水吸收氨填料吸收塔设计带图.doc

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1、......1.1设计任务书01.2吸收工艺流程的确定21.3物料计算21.4平衡曲线方程31.5塔径计算31.6填料层高度计算51.7填料层压降计算81.8填料吸收塔的附属设备81.9主要符号说明10计任务书（1）题目含氨为5%（体积分数，下同）的混合气体,处理量为4000m3/h,采用清水进行吸收,氨的回收率90%，吸收剂的用量为最小用量的1.5倍.(均为体积分数).,（2）设计任务和操作条件:(1)操作压力常压。(2)操作温度20℃(3)年工作300天,每天24小时运行.（3）填料类型聚丙烯阶梯环填料,规格自选.（4）

2、设计内容(1)吸收塔的物料衡算(2)填料层压降的计算.专业.专注.......(3)液体分布器的简单设计(4)吸收塔塔体工艺尺寸的计算(5)绘制分布器施工图(6)对本设计进行评述（5）基础数据20℃下氨在水中的溶解度系数H为0.725Kmol/(m3.kpa)1.2吸收工艺流程的确定采用常规逆流操作流程．流程如下。.专业.专注.......1.3物料计算(l).进塔混合气中各组分的量取塔平均操作压强为101.3kPa，故：混合气量＝4000（）×＝166.38kmol／h混合气中氨量＝166.38×0.5＝83.19kmol

3、／h＝1414.23kg／h混合气中空气量＝166.38-83.19=83.19kmol／h＝2412.51kg／h(2)．混合气进出塔的（物质的量）组成=0.05=0.05*0.01=0.0005（3）．混合气进出塔（物质的量比）组成Y1==0.0526Y2==0.00051.4平衡曲线方程查表知:20℃时,氨在水中的亨利系数E=277.3Kpa;m===2.737故操作线方程为:Y=2.737X.吸收剂(水)的用量Ls由操作线方程知:当Y1＝0.0526时,X1*=0.0192,计算最小吸收剂用量=166.38×0.95

4、×＝428.91kmol／h取安全系数为1.5，则Ls＝1.5×428.91=643.36kmol／h=11580.44kg/h.专业.专注.......依物料衡算式塔底吸收液浓度=158.06×=0.000711.5塔径计算塔底气液负荷大，依塔底条件(混合气20℃)，101.325kPa（1）.采用Eckert通用关联图法(图1)计算泛点气速①有关数据计算塔底混合气流量V`S＝570.5＋19.2＝589.7kg／h吸收液流量L`＝1451.7kg／h进塔混合气密度＝×＝1.206kg／(混合气浓度低，可近似视为空气的密度

5、)吸收液密度＝998.2kg/吸收液黏度＝1.005mPa·s经比较，选DN38mm聚丙烯阶梯环。查《化工原理》教材附录可得，其填料因子=175，比表面积＝132.5②关联图的横坐标值()1/2=()1/2=0.086③由图1查得纵坐标值为0.15即0.2=0.15求得液泛气速=2.64m/s.专业.专注.......(2)．操作气速取u＝0.6＝0.6×2.64＝1.58m/s(3).塔径==0.335m=335mm取塔径为0.4m(＝400mm)(4)．核算操作气速U==1.11m/s<(5)．核算径比D/d＝400/3

6、8＝10.5>8，满足阶梯环的径比要求。(6)．喷淋密度校核取=0.08/(m·h)最小喷淋密度=0.08×132.5＝10.6/(m2·h)因＝＝11.6/(m·h)>故满足最小喷淋密度要求。.专业.专注.......图1通用压降关联图1.6填料层高度计算(1)．传质单元高度计算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。.专业.专注.......①列出备关联式中的物性数据气体性质(以塔底20℃，101.325kPa空气计)：＝1.206kg/(前已算出)；＝0.0181×(查

7、附录)；＝1．98×液体性质＝998.2kg/；＝1.005×Pa·s；=1.344×,＝72.6×N／m(查化工原理附录)。气体与液体的质量流速：LG`==3.21VG`==1.30DN38mm聚丙烯阶梯环(乱堆)特性：＝38mm;＝132.5;=33×10-3N/m;有关形状系数，=1.45（阶梯环为开孔环）②依式={-1.45（）0.75（）0.1（）-0.05（）0.2}==0.683故==0.683×132.5=90.5③依式.专业.专注.......KL=0.0095()2/3()-1/2()1/3=0.0095

8、()2/3()-1/2()1/3=1.17×10-2m/s④依式kG=0.237()0.7()13()=0.237()0.7()1/3()=8.1×10-6kmol/(m2·S·kPa)故=8.1××90.5×=1.1×10-3(m/s)=1.17×10-2×90.5×=1.23m/s(