文档介绍：学校:华东交通大学
学院:基础科学学院
姓名: 王业贵
学号:20100810030111
指导老师:周枚花老师
时间:-
一、设计任务书
一、设计题目
年处理量为吨氮气填料吸收塔的设计
二、设计任务及操作条件
试设计一座填料吸收塔,用于脱除混于空气中的氨气。混合气体的处理量为2400 m3/h,其中含空气95%,含氨气为5%(体积分数),%(体积分数)。
采用清水进行吸收,。20℃氨在水中的溶解度系数为H=/()
三、工艺操作条件
℃
:300天,每天24小时
四、设计内容
1. 吸收流程选择
2. 填料选择(根据处理量选择)
3. 基础物性数据的搜集与整理
4. 吸收塔的物料衡算
5. 填料塔的工艺尺寸计算(塔径,填料层高度,填料层压降)
6. 流体分布器简要设计
(对设计过程的评述和有关问题的讨论)
五、化工设计说明书的内容
完整的化工设计报告由说明书图纸两部分组成。设计说明书中应包括所有论述、原始数据、计算、表格等,编排顺序如下:
(1)标题页;
(2)设计任务书;
(3)目录;
(4)设计方案简介;
(5)工艺流程草图;
(6)工艺计算以主体设备设计计算及选型;
(7)辅助设备的计算及选择;
(8)设计结果概要或设计一览表;
(9)对本设计的评述;
(10)附图(工艺流程图(设计说明书中)、主体设备工艺条件图(A3));
(11)参考文献;
二、设计方案
(一)流程图及流程说明
该填料塔中,氨气和空气混合后,经由填料塔的下侧进入填料塔中,与从填料塔顶流下的清水逆流接触,在填料的作用下进行吸收。经吸收后的混合气体由塔顶排除,吸收了氨气的水由填料塔的下端流出。
(二)填料及吸收剂的选择
该过程处理量不大,所用的塔直径不会太大,可选用25××,其主要性能参数如下:
比表面积at:223 空隙率:
湿填料因子: 填料常数 A: K:
见下图:
根据所要处理的混合气体,可采用水为吸收剂,其廉价易得,物理化学性能稳定,选择性好,符合吸收过程对吸收剂的基本要求。
三、工艺计算
(一)基础物性数据
2. 气相物性数据
混合气体平均密度:
=427680()
空气黏度:
273K,:
(二)物料衡算,确定塔顶、塔底的气液流量和组成
20℃,
进塔气相摩尔比:
出塔气相摩尔比:
对于纯溶剂吸收过程,进塔液相组成:
混合气体流量: kmol/h
进塔惰性气体流量: kmol/h
吸收过程属于低浓度吸收,平衡关系为直线,最小液气比可按下式计算:
,可得吸收剂用量为:
根据全塔物料衡算式:
液气比:
(三)塔径的计算
考虑到填料塔内塔的压力降,
采用贝恩----霍夫泛点关联式:
即
. 即
圆整后取
:
()
:
:
取最小润湿速率为:
所以得
故满足最小喷淋密度的要求.
(四)填料层高度计算
273K,,,则
293K,,氨气在空气中的扩散系数
293K,,氨气在水中的扩散系数(查化工原理附录)
脱吸因数为:
气相总传质单元数为:
=
=
气相总传质单元高度采用修正的恩田关联式计算:
液体质量通量为:
气体质量通量为:
故
气膜吸收系数:
液膜吸收系数:
查表得= 故
==
==
f =>
以下公式为修正计算公式:
则(H为溶解度系数);
==
由
==
2. 填料层高度的计算
由
故取填料层高度为6m.
查[2]化工原理课程设计213页表