化工原理課程設(shè)計--水吸收氨過程填料吸收塔的設(shè)計

1、<p>　　化工原理課程設(shè)計任務(wù)書</p><p>　　設(shè)計題目： 水吸收氨過程填料吸收塔的設(shè)計 </p><p>　　系 別： 食品科學(xué)系 </p><p>　　專 業(yè)： </p><p>　　學(xué)生姓名： 學(xué)

2、 號: </p><p>　　起迄日期： 2010年11月25日~2010年11月27日</p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　教研室主任： </p><p>　　化工原理課程設(shè)計任務(wù)書</p&

3、gt;<p>　　化工原理課程設(shè)計任務(wù)書</p><p><b>　　天津農(nóng)學(xué)院</b></p><p><b>　　課程設(shè)計說明書</b></p><p>　　設(shè)計名稱 化工原理課程設(shè)計 </p><p>　　設(shè)計題目 水吸收氨過程填料吸收塔設(shè)計</p>

4、<p>　　設(shè)計時間 2010年 11 月 27日 </p><p>　　系 別 食品科學(xué)系 </p><p>　　專 業(yè) </p><p>　　班 級 </p><p>　　姓 名

5、 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　2010 年 11 月 27 日</p><p>　　化工原理課程設(shè)計說明書</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一.設(shè)計

6、方案簡介 …………………………………………………………………………… 1</p><p>　　二.設(shè)計計算 ………………………………………………………………………………… 2</p><p>　?。ㄒ唬┰O(shè)計方案的確定 …………………………………………………………………… 2</p><p>　?。ǘ┨盍系倪x擇 ………………………………………………………………

7、………… 2</p><p>　?。ㄈ┗A(chǔ)物性數(shù)據(jù) ……………………………………………………………………… 2</p><p>　　1.液相物性數(shù)據(jù) ………………………………………………………………………… 2</p><p>　　2.氣相物性數(shù)據(jù) ………………………………………………………………………… 2</p><p>　　3.氣

8、液相平衡數(shù)據(jù) ……………………………………………………………………… 2</p><p>　?。ㄋ模┪锪虾馑?…………………………………………………………………………… 3</p><p>　　（五）填料塔的工藝尺寸的衡算 ………………………………………………………… 3</p><p>　　1.塔徑計算 …………………………………………………………………………

9、…… 3</p><p>　　2.填料層高度計算 ……………………………………………………………………… 4</p><p>　?。┨盍蠈訅航涤嬎?…………………………………………………………………… 5</p><p>　?。ㄆ撸┯嬎憬Y(jié)果列表 ……………………………………………………………………… 6</p><p>　　三．設(shè)計體

10、會 ………………………………………………………………………………… 6</p><p><b>　　一、設(shè)計方案簡介：</b></p><p>　　塔設(shè)備是化工、石油化工、生物化工、制藥等生產(chǎn)過程中廣泛采用的氣液傳質(zhì)設(shè)備，根據(jù)塔內(nèi)氣液接觸構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式，可分為板式塔和填料塔兩大類。</p><p>　　板式塔內(nèi)設(shè)置一定數(shù)量的塔板，氣體以鼓泡或噴

11、射形式穿過板上的液層，進(jìn)行傳質(zhì)與傳熱。在正常操作下，氣相為分散相，液相為連續(xù)相，氣相組成呈階梯變化，屬逐級接觸逆流操作過程。</p><p>　　填料塔內(nèi)裝有一定高度的填料層，液體自塔頂沿填料表面下流，氣體逆流向上流動，氣液兩相密切接觸進(jìn)行傳質(zhì)與傳熱。在正常操作下，氣相為連續(xù)相，液相為分散相，氣相組成呈連續(xù)變化，屬微分接觸逆流操作過程。</p><p>　　工業(yè)上，塔設(shè)備主要用于蒸餾和吸收

12、傳質(zhì)單元操作過程。蒸餾過程多選用板式塔，而吸收過程多選用填料塔。</p><p><b>　　二、設(shè)計計算：</b></p><p>　　（一）設(shè)計方案的確定</p><p>　　用水吸收屬中等溶解度的吸收過程，為提高傳質(zhì)效率，選用逆流吸收流程。因用水作為吸收劑，且不作為產(chǎn)品，故采用純?nèi)軇?lt;/p><p><b&

