化工课程设计

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化工单元操作课程设计说明书

设计题目：水吸收氨过程填料吸收塔

设计者： 班级 姓名

日期 2015年1月5日 指导老师：

设计成绩：

目录

1 设计方案简介..........................................................3 2 设计计算....................................................................3 2.1 设计方案的确定.............................................3 2.2 填料的选择................................................3 2.3 基础物性数据...........................................4

2.3.1 液相物性数据....................................4 2.3.2 气相物性数据....................................4 2.3.3 气液相平衡数据................................4 2.3.4 物料衡算.............................................5

2.4 填料塔的工艺尺寸的计算......................5

2.4.1 塔径的计算.........................................5 2.4.2 塔料层高度计算................................7

2.5 填料层压降计算..........................................11 2.6 液体分布器简要设计................................11

2.6.1 液体分布器的选型............................11 2.6.2 分布点密度计算................................11 2.6.3 布液计算.............................................11 2.6.4 液体再分布器.....................................12 2.7 吸收塔接管尺寸计算................................12 2.7.1 气体进料管.......................................12 2.7.2 液体出料管.......................................12

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2.7.3 气体进出口压降...............................13 2.7.4 离心泵的选型...................................13 2.8 辅助设备的计算及选型...........................14

2.8.1 除沫器..................................................14

2.8.2 填料压紧装置......................................15 2.8.3 填料支承装置......................................15 2.8.4 塔总高度...............................................16

3 设计绘图.....................................................................16 4 附录 .............................................................................18

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1. 设计方案简介：

塔设备是化工、石油化工、生物化工、制药等生产过程中广泛采用的气液

传质设备。根据塔内气液接触构件的结构形式，可分为板式塔和填料塔两大类。

板式塔内设置一定数量的塔板，气体以鼓泡或喷射形式穿过板上的液层，进行传质与传热。在正常操作下，气相为分散相，液相为连续相，气相组成呈阶梯变化，属逐级接触逆流操作过程。

填料塔内装有一定高度的填料层，液体自塔顶沿填料表面下流。气体逆流向上流动，气液两相密切接触进行传质与传热。在正常操作下，气相为连续相，液相为分散相，气相组成呈连续变化，属微分接触逆流操作过程。

工业上，塔设备主要用于蒸馏和吸收传质单元操作过程。蒸馏过程多选用板式塔，而吸收过程多选用填料塔。

本次题目要求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10000Nm3/h，其中含氨数为体积分数5%，要求塔顶排放气体中含氨体积分数低于0.012%。

（1） 操作条件 吸收剂为清水

吸收剂用量为最少吸收剂用量的1.5倍 操作压强：常压 操作温度：20℃ （2） 设计要求

选用聚丙烯阶梯环作填料，填料规格自选 吸收塔接管尺寸的计算及液体分布器的设计 他的物料衡算，塔的工艺计算及压降的计算

（3） 基础数据

20℃下氨在水中的溶解度系数为H=0.725kmol/(m2.k?a)

2 、设计计算

2.1 设计方案的确定

用水吸收氨气属中等溶解度的吸收过程，为提高传质效率，选用逆流吸收流程。因用水作为吸收剂，且氨气不作为产品，故采用纯溶剂。

2.2 填料的选择

对于水吸收氨气的过程，操作温度及操作压力较低，工业上通常选用塑料

散装填料。在塑料散装填料中，塑料阶梯环填料的综合性能较好，故此选用DN50聚丙烯阶梯环填料。其主要性能参数有：

比表面积a：114.2m2/m3 填料因子?：89m-1 空隙率?: 0.927

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