水吸收氨过程填料吸收塔设计doc

  /?~!@#¥……&*()——{}【】‘;:”“。,、?]); var rs = ; for (var i = 0; i

  苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计 课 程 设 计 题 目 水吸收氨过程填料吸收塔的设计 学生姓名 指导老师 方芳 吴苏喜 魏超 李朝辉 学 院 化学与生物工程学院 专业班级 生物工程1202班 学 号 2010380902 完成时间 摘要本次课程设计的目的是根据设计要求采用填料吸收塔吸收的方法来净化含有氨气的工业尾气,使其达到排放标准。设计采用填料塔进行吸收操作是因为填料可以提供巨大的气液传质面积而且填料表面具有良好的湍流状况,从而使吸收过程易于进行,而且,填料塔还具有结构简单、压降低、填料易用耐腐蚀材料制造等优点,从而可以使吸收操作过程节省大量人力和物力。 利用混合气体中各组分在同一种液体溶剂中溶解度差异而实现组分分离的过程称为气体吸收气体吸收是一种重要的分离操作,它在化工生产中主要用来达到以下几种目的。1分离混合气体以获得一定的组分。2除去有害组分以净化气体。3制备某种气体的溶液。一个完整的吸收分离过程,包括吸收和解吸两个部分。典型过程有单塔和多塔、逆流和并流、加压和减压等。 关键词填料塔 聚丙烯阶梯环填料 化工生产 工艺计算 26 目 录 一、前言4 二、设计方案的确定5 2.1 装置流程的确定5 2.2 吸收剂的选择5 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填料类型的选择......................................................................................................6 2.3.4填料材质的选择......................................................................................................6 2.3.5填料规格的选择......................................................................................................7 三、吸收塔的工艺计算8 3.1 基础物性数据8 3.1.1液相物性数据8 3.1.2气相物性数据8 3.2物料衡算8 3.3 塔径的计算9 3.3.1塔径的计算9 3.3.2泛点率校核10 3.3.3填料规格校10 3.3.4液体喷淋密度校核11 3.4 填料高度计算11 3.4.1传质单元高度计算11 3.4.2填料高度的计算13 3.5填料层压降的计算14 四、塔附属设备工艺计算.........................................................................................15. 4.1塔附属高度的计算15 4.2液体初始分布器和再分布器的选择与计算..................................................16 4.2.1液体分布器16 4.2.2液体再分布器16 4.2.3塔底液体保持管高度17 4.3 其他附属塔内件的选择18 4.3.1填料支撑装置........................................................................................18 4.3.2填料压紧装置.......................................................................................18 4.3.3气体的进出口装置...............................................................................19 