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下载须知 | 常见问题汇总
化工原理课程设计(水吸收氨填料吸收塔设计)(正式版)
化工原理课程设计水吸收氨气过程填料塔的设计学院专业制药工程班级姓名学号指导教师日2目录设计任务书4第一节前言511填料塔的有关介绍512塔内填料的有关介绍5第二节填料塔主体设计方案的确定621装置流程的确定622吸收剂的选择623填料的类型与选择724液相物性数据725气相物性数据826气液相平衡数据827物料横算8第三节填料塔工艺尺寸的计算931塔径的计算932填料层高度的计算及分段10321传质单元数的计算11322传质单元高度的计算11323填料层的分段12第四节填料层压降的计算13第五节填料塔内件的类型及设计13第六节填料塔液体分布器的简要设计14参考文献15对本设计的评述及心得15附表附表1填料塔设计结果一览表16附表2填料塔设计数据一览16附件一塔设备流程图18设计任务书一、设计题目水吸收氨气过程填料吸收塔的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7500M3/H，其中含氨气为5％（体积分数），要求塔顶排放气体中含氨低于002％（体积分数）。采用清水进行吸收，吸收剂的用量为最小用量的15倍。二、操作条件（1）操作压力常压（2）操作温度20℃三填料类型选用聚丙烯阶梯环填料，填料规格自选。四工作日每年300天，每天24小时连续进行。五厂址厂址为衡阳地区六设计内容1吸收塔的物料衡算；2吸收塔的工艺尺寸计算；3填料层压降的计算；4液体分布器简要设计5吸收塔接管尺寸计算；6绘制吸收塔设计条件图；7对设计过程的评述和有关问题的讨论。七操作条件20℃氨气在水中的溶解度系数为H＝0725KMOL/（M3KPA）。化工原理课程设计4第一节前言11填料塔的有关介绍填料塔洗涤吸收净化工艺不单应用在化工领域,在低浓度工业废气净化方面也能很好地发挥作用。工程实践表明,合理的系统工艺和塔体设计,是保证净化效果的前提。本文简述聚丙烯阶梯填料应用于水吸收氨过程的工艺设计以及工程问题。填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备，它是化工类企业中最常用的气液传质设备之一。填料塔的主体结构如下图所示图1填料塔结构图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，所以它特别适用于处理量小、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，所以填料塔属于连续接触式的气液传质设备。12塔内填料的有关介绍聚丙烯材质填料作为塔填料的重要一类，在化工上应用较为广泛，与其他材质的填料相比，聚丙烯填料具有质轻、价廉、耐蚀、不易破碎及加工方便等优点，但其明显的缺点是表面润湿性能差。研究表明，聚丙烯填料的有效润湿面积仅为同类规格陶液体捕沫器填料压板塔壳填料填料支承板液体再分布器填料压板填料支承板气体气体液体化工原理课程设计5瓷填料的40，由于聚丙烯填料表面润湿性能差，故传质效率较低，使应用受到一定的限制聚丙烯阶梯环填料为外径是高度的两倍的圆环,在侧壁上开出两排长方形的窗孔,并在一端增加了一个锥形翻边，被切开的环壁的一侧仍与壁面相连,另一侧向环内弯曲,形成内伸的舌叶,各舌叶的侧边在环中心相搭。鲍尔环由于环壁开孔,大大提高了环内空间及环内表面的利用率,气流阻力小,液体分布均匀。阶梯环与鲍尔环相比,其高度减少了一半,并在一端增加了一个锥形翻边。聚丙烯阶梯环的结构图如下图2聚丙烯阶梯环结构图第二节精馏塔主体设计方案的确定21装置流程的确定本次设计采用逆流操作气相自塔底进入由塔顶排出，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。22吸收剂的选择因为用水做吸收剂，故采用纯溶剂。表1工业常用吸收剂溶质溶剂溶质溶剂氨水、硫酸丙酮蒸汽水氯化氢水二氧化碳水、碱液二氧化硫水硫化氢碱液、有机溶剂化工原理课程设计6苯蒸汽煤油、洗油一氧化碳铜氨液23填料的类型与选择填料的种类很多，根据装填方式的不同，可分为散装填料和规整填料两大类。本次采用散装填料。工业塔常用的散装填料主要有DN16\DN25\DN38\DN50\DN76等几种规格。同类填料，尺寸越小，分离效率越高，但阻力增加，通量减小，填料费用也增加很多。而大尺寸的填料应用于小直径塔中，又会产生液体分布不良及严重的壁流，使塔的分离效率降低。因此，对塔径与填料尺寸的比值要有一规定。常用填料塔径与填料公称直径比值D/D的推荐值列于下表。表2常用填料的D/D的推荐值填料种类D/D的推荐值拉西环D/D2030?鞍形环D/D15鲍尔环D/D1015阶梯环D/D8环矩鞍D/D8工业上，填料的材质分为陶瓷、金属和塑料三大类。聚丙烯阶梯环即为塑料类填料。聚丙烯填料在低温（低于0度）时具有冷脆性，在低于0度的条件下使用要慎重，可选耐低温性能良好的聚氯乙烯填料。本方案选用聚丙烯阶梯环作为填料设计填料塔，规格为50MM25MM15MM，其主要参数如下表3聚丙烯阶梯环的特性数据填料类型公称直径DN/MM外径高/壁厚比表面积AT（M2/M3）空隙率/个数N/M3堆积密度（KG/M3）干填料因子M1塑料阶梯环14324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化工原理课程设计713982/LKGM??2016/PASKGMH????黏度3表面张力为279408/ZDYNC?42C?3325/NHOLPA?506241LDH??6?230/08/VCS??25气相物性数据1混合气体的平均摩尔质量为84015VMIMY??????2混合气体的平均密度为由2232869VVPKGMRT??R83143/KAKOL??3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C?/VPSGMH?????????注11PAS1KG/（MS）2/NKGM221PANKS?26气液相平衡数据由手册查得，常压下，20时，NH在水中的亨利系数为E763KPA0C3在水中的溶解度H0725KMOL/M032HC时,相平衡常数2307532EMP?溶解度系数LSHMKOLA???27物料衡算1进塔气相摩尔比为YY???2出塔气相摩尔比为A???化工原理课程设计83进塔惰性气体流量6384VKMOLH?????因为该吸收过程为低浓度吸收，平衡关系为直线，最小液气比按下式计算。即2812MIN/YLX???????因为是纯溶剂吸收过程，进塔液相组成20?所以12MINYLVX?????????选择操作液气比为（29）MIN084LV???????吸收剂用量L21398KMOL/H因为VY1Y2LX1X2故X104659第三节填料塔工艺尺寸的计算填料塔工艺尺寸的计算包
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填料塔的填料层高度和塔径计算实例
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填料塔设计
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做填料塔设计时用设计规定确定填料高度、塔径、吸收剂用量等参数，但是我在操作时，塔模块里面的Dsign Spes里面没有对应的选项，在flowsheeting options里面的设计规定才有这些选项，望指点下，谢谢
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填料高度、塔径,这应该是在 sizing里面吧。
我想用设置规定和操作变量，计算填料高度和塔径这些参数哈&
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如果是平衡级模型，塔径和填料高度只是水核计算，不影响组分的计算。
如果你的设计规定涉及产品组分的话，只能用rate-based模型了。
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做填料塔设计时: 塔径在 size 估算
确定填料高度后, 用 rat-based model在 rating中选用填料進行評估
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