化工原理课程设计甲醇填料吸收塔设计

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1、成绩目录第一节前言1.1设计方案简介31.1.1设计项目31.1.2设计条件31.1.3设计内容31.2填料塔的主体结构与特点31.2.1结构31.2.2特点41.3吸收剂选择41.4填料的选择51.5工艺流程说明6第二节平衡关系及物料衡算2」平衡关系72.2物料衡算9第三节填料塔工艺尺寸计算3.1塔径的计算103.1.1填料层噴卩林密度核算123.2填料层高度计算12321传质单元高度计算153.2.2传质单元数计算163.3填料层压降的计算16第四节填料塔内件的选型和计算4.1支承装置174.2分布装置

2、184.3进出口管的计算184.4泵的选取18注：1计算结果总表202填料塔设计主要符号一览213参考文献234后记245附录25附件一：塔设备流程图25附件二：X-Y相图25附件三：塔设备设计图25第一节前言1.1设计方案简介1,1,1设计项目回收甲醇的填料吸收塔1.1.2设计条件①混合气体流量3800m3（标）・『②混合气体组分含甲醇6%,空气94%（体积比）③混合气体温度40°C④吸收率96%⑤吸收剂温度25°C⑥操作压强latm1.1.3设计内容①确定操作流程，绘制流程图②选择吸收剂、填料③确定吸收

3、平衡关系，绘制X-Y图、进行物料衡算④计算塔径、填料层高度⑤填料层压降核算、喷咻密度核算⑥附展设备选型和计算⑦绘制设备图1.2填料塔的主体结构和特点1.2.1结构：液体分布器填料压板填料液体再分布器填料支承板蒸汽入口液体收集器液体出口塔顶蒸汽出口12.2特点：填料塔⑴的塔身是一个直立式圆筒，底部有填料支承板，填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。填料的上方安装填料压板，以防被上升气流吹动。液体从塔顶经液体分布器喷咻到填料上，并沿填料表面流下。气体从塔底流入，经气体分布装置（小直径塔一般不设气体分布装置）分布

4、后，与液体呈逆流连续通过填料层的空隙，在填料的表面上，气液两相密切接触进行传质。当填料层较高时，需要进行分段，中间设置再分布装置。液体再分布装置包括液体收集器和液体在分布器两部分，上层填料流下的液体经液体收集器收集后，送到液体在分布器，经重新分布后喷卩林到下层填料上。其中填料是填料塔的主要结构，塔的特性主要由他确定。工业上采用填料形式分为散装填料，规整填料和格栅填料。工业上要求填料的传质分离效率高，压降小，气液和通量大。填料流体力学和传质性能的最基本特性为比表面积和空隙率，以及填料干因子。为了使填料塔的设计

5、获得满足分离要求的最佳设计参数（如理论板数、热负荷等）和最优操作工况（如进料位置、回流比等），准确的计算出全塔各处的组分浓度分布（尤其是腐蚀性组分）、温度分布、气液流率分布等，常采用高效填料塔成套分离技术。而且，20卅:纪80年代以来，以高效填料及塔内件为主要技术代表的新型填料塔成套分离技术在国内受到普遍重视。由于其具有高效、低阻、大通量等优点，广泛应用于化工、石化、炼油及其它工业部门的各类物系分离。1.3吸收剂的选择对填料吸收塔，其吸收装置的流程主要由逆流操作、并流操作、吸收剂部分再循环操作、多塔串联操作

6、和串联•并联混合操作。逆流操作由于其传质平均推动力大，传质速率快，分布效率高，吸收剂利用率高的特点在工业生产中得到广泛应用。吸收过程是依靠气体溶质在吸收剂中的溶解来实现的，因此，吸收剂性能的优为，是决定吸收操作效果的关键之一，选择吸收剂时应着重考虑以下几个方面。①溶解度吸收剂对溶质组分的溶解度要大，以提高吸收速率并减少吸收剂的需要量。②选择性吸收剂对溶质组分要有良好的吸收能力，而对混合气体中的其他组分不吸收或者吸收甚微，否则不能直接实现有效的分离。③挥发度要低操作温度下吸收剂的蒸汽压要低，以减少吸收和再生过

7、程中吸收剂的挥发损失。④黏度吸收剂在操作温度下黏度越低，其在塔内的流动性越好，有助于传质速率和传热速率的提高。⑤其他所选用的吸收剂应尽量满足无毒性、无腐蚀性、不易爆燃、不发泡、冰点低、价廉易得以及化学性质稳定等要求。一般来说，任何一种吸收剂都很难满足以上所有要求，选用时应针对具体情况和主要矛盾，既要考虑工艺要求又兼顾经济合理性。用水吸收甲醇属易溶解的吸收过程，为提高传质效率，选用逆流吸收过程，因用水作为吸收剂，且甲醇不作为产品，故采用纯溶剂。1.4填料的选择塔填料(简称为填料)是填料塔中气液接触的基木构件，

8、其性能的优劣是决定填料塔操作性能的主要因素，因此，塔填料的选择是填料塔设计的重要环节。填料的种类很多，根据装填方式的不同，可分为散装填料和规整填料两大类。散装填料根据结构特点不同，乂可分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料及球形填料等。工业上，填料的材质分为陶瓷、金属和塑料三大类。工业牛产对填料的基木要求如下：(1)传质分离效率高①填料的比表面积a大，及单位体积填料具有表面积要大，因为它是汽液两相接触传质的基础。②填