4.3.4液体的出口装置...................................................................................19 4.3.5除沫装置.............................................................................................. 19 4.4 吸收塔的流体力学参数计算19 4.4.1吸收塔的压力降....................................................................................................20 4.4.2吸收塔的泛点率.....................................................................................................20 4.4.3气体动能因子.........................................................................................................20 4.5 其他附属设备的计算与选择20 4.5.1吸收塔的主要接管尺寸的计算............................................................................20 4.5.2离心泵的计算与选择...........................................................................................21. 五、结论与数据总汇22 六、结束语25 七、参考文献25 第一章 前言 课程设计是理论联系实际的桥梁,是使学生体察工程实际问题复杂性、学习化工设计基本知识的初次尝试。通过课程设计,要求学生能综合利用本课程和前修课程的基本知识,进行融会贯通的独立思考,在规定的时间内完成指定的化工设计任务,从而得到化工工程设计的初步训练。通过课程设计,要求学生了解工程设计的基本内容,掌握化工设计的程序和方法,培养学生分析和解决工程实际问题的能力。同时,通过课程设计,还可以使学生树立正确的设计思想,培养实事求是、严肃认真、高度责任感的工作作风。课程设计是增强工程观念,培养提高学生独立工作能力的有益实践。 在化学工业中,经常需要将气体混合物中的各个组分加以分离,其主要目的是回收气体混合物中的有用物质,以制取产品,或除去工艺气体中的有害成分,使气体净化,以便进一步加工处理,或除去工业放空尾气中的有害成分,以免污染空气。吸收操作是气体混合物分离方法之一,它是根据混合物中各组分在某一种溶剂中溶解度不同而达到分离的目的。 为了避免化学工业产生的大量的含有氨气的工业尾气直接排入大气而造成空气污染,需要采用一定方法对于工业尾气中的氨气进行吸收,本次课程设计的目的是根据设计要求采用填料吸收塔吸收的方法来净化含有氨气的工业尾气,使其达到排放标准。设计采用填料塔进行吸收操作是因为填料可以提供巨大的气液传质面积而且填料表面具有良好的湍流状况,从而使吸收过程易于进行,而且,填料塔还具有结构简单、压降低、填料易用耐腐蚀材料制造等优点,从而可以使吸收操作过程节省大量人力和物力。 1、 设计任务 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 3500 m3/h,其中含氨5,要求塔顶排放气体中含氨低于0.01。采用清水进行吸收,吸收剂的用量为最小量的1.5倍。 2、 操作条件 a 操作压力 常压 b 操作温度 20℃ 填料类型和规格均自选 3、 工作日 每年300天,每天24小时连续运行 4、 厂址 长沙地区 第二章 设计方案的确定 2.1 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。 