水吸收丙酮填料塔设计

内蒙古科技大学课程设计说明书

绪论

1.1吸收技术概况

气体吸收过程是化工生产中常用的气体混合物的分离操作，其基本原理是利用混合物中各组分在特定的液体吸收剂中的溶解度不同，实现各组分分离的单元操作。

实际生产中，吸收过程所用的吸收剂常需回收利用，故一般来说，完整的吸收过程应包括吸收和解吸两部分，因而在设计上应将两部分综合考虑，才能得到较为理想的设计结果。作为吸收过程的工艺设计，其一般性问题是在给定混合气体处理量、混合气体组成、温度、压力以及分离要求的条件下，完成以下工作：

（1）根据给定的分离任务，确定吸收方案；

（2）根据流程进行过程的物料和热量衡算，确定工艺参数；

（3）依据物料及热量衡算进行过程的设备选型或设备设计；

（4）绘制工艺流程图及主要设备的工艺条件图；

（5）编写工艺设计说明书。

1.2吸收过程对设备的要求及设备的发展概况

近年来随着化工产业的发展，大规模的吸收设备已经广泛用于实际生产过程中。对于吸收过程，能够完成分离任务的塔设备有多种，如何从众多的塔设备中选择合适类型是进行工艺设计的首要任务。一般而言，吸收用塔设备与精馏过程所需要的塔设备具有相同的原则要求，用较小直径的塔设备完成规定的处理量，塔板或填料层阻力要小，具有良好的传质性能，具有合适的操

长沙学院课程设计

目录

第1章 概述 ......................................................................................................................... - 1 -

1.1吸收塔的概述 .......................................................................................................... - 1 - 1.2吸收设备的发展 ...................................................................................................... - 1 - 1.3吸收过程在工业生产上应用 .................................................................................. - 2 - 第2章 设计方案 .......................

清水吸收丙酮填料塔的设计书

（一） 设计题目

试设计一座填料吸收塔，用于脱除空气中的丙酮蒸汽。混合气体处理量为___4000____m3/h。进口混合气中含丙酮蒸汽__6％__（体积百分数）；混合气进料温度为35℃。采用25℃清水进行吸收，要求：

丙酮的回收率达到___95%___

（二） 操作条件

（1）操作压力 101.6 kPa （2）操作温度 25℃

（3）吸收剂用量为最小用量的倍数自己确定 （4）塔型与填料自选，物性查阅相关手册。

（三） 设计内容

（1）设计方案的确定和说明 （2）吸收塔的物料衡算； （3）吸收塔的工艺尺寸计算； （4）填料层压降的计算； （5）液体分布器简要设计； （6）绘制液体分布器施工图； （7）其他填料塔附件的选择； （8）塔的总高度计算； （9）泵和风机的计算和选型； （10）吸收塔接管尺寸计算； （11）设计参数一览表；

（12）绘制生产工艺流程图（A3号图纸）； （13）绘制吸收塔设计条件图（A3号图纸）； （14）对设计过程的评述和有关问题的讨论。

1

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目录

前言 ..........................................................

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课程设计任务书

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，采用清水吸收混于空气中的氨气。混合气体的处理量为2600m3/h，其中含氨为7%（体积分数），混合气体的进料温度为25℃。要求：氨气的回收率达到98%。（20℃氨在水中的溶解度系数为H＝0.725kmol/（m3.kPa）

二、工艺操作条件：

（1）操作平均压力常压

（2）操作温度: t=20℃

（3）吸收剂用量为最小用量的倍数自己确定

（4）选用填料类型及规格自选。

三、设计内容

（1）设计方案的确定和说明

（2）吸收塔的物料衡算；

（3）吸收塔的工艺尺寸计算；

（4）填料层压降的计算；

（5）液体分布器简要设计；

/ v .

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（6）绘制液体分布器施工图

（7）吸收塔接管尺寸计算；

（8）设计参数一览表；

（9）绘制生产工艺流程图（A4号图纸）；

（10）绘制吸收塔设计条件图（A4号图纸）；

（11）对设计过程的评述和有关问题的讨论。

目录

1. 设计方案简介 (1)

1.1设计方案的确定 (1)

1.2填料的选择 (1)

2. 工艺计算 (1)

2.1 基础物性数据 (1)

2.1.1液相物性的数据 (1)

2.1.2气相物性的数据 (1)

2.1.3气液相平衡数据 (1)

2.1.4 物料衡算 (1

水吸收丙酮填料塔设计

设计用水吸收丙酮常压填料塔，其任务及操作条件为 ①混合气(空气、丙酮蒸汽)处理量： 1450 m3/h。

②进塔混合气含丙酮 2.13％(体积分数)；相对湿度： 70％；温度： 35℃； ③进塔吸收剂(清水)的温度：25℃； ④丙酮回收率： 93％； ⑤操作压强： 常压操作。

[设计计算]

一、吸收工艺流程的确定

采用常规逆流操作流程．流程说明从略。 二、物料计算

l. 进塔混合气中各组分的量

近似取塔平均操作压强为101.325kPa，故：

混合气量 n＝ 1450*

273273?3522.4*

1 ＝ 57.38 (kmol／h)

