过程原理课程设计任务书--氨吸收填料塔设计.doc

题 目 氨吸收填料塔设计 过程原理课程设计任务书1.设计题目：吸收氨过程填料塔的设计 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万Nm3/h，其中含氨为5.2%（体积分数），要求塔顶排放气体中含氨低于0.02%（体积分数）. 2．操作条件 ? （1）操作压力? 常压 ?? （2）操作温度? ?20℃ 3．工作日 ? 每天24小时连续运行。 4．厂址 ? 宁波地区 5．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）吸收塔接管尺寸的计算； ? （6）绘制生产工艺流程图； ? （7）绘制吸收塔设计图； ? （9）对设计过程的评述和有关问题的讨论。 6．设计基础数据 20℃下氨在水中的溶解度系数为H=0.725kmol/(m3.kPa)目录 吸收氨过程填料塔的设计 3 1．填料塔设计条件、操作条件及初步流程 3 1.1装置流程 3 1.2吸收剂的选择 3 1.3 操作压力与操作温度的选择 3 1.4填料的选择 3 1.4.1填料种类的选择 3 1.4.2填料材料及规格的选择 4 1.5初步流程图 5 2.工艺计算 6 2.1物料衡算，确定塔顶、塔底的气液流量和组成 6 2.1.1气液相物性数据 6 2.1.2气液相物料衡算 6 2.2塔径计算 7 2.3填料层高度计算 9 2.4填料层压降计算 11 3.辅助设备选型 12 3.1液体分布装置 12 3.1.1液体分布器的确定 12 3.1.2分布点密度计算： 14 3.2填料支撑装置 14 3.3流体进出口流差 16 3.3.1液体进料管 17 3.3.2气体进料管 17 3.4附属塔高计算 18 3.5除沫装置 18 3.6离心泵的计算与选择 18 3.7风机 19 3.8人孔和法兰 20 3.8.1人孔的确定 20 3.8.2法兰 20 3.9填料压紧装置 22 3.10 筒体和封头 22 3.11气体进出口装置 23 4.填料塔设计数据一览 23 5.对本设计的评述 24 6.参考文献 25 吸收氨过程填料塔的设计℃，由于吸收分物理和化学吸收，低温易于物理，氨气的溶解度增大，但低于常温会增加操作费用。高温时，反应速度加快，但传质推动力会降低。因此，常温吸收比较合适。一般情况下，常温吸收过程的操作费用最经济。 1.4填料的选择 1.4.1填料种类的选择 常用的填料可分为两大类：散装填料与规整填料。 因为整装填料比较昂贵，内部通道狭窄，易被堵塞且不易清洗。散装填料又称颗粒填料有中空的环形填料，表面敞开的鞍型填料等,由于装卸简单常在工业生产中应用。本次设计也选用散装填料。散装填料主要有以下几种型式： 弧鞍：属鞍形填料的一种，一般用陶瓷制成。其特点是表面全部敞开，表面利用率高，流道呈弧形，流动阻力小。缺点是易发生套叠，使传质效率降低，易破碎。 鲍尔环：可用于塑料、陶瓷、金属等材质制造，侧壁上的小孔可供气液流通，使环内壁面充分利用。具有较大的生产能力和较低的压降，且分离效率较高，液体分布均匀，是目前运用较广的填料之一。 阶梯环：性能在鲍尔环的基础上又有提高，其生产能力可提高约10%，压降则可降低25%，且由于填料间呈多点接触，不仅增加了填料间间隙，而且促进液膜表面更新，有利于传质效率提高，是目前使用的环形填料中最优良的一种。 综合上述填料的优缺点，本设计选用鲍尔环。 1.4.2填料材料及规格的选择 填料材料主要分塑料，陶瓷以及金属 塑料填料：主要包括聚丙烯、聚乙烯及聚氯乙烯等，国内一般采用聚丙烯材质。其耐腐蚀较好，耐温性良好，可长期在100℃以下使用。聚丙烯在0℃以下具有冷脆性，要慎用，但本设计操作温度为20℃，一般不会有低于0℃的情况。 陶瓷填料：具有良好的耐腐蚀性及耐热性，但因其质脆、易碎。不宜在高冲击强度下使用，主要用于气体吸收、气体洗涤、液体萃取等过程。 金属填料：金属材质的选择由物系的腐蚀性和金属材质的耐腐蚀性来考虑，具有通量大，高抗冲击性能，耐高温高压等特点。但其造价较高。 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。因此，对塔径与填料尺寸的比值要有一规定，一般塔径与填料公称直径的比值D/d应大于8。 表1.1常用填料尺寸与塔径配合 塔径 （mm） 填料公称尺寸 （mm） D≤300 20-