2.2 吸收剂的选择 吸收剂又叫溶剂,吸收过程是依靠气体在吸收剂中的溶解来实现的,因此,选择良好的吸收剂是吸收过程的重要一环。 选择吸收剂的基本要求 1. 吸收剂应具有较大溶解度,以提高吸收速率减少吸收剂用量,降低输送与再生的能耗。 2. 选择性好,吸收剂对混合气体的溶质要有良好的吸收能力,而对其它组分不吸收或吸收甚微。以提高吸收速率,减小吸收剂用量。 3. 操作温度下吸收剂的蒸汽压要低,以为离开吸收设备的气体往往被吸收剂所饱和,吸收剂的挥发度愈大,则在吸收和再生过程中吸收剂损失愈大。 4. 粘度要低,以利于传质与输送;有利于气液接触,提高吸收速率。 5. 具有较好的化学稳定性及热稳定性,以减少吸收剂的降解和变质,尤其在使用化学吸收剂时。 6. 其它,所选用的吸收剂还应满足无毒性,无腐蚀性,不易燃易爆,不发泡,冰点低,廉价易得以及化学性质稳定等要求。 因为用水做吸收剂,故采用纯溶剂。 2.3 填料的选择 2.3.1 填料层 填料塔内充以某种特定形状的固体填料以构成填料层。填料层是塔实现气、液接触的主要部位。填料的主要作用是①填料层内空隙体积所占比例很大,填料间隙形成不规则的弯曲通道,气体通过时可达到很高的湍动程度;②单位体积填料层内提供很大的固体表面,液体分布于填料表面呈膜状流下,增大了气、液之间的接触面积。 填料的选择包括确定填料的种类、规格及材质等。所选填料既要满足生产工艺的要求,又要使设备投资和操作费用最低。 2.3.2 填料种类的选择 填料的选择包括确定填料的种类、规格及材质等。所选择填料既要满足生产工艺的要求,又要使设备投资和操作费用较低。填料种类的选择要考虑分离工艺的要求,通常考虑以下几个方面 1传质效率要高 一般而言,规整填料的传质效率高于散装填料 2通量要大 在保证具有较高传质效率的前提下,应选择具有较高泛点气速或气相动能因子的填料 3填料层的压降要低 4填料抗污堵性能强,拆装、检修方便 2.3.3 填料类型的选择 填料的类型 填料种类很多,根据填料方式不同,可分为散装填料和规整填料两大类。 1、散装填料 散装填料是一个个具有一定几何形状和尺寸的颗粒体,一般以随机的方式堆积在塔内,又称为乱堆填料或颗粒填料。散装填料根据结构特点不同,可分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料及球形填料等。 下图为几种实体填料 拉西环 鲍尔环 阶梯环 弧鞍形填料 矩鞍形填料 图2.1 几种实体填料 2、规整填料 规整填料是按一定的几何图形排列,整齐堆砌的填料。规整填料种类很多,根据几何结构可分为格栅填料、波纹填料、脉冲填料等。工业上应用的规整填料绝大部分为波纹填料。波纹填料按结构分为网波纹填料和板波纹填料两大类,可用陶瓷、塑料、金属等材质制造。 波纹填料的优点是结构紧凑,阻力小,传质效率高,处理能力大,比表面积大。其缺点是不适用于处理黏度大、易聚合或有悬浮物的材料,且装卸、清理困难,造价高。 综上所述,经分析各填料特点、性能,本课设选择散装阶梯环填料。 2.3.4 填料材质的选择 工业上,填料的材质分为陶瓷、金属和塑料三大类. 1陶瓷填料。陶瓷填料因其质脆、易碎,不易在高冲击强度下使用。陶瓷填料价格便宜,具有很好的表面润湿性,工业上,主要用于气体吸收、气体洗涤、液体萃取等过程。 2金属填料。金属填料可制成薄壁结构(0.20.1mm),与同种类型、同种规格的陶瓷、塑料填料相比,它的通量大、气体阻力小,且具有很高的抗冲击性能,能在高温、高压、高冲击强度下使用,工业应用主要以金属填料为主。 3塑料填料。塑料填料的材质主要包括聚丙烯、聚乙烯及聚氯乙烯等,国内一般多采用聚丙烯材质。塑料填料的耐腐蚀性能较好,可耐一般的无机酸、碱和有机溶剂的腐蚀。其耐温性良好,可长期在100℃以下使用。聚丙烯填料在低温(低于0℃)时具有冷脆性,在低于0℃的条件下使用要谨慎,可选用耐低温性能好的聚氯乙烯填料。 塑料填料具有轻质、廉价、耐冲击、不易破碎等优点,多用于吸收、解吸、萃取、除尘等装置中。塑料填料的缺点是表面润湿性能较差,在某些特殊应用场合,需要对其表面进行处理,以提高表面润湿性能。所以本次课设选用聚丙烯填料。 2.3.5 填料规格的选择 通常,散装填料与规整填料的规格标示方法不同,选择地方法亦不尽相同。 ①散装填料规格的选择。散装填料的规格通常是指填料的公称直径。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塔径中,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。 本课设处理量不大,所用的塔直径不会太大,可选用38mm ②规整填料规格的选择。工业上常用规整填料的型号和规格的表示方法很多,国内习惯用比表面积表示,主要有125、150、250、350、500、700等几种规格。同种类型的规整填料,其比表面积越大,传质效率越高,但阻力增加,通量减小,填料费用也明显增加。选用时应从分类要求、通量要求、场地要求、物料性质及设备投资、操作费用等方面综合考虑,使所选填料既能满足工艺要求,又具有经济合理性。 综上所述选用50mm聚丙烯阶梯环塔填料,其主要性能参数 比表面积a114.2 空隙率0.927 干填料因子 国内阶梯环特性数据见表2.1。 表2.1 国内阶梯环特性数据 材质 外径 d,mm 外径高厚 dHδ 比表面积 at,m2/m3 空隙率 ε,m3/m3 个数 n,个/m3 堆积密度 ρp,kg/m3 干填料因子 at/ε3,m-1 填料因子 Φ,m-1 塑 料 25 38 50 76 2517.51.4 38191 50301.5 76373 228 132.5 114.2 89.95 0.90 0.91 0.927 0.929 81500 27200 9980 3420 97.8 57.5 76.8 68.4 313 175.6 143.1 112 240 120 80 72 第三章 吸收塔的工艺计算[2] 3.1基础物性数据 3.1.1液相物性数据 3.1.2气相物性数据 混合气体平均密度 空气黏度 273K,101.3Kpa.氨气在空气中扩散系数 3.2 物料衡算,确定塔顶、塔底的气液流量和组成 20℃,101.3Kpa下氨气在水中的溶解度系数 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 吸收过程属于底浓度吸收,平衡关系为直线,最小气液比可按下式计算 取操作气掖比为最小气液比的2倍,可得吸收剂用量为 根据全塔物料衡算式 液气比 3.3塔径的计算 3.3.1塔径的计算 考虑到填料塔内塔的压力降,塔的操作压力为101.3 采用贝恩----霍夫泛点关联式 取泛点率为0.6. 即 圆整后取 3.3.2泛点率校核 在50--80之间,所以符合要求. 3.3.3填料规格校核 根据要求应选择环形填料中的塑料阶梯环.由于所选用的塔径为700,又根据填料与塔径的对应关系及实际操作要求,区尺寸为50的塑料阶梯环,此填料规格如下 公称直径50 孔隙率0.927 比表面积a114.2 填料因子89 填料常数A0.204 所以有,即符合要求.见下图3-1 3.3.4液体喷淋密度校核 最小的喷淋密度 故满足最小喷淋密度的要求. 3.4填料层高度计算 3.4.1传质单元高度计算 273K,101.3kpa下,氨气在空气中的扩散系数.由,则293K,101.3kpa下,氨气在空气中的扩散系数 293K,101.3kpa下,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 15.661 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 0.289 气膜吸收系数 故 0.1280 液膜吸收系数 查表得1.45 故 0.12800.3491114.27.679 0.50110.3491114.223.179 0.6910.5 以下公式为修正计算公式 则 (H为溶解度系数); 5.507 由 0.701m 3.4.2填料层高度的计算 由 取上下活动系数为1.5 故 故取填料层高度为10m. 查化工原理课程设计145页表5-16散装填料分段高度推荐值查得 塑料阶梯环 h/d8~15 取h/d9 得 h90.65.4m 故 填料层需要分为二段,分别高度为5m。 