化工原理课程设计水吸收氨气

衡阳师范学院

课 程 设 计 报 告

题 目 填料吸收塔的设计 课 程 名 称 化工原理课程设计 专 业 应 用 化 学 班 级 学 生 姓 名 设 计 地 点 衡阳师范学院 指 导 教 师

设计起止时间： 2013年6月 24日至 2013 年 7 月

I 2日

课程设计任务书

1、 设计题目：

处理量为 50000（m3/h）水吸收氨气填料吸收塔的工艺设计，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50000 （m3/h），其中氨气含量为0.01kg/m3,要求氨气的回收率不低于99%。采用清水进行吸收。（20C°氨在水中的溶解度系数为H＝0.725kmol/m3.kPa）

2、工艺操作条件：

（1）操作平均压力： 常压 （2）操作温度： t=20℃

（3）每年生产时间： 7200h （4）选用填料类型及规格自选。

（5）吸收剂用量为最小用量的倍数自己确定。

3、设计任务：

完成填料塔的工艺设计与计算，有关附属设备的设计和选型，绘制吸收系统的工艺流程图和吸收塔的工艺条件图，编写设计说明书。

II

目录

摘 要 ________________________________________________________ 错误！未定义书签。 第一章 绪 论 _____________________________________________________________ 2

1.1吸收技术概况 ____________________________________________________________________ 2 1.2吸收设备的发展 __________________________________________________________________ 2 1.3吸收在工业生产中的应用 _________________________________________________________ 2

1.3.1吸收的应用概况 ______________________________________________________________________ 2 1.3.2典型吸收过程 ________________________________________________________________________ 3

第二章 设计方案 ___________________________________________ 错误！未定义书签。

2.1吸收剂的选择 ____________________________________________________________________ 4 2.2吸收操作参数的选择 _____________________________________________________________ 4 2.2.1 操作压力的选择 ____________________________________________________________ 4 2.2.2 吸收温度的选择 _______________________________________________________________ 4 2.3 填料的选择 ______________________________________________________________________ 5

2.3.1 填料层 _____________________________________________________________________________ 5 2.3.2 填料种类的选择 _____________________________________________________________________ 5 2.3.3 填料规格的选择 _____________________________________________________________________ 5

2.3.4 填料材质的选择 __________________________________________________________________ 5

2.4 液体分布装置 ____________________________________________________________ 8 2.5 吸收剂再生方法的选择 ___________________________________________________________ 9

第三章 吸收塔的工艺计算 _________________________________________________ 10

3.1基础物性数据 ___________________________________________________________________ 10 3.1.1液相物性数据 ____________________________________________________________________ 10 3.1.2气相物性数据 ____________________________________________________________________ 10 3.2物料衡算，确定塔顶、塔底的气液流量和组成 ________________________________ 10 3.3塔径的计算 _____________________________________________________________________ 11

III

3.3.1塔径的计算 ________________________________________________________________________ 11 3.3.2泛点率校核 ______________________________________________________________________ 12 3.3.3填料规格校核 ____________________________________________________________________ 12 3.3.4液体喷淋密度校核 ________________________________________________________________ 12

3.4填料层高度计算 _________________________________________________________________ 13

3.4.1传质单元高度计算 __________________________________________________________________ 13 3.4.2填料层高度的计算 __________________________________________________________________ 15 3.5 填料层压降的计算 _____________________________________________________________ 15

第四章 塔附属设备工艺计算 ________________________________________________ 17

4.1 塔附属高度的计算 _____________________________________________________________ 17 4.2 液体初始分布器和再分布器的选择与计算 _______________________________________ 17

4.2.1 液体分布器 __________________________________________________________________ 17 4.2.2 液体再分布器 ________________________________________________________________ 18 4.2.3 塔底液体保持管高度 ___________________________________________________________ 18

4.3 其它附属塔内件的选择 __________________________________________________________ 19

4.3.1 填料支撑装置 ________________________________________________________________ 19 4.3.2 填料压紧装置 ________________________________________________________________ 19 4.3.3 气体的进出口装置 _____________________________________________________________ 20 4.3.4 液体的出口装置 ______________________________________________________________ 20 4.3.5 除沫装置 ____________________________________________________________________ 20

4.4 吸收塔的流体力学参数计算 ____________________________________________________ 20

4.4.1 吸收塔的压力降 ______________________________________________________________ 21 4.4.2 吸收塔的泛点率 ______________________________________________________________ 21 4.4.3 气体动能因子 ________________________________________________________________ 21

4.5 其他附属设备的计算与选择 _____________________________________________________ 21

4.5.1 吸收塔的主要接管尺寸的计算___________________________________________________ 21 4.5.2 离心泵的计算与选择 __________________________________________________________ 22

结论 __________________________________________________________________________ 23 主要符号说明 ________________________________________________________________________ 24 IV