验公式计算，亦可从有关图表屮杳出。③填料的操作性能，填料的操作性能主要指操作弹性、抗污堵性及