3.5 填料层压降的计算 填料层压降气体通过填料层的压降采用Eckert关联图计算, 其中横坐标为 查得 纵坐标为 0.094 查图得 3-2 Eckert图 填料层压力降 第四章 塔附属设备工艺计算[3] 4.1 塔附属高度的计算 取塔上部空间高度可取1.5m,塔底液相停留时间按5min考虑,则塔釜所占空间高度为 考虑到气相接管所占的空间高度,底部空间高度可取2.5m,所以塔的附属高度可以取4.0m.填料层在中间高度取0.6m. 所以塔高为 4.2 液体初始分布器和再分布器的选择与计算 4.2.1 液体分布器 液体分布器可分为初始分布器和再分布器,初始分布器设置于填料塔内,用于将塔顶液体均匀的分布在填料表面上,初始分布器的好坏对填料塔效率影响很大,分布器的设计不当,液体预分布不均,填料层的有效湿面积减小而偏流现象和沟流现象增加,即使填料性能再好也很难得到满意的分离效果。因而液体分布器的设计十分重要。特别对于大直径低填料层的填料塔,特别需要性能良好的液体分布器。 液体分布器的性能主要由分布器的布液点密度(即单位面积上的布液点数),各布液点均匀性,各布液点上液相组成的均匀性决定,设计液体分布器主要是决定这些参数的结构尺寸。对液体分布器的选型和设计,一般要求液体分布要均匀;自由截面率要大;操作弹性大;不易堵塞,不易引起雾沫夹带及起泡等;可用多种材料制作,且操作安装方便,容易调整水平。 液体分布器的种类较多,有多种不同的分类方法,一般多以液体流动的推动 力或按结构形式分。若按流动推动力可分为重力式和压力式,若按结构形式可分为多孔型和溢流型。其中,多孔型液体分布器又可分为莲蓬式喷洒器、直管式多孔分布器、排管式多孔型分布器和双排管式多孔型分布器等。溢流型液体分布器又可分为溢流盘式液体分布器和溢流槽式液体分布器。 根据本吸收的要求和物系的性质可选用重力型排管式液体分布器,布液孔数应依据所用填料所需的质量分布要求决定,喷淋点密度应遵循填料的效率越高所需的喷淋点密度越大这一规律。 分布点密度计算 按Eckert建议值,D≈750时,喷淋点密度为170点/m2,所以设计取喷淋点密度为170点/m2。 总布液孔数 。 取布液孔数为48点 布液计算 由 取 0.60 ,△H0.2 m 取 由计算得,设计布液点数为48点,直径为5 mm 4.2.2 液体再分布器 液体在乱堆填料层内向下流动时,有一种逐渐向塔壁流动的趋势,即壁流现象。为提高塔的传质效果,当填料层高度与塔径之比超过某一数值时,填料层需分段。为改善壁流造成的液体分布不均,在各段填料层之间安设液体再分布器,以收集来自上一填料层来的液体,为下一填料层提供均匀的液体分布。在填料层中每隔一定高度应设置一液体再分布器。 在通常情况下,一般将液体收集器与液体分布器同时使用,构成液体收集及再分布装置。液体收集器的作用是将上层填料流下的液体收集,然后送至液体分布器进行液体再分布。 液体收集再分布器的种类很多,大体上可分为两类一类是液体收集器与液体再分布器各自独立,分别承担液体收集和再分布的任务。另一类是集液体收集和再分布功能于一体而制成的液体收集和再分布器。 液体再分布器有与百叶窗式集液器配合使用的管式或槽盘式液体再分布器、多孔盘式再分布器和截锥式液体再分布器。最简单的液体再分布装置为截锥式再分布器,其结构简单,安装方便,一般多用于直径小于0.6m的填料塔中,以克服壁流作用对传质效率的影响。 由于此次设计填料层高度为10m需分段,根据实际情况选取多孔盘式液体再分布器。为防止上一填料层来的液体直接流入升气管,应于升气管上设盖帽。 4.2.3 塔底液体保持管高度 塔底液体保持管高度可以根据液体的流率及布液孔的直径选定。由化工单元过程及设备课程设计[匡国柱 史启才编 北京化学工艺出版社] P277式(6-65)可知 塔底液位保持管高度与所需的布液孔直径两者之间的关系如下 布液孔直径为4mm,液体保持管高度为 0.066m k为孔流系数,其值由小孔液体流动雷诺数决定,在雷诺数大于1000的情况下,可取0.60-0.62。液位高度的确定应和布液孔径协调设计,使各项参数均在一定范围。 对于重力式排管液体分布器,液位保持管的高度由液体最大流率下的最高液位决定,一般取最高液位的1.12-1.15倍。 