混合气中丙酮量n ＝ 57．38×0.0213 ＝1.22 (kmol／h) m ＝ 1.22×58＝70.89 (kg／h)

查化工原理附录，35℃饱和水蒸气压强为5623．4Pa，则每kmoI相对湿度为70％的混合

气中含水蒸气量＝

5623.4*0.7101.325*103?0.7*5623.457.38*0.0404(1?0.0404)=0.0404 kmol水气/ kmol（空气十丙酮）

混合气中水蒸气含量n＝＝2.23 （kmol／h）

《化工原理》课程设计

——水吸收氨气填料塔设计

学 院 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导教师

2012年12月11 日

设计任务书

水吸收氨气填料塔设计 （一） 设计题目

试设计一座填料吸收塔，采用清水吸收混于空气中的氨气。混合气体的处理量为____3200____m3/h，其中含氨为____8%____（体积分数），混合气体的进料温度为25℃。要求：

① 塔顶排放气体中含氨低于____0.04%____（体积分数）；

（二） 操作条件 （1）操作压力：常压 （2）操作温度：20℃

（3）吸收剂用量为最小用量的倍数自己确定

（三） 填料类型 聚丙烯阶梯环吸收填料塔

（四） 设计内容

（1）设计方案的确定和说明 （2）吸收塔的物料衡算； （3）吸收塔的工艺尺寸计算； （4）填料层压降的计算； （5）液体分布器简要设计；

科大学子的福音

填料吸收塔的设计

中文摘要

对化工原理课程设计的认识 《化工原理》课程设计是学生学完本课程后进行的一个具有总结性、综合性和实践性的教学环节。通过设计,学生能更系统和牢固地掌握本课程的主要内容,且对前修课程以及学生在实验和实习中所获得的知识加以应用。通过课程设计使学生受到一次化工设计的基本训练，让学生进一步的了解化学在工业的应用。

吸收是化工及相关过程工业生产中重要的单元 操作。吸收设备有多种形式，工业上以填料塔的使 用最为普遍。填料吸收塔作为一种重要的气液传质 设备广泛应用于化工、石油、制药、环境、能源等行业 气体混合物的分离操作中。

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。填料塔的塔身是一直立式圆筒，底部装有填料支承板，填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。填料的上方安装填料压板，以防被上升气流吹动。液体从塔顶经液体分布器喷淋到填料上，并沿填料表面流下。气体从塔底送入，经气体分布装置（小直径塔一般不设气体分布装置）分布后，与液体呈逆流连续通过填料层的空隙，在填料表面上，气液两相密切接触进行传质。填料塔属于连续接触式气液传质设备，两相组成沿塔高连续变化，在正常操作状态下，气相为连续相，液相为分散相。 当液体沿填料层向下

专业实验

《基本原理》

实验目的：

1、了解调料吸收塔的结构，学会操作

2、测定体积吸收系数K y a和吸收率η

3、吸收剂用量对吸收操作的影响

4、吸收剂温度对吸收操作的影响

实验原理及计算方法：

1、利用全塔物料衡算，平衡关系和吸收速率方程求取逆流时的体积吸收系数K y a和

吸收率η

G=V空（Y1-Y2）=L水（X1-X2）

2、吸收剂用量对于吸收操作的影响

根据物料衡算操作线方程

当V空计量不变，增加L水计将使操作线斜率变大，如果Y1和X2不变，Y2和X1将变小，如图中所示a线，传质量增大，吸收率提高。

2、吸收剂用量对于吸收操作的影响

专业实验

根据物料衡算操作线方程

当V空计量不变，增加L水计将使操作线斜率变大，如果Y1和X2不变，Y2和X1将变小，如图中所示a线，传质量增大，吸收率提高。

设备：

实验步骤;

1.进入实验后，显示如上图所示的主界面。试验开始时，用鼠标左键点击右边的绿色开关

启动空气压缩机（绿灯亮表示空气压缩机已开启）。

专业实验

点击图中的控制面板显示其放大的图：

用鼠标左键点击控制面板上红线所圈的部分，就会出现这个部分放大的窗口，各部分所对应的仪器如下：

1、气动压力定值器

2、空气转子流量计

3、空气加热器

4、水转子流量计

5、水加热器

6、温度显示器

7、加热电源

《化工原理课程设计》报告

填料吸收塔的设计

年级 专业 设计者姓名 设计单位 完成日期

2008级 化学工程与工艺

刘国雄

西北师范大学化学化工学院

2010年 11 月 25 日

水吸收氨填料吸收塔设计

目录

1.1设计任务书.............................................................................................................................. 2 1.2吸收工艺流程的确定................................................................................................................ 3 1.3 物料计算 ................................................................................................................................ 4 1.4 平衡曲线方程 ................

目录

第1章 概述 .............................................................................................................................. 3

1.1吸收塔的概述 ............................................................................................................... 3 1.2吸收设备的发展 ........................................................................................................... 3 1.3吸收过程在工业生产上应用 ....................................................................................... 4 第2章 设计方案 ................................