化工原理课程设计水吸收hcl填料塔设计

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1、《化工原理》课程设计——水吸收HCL填料塔设计学院----------专业----------班级2011级姓名-----学号-------指导教师-------2013年12月20日设计任务书1.水吸收HCl填料塔的设计（一）设计题目试设计一座填料吸收塔，用于回收空气中的HCl气体。混合气体处理量为_3500__m3/h。进口混合气中含HCl___6%__（体积百分数）；混合气进料温度为30℃。采用20℃清水进行吸收。要求：①HCl的回收率达到__99.85%__。②塔顶排放气体中HCl含量低于__0.15%__（二）操作条件（1）操作压力

2、202.6kPa（2）操作温度20℃（3）吸收剂用量为最小用量的倍数自己确定（4）塔型与填料自选，物性查阅相关手册。（三）设计内容（1）设计方案的确定和说明（2）吸收塔的物料衡算；（3）吸收塔的工艺尺寸计算；（4）填料层压降的计算；（5）液体分布器简要设计；（6）绘制液体分布器施工图；（7）其他填料塔附件的选择；（8）塔的总高度计算；（9）泵和风机的计算和选型；（10）吸收塔接管尺寸计算；（11）设计参数一览表；（12）绘制生产工艺流程图（A3号图纸）；（13）绘制吸收塔设计条件图（A3号图纸）；（14）对设计过程的评述和有关问题的讨论。目录前言

3、11、填料塔主体设计方案的确定11.1装置流程的确定11.2吸收剂的选择11.3填料的选择12、基础物性数据及物料衡算22.1基础物性数据22.1.2气相物性数据22.1.3气液相平衡数据22.1.4物料横算32．2填料塔工艺尺寸的计算42.2.1塔径的计算42.2.3填料层压降计算：82.2.4液体分布装置83、附属设备的选择与计算93.1填料支撑装置93.2填料压紧装置93.3吸收塔主要接管的尺寸计算93.4填料塔附属高度的计算113.5离心泵和风机的选择11设计一览表131基础物性数据和物料衡算结果汇总：132填料塔工艺尺寸计算结果表：14

4、3吸收塔设计一览表15对本设计的评述15前言填料塔不但结构简单，且流体通过填料层的压降较小，易于用耐腐蚀材料制造，所以她特别适用于处理量肖，有腐蚀性的物料及要求压降小的场合。液体自塔顶经液体分布器喷洒于填料顶部，并在填料的表面呈膜状流下，气体从塔底的气体口送入，流过填料的空隙，在填料层中与液体逆流接触进行传质。因气液两相组成沿塔高连续变化，所以填料塔属连续接触式的气液传质设备。1、填料塔主体设计方案的确定1.1装置流程的确定本次设计采用逆流操作：气相自塔低进入由塔顶排出，液相自塔顶进入由塔底排出，即逆流操作。逆流操作的特点是：传质平均推动力大，传

5、质速率快，分离效率高，吸收剂利用率高。工业生产中多采用逆流操作。1.2吸收剂的选择因为用水做吸收剂，故采用纯溶剂。1.3填料的选择塔填料的选择包括确定填料的种类、规格及材料。填料的种类主要从传质效率、通量、填料层的压降来考虑，填料规格的选择常要符合填料的塔径与填料公称直径比值D/d。综合考虑填料规格，种类和材质后，选用聚丙烯鲍尔环填料2、基础物性数据及物料衡算2.1基础物性数据2.1.1液相物性数据对低浓度吸收过程，溶液的物性数据可近似取纯水的物性数据。由手册查得20℃水的有关物性数据如下：1.2.黏度：3.表面张力为:4.20℃HCl：H＝0.

6、1995.20℃HCl：＝2.8×10^-96.20℃HCl：＝1.56×10^-52.1.2气相物性数据1.混合气体的平均摩尔质量为2.混合气体的平均密度R=8.3143.混合气体黏度可近似取为空气黏度。查手册得20时，空气的黏度注：1Pa.s=1kg/(m.s)2.1.3气液相平衡数据由手册查得，202.6kPa，20时，HCl在水中的亨利系数为E=275kpa20时，HCl在水中的溶解度:H=0.199kmol/(m3.kPa)相平衡常数：溶解度系数:2.1.4物料横算1.进塔气相摩尔比为2.出塔气相摩尔比为对于纯溶剂吸收过程，进塔液相组成

7、为：(清水)混合气体流量：惰性气体流量：最小液气比：取实际液气比为最小液气比的2.5倍，则可得吸收剂用量为：V——单位时间内通过吸收塔的惰性气体量，kmol/s;L——单位时间内通过吸收塔的溶解剂，kmol/s;Y1、Y2——分别为进塔及出塔气体中溶质组分的摩尔比，koml/koml;X1、X2——分别为进塔及出塔液体中溶质组分的摩尔比，koml/koml;2．2填料塔工艺尺寸的计算2.2.1塔径的计算混合气体的密度填料总比表面积：水的黏度采用贝恩-霍根泛点关联式计算泛点速度：μF——泛点气速，m/s；g——重力加速度，9．81m/s2at——填

8、料总比表面积，ε——填料层空隙率，ρV,ρL——气相、液相密度，k/m3；μL——液体粘度，mPa·s;取泛点率为0.6，即圆整后取D—