故液体保持管高度为 4.3 其它附属塔内件的选择 填料塔的内件主要有填料支承装置、填料压紧装置、液体分布装置、液体收集再分布装置等,还有封头、管法兰、筒体等。合理地选择和设计塔内件,对保证填料塔的正常操作及优良的传质性能十分重要。 4.3.1 填料支撑装置 填料支承装置的作用是支承填料以及填料层内液体的重量,同时保证气液两相顺利通过。支承若设计不当,填料塔的液泛可能首先发生在支承板上。为使气体能顺利通过,对于普通填料塔,支承件上的流体通过的自由截面积为填料面的50以上,且应大于填料的空隙率。此外,应考虑到装上填料后要将支承板上的截面堵去一些,所以设计时应取尽可能大的自由截面。自由截面太小,在操作中会产生拦液现象。增加压强降,降低效率,甚至形成液泛。由于填料支承装置本身对塔内气液的流动状态也会产生影响,因此作为填料支承装置,除考虑其对流体流动的影响外,一般情况下填料支承装置应满足如下要求 (1) 足够的强度和刚度,以支持填料及所持液体的重量(持液量),并考虑填料空隙中的持液量,以及可能加于系统的压力波动,机械震动,温度波动等因素。 (2) 足够的开孔率(一般要大于填料的空隙率),以防止首先在支撑处发生液泛;为使气体能顺利通过,对于普通填料塔,支承件上的流体通过的自由截面积为填料面的50以上,且应大于填料的空隙率。此外,应考虑到装上填料后要将支承板上的截面堵去一些,所以设计时应取尽可能大的自由截面。自由截面太小,在操作中会产生拦液现象。增加压强降,降低效率,甚至形成液泛。 (3) 结构上应有利于气液相的均匀分布,同时不至于产生较大的阻力(一般阻力不大于20Pa); (4) 结构简单,便于加工制造安装和维修。 (5) 要有一定的耐腐蚀性。 常用的填料支承装置有栅板形和驼峰形及各种具有气升管结构的支承板。 由设计条件,本次设计中选用栅板形支承板。 4.3.2填料压紧装置 为防止在上升气流的作用下填料床层发生松动或跳动,保持操作中填料床层为一恒定的固定床,从而必须保持均匀一致的空隙结构,使操作正常、稳定,故需在填料层上方设置填料压紧装置。 填料压紧装置分为填料压板和床层限制板两大类。对于散装填料,可选用压紧网板,也可选用压紧栅板,在其下方,根据填料的规格敷设一层金属网,并将其与压紧栅板固定;对于规整填料,通常选用压紧栅板。设计中,为防止在填料压紧装置处压降过大甚至发生液泛,要求填料压紧装置的自由截面积应大于70﹪。 填料压板自由放置于填料层上端,靠自身重量将填料压紧,它适用于陶瓷、石墨制成的散装填料。它的作用是在高气速(高压降)和负荷突然波动时,阻止填料产生相对运动,从而避免填料松动、破损。由于填料易碎,当碎屑淤积在床层填料的空隙间,使填料层的空隙率下降时,填料压板可随填料层一起下落,紧紧压住填料而不会形成填料的松动、降低填料塔的生产能力及分离效率。 床层限制板用于金属散装填料、塑料散装填料及所有规整填料。它的作用是防止高气速高压降或塔的操作突然波动时填料向上移动而造成填料层出现空洞,使传质效率下降。由于金属及塑料填料不易破碎,且有弹性,在装填正确时不会使填料下沉,故床层限制板要固定在塔壁上。 为了便于安装和检修,填料压紧装置不能与塔壁采用连续固定方式,对于小塔可用螺钉固定于塔壁,而大塔则用支耳固定。 本次设计的填料塔采用押金网板,设置自由截面积为85。采用支耳固定。 4.3.3 气体的进出口装置 填料塔的气体进口装置尽量使气体分散均匀,同时还能防止塔内下流的液体流入气体管路中。常用的办法是使进气管伸至塔的中心线o切口或向下的缺口。这样气体从切口或缺口处折转向上。由于这种进气管不能使气体分布均匀,所以只能用于直径在500㎜以下的塔中。对于直径较大的塔,进气管的末端为向下的喇叭口,对于直径更大的塔,则应采取气体均布措施。 气体的出口装置既要保证气流畅通,又要能除去被气体夹带的液体液雾。目前常用的除雾装置有折板除雾器和丝网除雾器。折板除雾器,这种装置较简单,除雾效果较好。丝网除雾器,这种装置效率高,可除去直径大于5um的液滴。 4.3.4 液体的出口装置 填料塔的出口装置既能使液体通畅引(排)出外,还要保证形成对塔内气体的液封,并能防止液体夹带气体。常用的液体出口装置可采用水封。本设计中塔内外压差较大时,可采用倒U形管密封装置。 