水吸收氨過程填料吸收塔設計.docx

此文檔收集于網(wǎng)絡，如有侵權(quán)，請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 徐州工程學院食品（生物）工程學院食品工程原理課程設計 題目：水吸收氨的課程設計專 業(yè)： 班 級： 學生姓名： 學 號： 指導教師： 水吸收氨過程填料吸收塔設計1 設計題目 試設計一座填料吸收塔，用于脫出混于空氣中的氨氣?；旌蠚怏w的處理量為6000 m3/h，其中含氨為5%（體積分數(shù)），要求塔頂排放氣體中含氨低于0.02%（體積分數(shù)）。采用清水進行吸收，吸收劑的用量為最小用量的1.5倍。操作條件 操作壓力 常壓 操作溫度 20填料類型 選用聚丙烯階梯環(huán)填料，填料規(guī)格自選工作日 每年300天，每天24小時連續(xù)運行廠址 廠址為徐州地區(qū)設計內(nèi)容 吸收塔的物料衡算 吸收塔的工藝尺寸計算 填料層壓降的計算 繪制生產(chǎn)工藝流程圖設計基礎數(shù)據(jù) 20下氨在水中的溶解度系數(shù)為H=0.725kmol/(m3kPa)其他物性數(shù)據(jù)可查有關手冊。2.1吸收流程的確定 除了少數(shù)情況只需單獨進行吸收外，一般需對吸收后的溶液繼以脫吸，使溶劑再生，循環(huán)使用。因此，除了吸收塔以外，還需與其他設備一道組成一個完整的吸收-脫吸流程。2.2填料的選擇 對于水吸收NH3的過程，操作溫度及操作壓力較低，工業(yè)上通常選用塑料散裝填料。在塑料散裝填料中，塑料階梯環(huán)填料的綜合性能較好，故此選用DN50聚丙烯階梯環(huán)填料。2.3基礎物性數(shù)據(jù)整理對于低濃度吸收過程，溶液的物性數(shù)據(jù)可近似取純水的物性數(shù)據(jù)。由手冊查得，20時水的有關物性數(shù)據(jù)如下：密度：粘度：表面張力：NH3在水中的擴散系數(shù)：混合氣體的平均摩爾質(zhì)量：混合氣體的平均密度：混合氣體的粘度可近似取空氣的粘度，查手冊得20空氣的粘度為：查手冊得NH3在空氣中的擴散系數(shù)為：由手冊查得：常壓下20時NH3在水中的亨利系數(shù)：相平衡常數(shù)為：溶解度系數(shù)為：2.4物料衡算進塔氣相摩爾比為 ：出塔氣相摩爾比為： 進塔惰性氣相流量為：該吸收過程屬低濃度吸收，平衡關系為直線，最小液氣比可按下式計算即對于純?nèi)軇┪者^程，進塔液相組成為：取操作液氣比為：2.5吸收塔的工藝尺寸計算吸收塔塔徑的計算：填料塔的直徑D與操作空塔氣速u及氣體體積流量Vs之間存在以下關系式中：D 塔徑，m; Vs氣體體積流量，m3/s; u 操作空塔氣速，m/s采用埃克特通用關聯(lián)圖計算泛點氣速氣相質(zhì)量流量為： 液相質(zhì)量流量可近似按純水的流量計算，即 ?？颂赝ㄓ藐P聯(lián)圖的橫坐標為： 得得 液相為水其液體密度校正系數(shù)，20時水的粘度取由圓整塔徑取泛點率校核填料規(guī)格校核10液體噴淋密度校核取最小潤濕速率為得經(jīng)以上校核可知，填料塔直徑選用合理。填料層高度計算：采用傳質(zhì)單元數(shù)法計算，其基本公式為：吸脫因數(shù)為：氣相總傳質(zhì)單元數(shù)為： 氣相總傳質(zhì)單元高度采用修正的恩田關聯(lián)式計算：查化工原理課程設計第177頁表45得液體質(zhì)量流量為： 氣膜吸收系數(shù)由下式計算氣體質(zhì)量通量為：液膜吸收系數(shù)由下式計算由 查化工原理課程設計第179頁表47得則由則由由 得設計取填料層高度為： 查化工原理課程設計第180頁表48得對于階梯環(huán)填料 取計算得填料層高度為,故需分兩段2.6填料層壓降計算采用?？颂赝ㄓ藐P聯(lián)圖計算填料層壓降橫坐標為： 查化工原理課程設計第181頁 圖411得填料層壓降為 2.7液體分布器簡要設計液體分布器的選型： 該吸收塔液相負荷較小，而氣相負荷相對較低，所以選用篩孔型分布器分布點密度計算： 按?？颂亟ㄗh值，D=400時，噴淋點密度為，D=750時，噴淋點密度為因該塔液相負荷較小，設計取噴淋點密度為。布液點數(shù)為 按分布點幾何均勻與流量均勻的原則，進行布點設計。設計結(jié)果為：二級槽共設十一道，在槽側(cè)面開孔，槽寬度為80mm，槽高度為210mm，兩槽中心矩為120mm。分布點采用三角形排列，實際設計布點數(shù)為n=77點。填料支承及壓緊裝置：填料壓緊和限位裝置安裝在填料層頂部，用于阻止填料的流化和松動，選用柵板型，它的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，造價低；缺點是柵板間的開孔容易被散裝填料擋住，使有效開孔面積減小。1. 設計結(jié)果25時清水的密度998.2kg/m20時清水的黏度1cp20時清水的表面張力72.6dyn/cm混合氣體平均分子量28.4混合氣體平均密度1.181kg/m混合氣體黏度NH3在空氣中的擴散系數(shù)0081cm/s20時NH3在水中的亨利系數(shù)E相平衡常數(shù)m0.754溶解度系數(shù)H0.725kmol/kpam最小液氣比0.752操作液氣比1.128出塔吸收劑中溶質(zhì)的摩爾比0.0465填料塔