4.3.5 除沫装置 由于气体在塔顶离开填料塔时,带有大量的液沫和雾滴,为回收这部分液相,经常需要在顶设置除沫器。常用的除沫器有以下几种折流板式除沫器,它是一种利用惯性使液滴得以分离的装置,一般在小塔中使用。旋流板式除沫器,由几块固定的旋流板片组成,气体通过时,产生旋转运动,造成一个离心力场,液滴在离心力作用下,向塔壁运动实现了气液分离。适用于大塔径净化要求高的场合。丝网除沫器,它由金属丝卷成高度为100-150的盘状使用。安装方式多种多样,气体通过除雾沫器的压强降约为120-250Kp,丝网除沫器的直径由气体通过丝网的最大气速决定。 根据本吸收特点及要求,本吸收操作选用金属丝网除沫器。 4.4 吸收塔的流体力学参数计算 吸收塔的流体力学参数主要包括气体通过填料塔的压力降、泛点率、气体动能因子等,此外,还应了解塔内液体和气体的分布状况。 4.4.1 吸收塔的压力降 由4.5.2离心泵的选择计算 全塔压降 4.4.2 吸收塔的泛点率 填料塔的泛点率是指塔内操作气速与泛点气速的比值。操作气速是指操作条件的空塔气速,泛点气速采用贝恩霍根关系式计算。尽管近年来,有些研究者认为填料塔在泛点附近操作时,仍具有较高的传质效率,但由于泛点附近流体力学性能的不稳定性,一般较难稳定操作,故一般要求泛点在之内,而对于易起泡的物系可低至。 吸收塔操作气速为2.949m/s ,泛点气速为4.267m/s 所以泛点率为 对于散装填料,其泛点率的经验值为0.5~0.85所以符合。 4.4.3气体动能因子 气体动能因子是操作气速与气相密度平方根的乘积,简称F因子,其定义为 故吸收塔内气体动能因子为 气能因子在常用的范围内。 从以上的各项指标分析,该吸收塔的设计合理,可以满足吸收操作的工艺要求。 4.5 其他附属设备的计算与选择[4] 4.5.1 吸收塔的主要接管尺寸的计算 1、气体进料管 由于常压下塔气体进出口管气速可取10~20,故若取气体进出口流速近似为16m/s,则由公式可求得气体进出口内径为 采用直管进料,由化工原理第二版 [夏清 贾绍义 主编 天津大学出版社]P352查得 ,选择热轧无缝钢管,则 (在符合范围内) 气体进出口压降 进口 出口 2、液体进料管 由于常压下塔液体进出口管速可取,故若取液体进出口流速近似为2.6m/s,则由公式可求得液体进出口内径为 采用直管进料,由化工原理第二版 [夏清 贾绍义 主编 天津大学出版社]P352查得 ,选择热轧无缝钢管,则 (在符合范围内) 4.5.2 离心泵的计算与选择 计算过程如下 管内液体流速 则雷诺数 局部阻力损失三个标准截止阀全开 ; 三个标准90°弯头 ; 管路总压头损失 填料塔压降 其它阻力压降较小可忽略。 扬程 流量 查 王志魁 编化工原理P382附表二十二 ,选型号IS50-32-250泵合适,该泵扬程20.5米,流量3.75立方米/小时,转速1450转/分钟。 结论 表⒈吸收塔的吸收剂用量计算总表 意义及符号 结果 混合气体处理量G 3000m3/h 气液相平衡常数m 1.277 进塔气相摩尔分率y1 0.0526 出塔气相摩尔分率y2 0.000105 进塔液相摩尔分率x1 0.0466 最小液气比(L/V)min 0.749 混合气体平均摩尔质量M 28.4g/mol 混合气体的密度ρ 1.181kg/m3 混合气体的粘度μ 0.0181mPa.s 吸收剂用量L 146.898kmol/h 表⒉塔设备计算总表 意义及符号 结果 塔径D 0.6 m 塔高H 14.6 m 填料层高Z 10 m 填料塔上部高度h1 1.5 m 填料塔下部高度 2.5 m 气相总传质单元高度 0.701 m 气相总传质单元数 15.661 m 布液孔数n 48 个 泛点气速 4.267 m/s 泛点率f 0.691 表⒊填料计算总表 意义及符号 结果 填料直径dp 50mm 孔隙率 0.927 填料比表面积a 114.2m2/m3 填料因子 89m-1 填料常数A 0.204 主要符号说明 1、英文字母 填料层的有效传质比表面积(m²/m³) 填料层的润滑比表面积m²/m³ 吸收因数;无因次 填料直径,mm; 填料当量直径,mm 扩散系数,m²/s; 塔径; 亨利系数,KPa 重力加速度,kg/m².h 溶解度系数,kmol /m³.KPa 气相传质单元高度 ,m 液相传质单元高度,m 气相总传质单元高度,m 液相总传质单元高度,m 气膜吸收系数, kmol /m³.s.KPa; 吸收液质量流速kg/m².h 液体喷淋密度; 相平衡常数,无因次 气相传质单元数,无因次 液相传质单元数,无因次 气相总传质系数,无因次 液相总传质系数,无因次 总压,KPa 分压,KPa 气体通用常数,kJ/kmol.K 解吸因子 温度,0C 空塔速度,m/s 液泛速度,m/s 惰性气体流量,kmol/s 混合气体体积流量,m3/s; 液膜吸收系数 ,kmol/m2.s.kmol/m3 气膜吸收系数,kmol/m2.s 气相总吸收系数kmol/m².s 液膜吸收系数,kmol/m2.s 气相总吸收系数,kmol/m2.s.kpa 液相总吸收系数kmol/m².s 吸收剂用量kmol/h; kmol/s 是吸收液量 kmol/h 吸收液质量流量kg/h; 吸收液流量,m³/s 密度kg/ m³ 填料因子, m-1 ; 2、下标 液相的 气相的 1塔底 2塔顶 x溶质组分在液相中的摩尔分率 无因次 X溶质组分在气相中的摩尔比 无因次 y溶质组分在液相中的摩尔分率 无因次 Y溶质组分在气相中的摩尔比 无因次 Z填料层高度 m Zs填料层分段高度 m min最小的 max最大的 3.希腊字母 粘度 Pa.s 密度 kg/m3 表面张力 N/m 结束语 历时一个星期的课程设计终于完成了。此次的课程设计让我感触很多,不仅仅是知识上的学习和掌握,同时也让我明白了很多做人的道理。 毫无疑问,这次的课程设计对于我们来说是个不小的挑战,基础知识的欠缺以及实践能力的匮乏都让我们步履维艰。尽管如此,这一周的时间里我还是收获了许多知识,我们所做的课题是水吸收氨过程填料吸收塔的设计,在这个过程中我对工艺流程的设计,塔板流程的设计,数据的计算以及校正等有了深入的了解。 然而感触最深的则是实践联系理论的重要性。这次课程设计是一个理论与实践结合的过程,让我明白理论知识往往是不够的,只有把所学的理论与实际行动相结合,才会提高自己的综合实际能力和独立思考能力。在设计的过程中我们都会遇到很多的问题,但往往是一个小问题都会导致实验的失败,这就要我们花大量的时间去思索和改正,这是一个很艰辛的过程,但同时也是收获最大的过程。 实验往往是一个苦中有乐的过程,我希望在以后的实验学习中自己能独立思考,澳门银河网上娱乐,同时也要认真去完成,这样既能学到知识,也能让自己的实践操作得到锻炼。 我要感谢我们这个团队的人员,他们帮我学到了很多,同时也付出了很多,也感谢方芳老师的细心指导,让我们顺利的完成了课程设计。 参考文献 [1] 贾绍义 等编.化工原理(第二版). 天津天津大学出版社,2009 [2]贾绍义,柴诚敬等编.化工原理课程设计.天津天津科学技术出版社,1990 [3]赵慧清 ,蔡继宁等编.化工制图.北京化学工业出版社,2002 [4]华南理工大学,涂伟萍,陈佩珍,程达芳 编.化工过程及设备设计.北京化学工业出版社,2003 [5]

  2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。

  3.本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。

  7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

  人人文库网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。

  亲,很抱歉,此页已超出免费预览范围啦!您可以免费下载此资源,请下载查看!

上一篇:澳门银河网上娱乐:菏泽凉水塔填料、冷却机组清洗除藻 -清洗维保冷水机组蒸发器清
下一篇:济南凉水塔填料、冷却机组清洗除藻 -水循环空调维修清洗联系方

 

资讯 News
相关资讯 Releva ntnews
热点资讯 Hot spot
给排水工程师如何判断处理水泵在运转中的故障
服务热线

澳门银河网上娱乐版权所有

网站地图