13、gt;　　（二）填料的選擇</b></p><p>　　對于水吸收的過程，操作溫度及操作壓力較低，工業(yè)上通常選用塑料散裝填料。在塑料散裝填料中，塑料階梯環(huán)填料的綜合性能較好，故此選用聚丙烯階梯環(huán)填料。</p><p><b>　?。ㄈ┗A(chǔ)物性數(shù)據(jù)</b></p><p><b>　　1.液相物性數(shù)據(jù)</b>&

14、lt;/p><p>　　對低濃度吸收過程，溶液的物性數(shù)據(jù)可近似取純水的物性數(shù)據(jù)。由手冊查得，20℃時水的有關(guān)物性數(shù)據(jù)如下：</p><p><b>　　密度為 </b></p><p><b>　　粘度為 </b></p><p><b>　　表面張力為 </b></p

15、><p>　　在水中的擴(kuò)散系數(shù)為 </p><p><b>　　2.氣相物性數(shù)據(jù)</b></p><p>　　混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為</p><p>　　混合氣體的平均密度為</p><p>　　混合氣體的粘度可近似取為空氣的粘度，查手冊得20℃空氣的粘度為</p><p>

16、;　　查手冊并計算得在空氣中的擴(kuò)散系數(shù)為</p><p><b>　　3.氣液相平衡數(shù)據(jù)</b></p><p>　　由題目已經(jīng)20℃下氨在水中溶解度系數(shù)為</p><p>　　則常壓下20℃時在水中的亨利系數(shù)為</p><p><b>　　相平衡常數(shù)為</b></p><p&g

17、t;<b>　?。ㄋ模┪锪虾馑?lt;/b></p><p><b>　　進(jìn)塔氣相摩爾比為</b></p><p><b>　　出塔氣相摩爾比為</b></p><p><b>　　進(jìn)塔惰性氣體流量為</b></p><p>　　該吸收過程屬低濃度吸收，平衡關(guān)系

18、為直線，最小液氣比可按下式計算，即</p><p>　　對于純?nèi)軇┪者^程，進(jìn)塔液相組成為</p><p>　　由題意知，操作液氣比為</p><p>　?。ㄎ澹┨盍纤墓に嚦叽绲挠嬎?lt;/p><p><b>　　1.塔徑計算</b></p><p>　　采用Eckert通用關(guān)聯(lián)圖計算泛點氣速。&

19、lt;/p><p><b>　　氣相質(zhì)量流量為</b></p><p>　　液相質(zhì)量流量可近似按純水的流量計算，即</p><p>　　Eckert通用關(guān)聯(lián)圖的橫坐標(biāo)為</p><p><b>　　查通用關(guān)聯(lián)圖得</b></p><p>　　查散裝填料泛點填料因子平均值表得<

20、;/p><p><b>　　取 </b></p><p><b>　　由 </b></p><p><b>　　圓整塔徑，取</b></p><p><b>　　泛點率校核：</b></p><p><b>

21、;　　填料規(guī)格校核：</b></p><p><b>　　液體噴淋密度校核：</b></p><p><b>　　取最小潤濕速率為</b></p><p>　　查常用散裝填料的特性參數(shù)表得</p><p>　　經(jīng)以上校核可知，填料塔直徑選用合理。</p><p>

22、<b>　　2.填料層高度計算</b></p><p><b>　　脫吸因數(shù)為</b></p><p><b>　　氣相總傳質(zhì)單元數(shù)為</b></p><p>　　氣相總傳質(zhì)單元高度采用修正的恩田關(guān)聯(lián)式計算：</p><p>　　查常見材質(zhì)的臨界便面張力值表得</p>

23、;<p><b>　　液體質(zhì)量通量為</b></p><p>　　氣膜吸收系數(shù)由下式計算：</p><p><b>　　氣體質(zhì)量通量為</b></p><p>　　液膜吸收系數(shù)由下式計算：</p><p>　　由 ，查常見填料的形狀系數(shù)表得</p><p>&

24、lt;b>　　則 </b></p><p><b>　　由 ，得</b></p><p><b>　　則 </b></p><p><b>　　由 </b></p><p><b>　　由 </b></p><

25、;p><b>　　設(shè)計取填料層高度為</b></p><p>　　查表得，對于階梯環(huán)填料， </p><p><b>　　取 ，則</b></p><p>　　計算得填料層高度6000mm，故需分段。</p><p>　?。┨盍蠈訅航涤嬎?lt;/p><p>　　采用

26、Eckert通用關(guān)聯(lián)圖計算填料層壓降</p><p><b>　　橫坐標(biāo)為</b></p><p>　　查散裝填料壓降填料因子平均值表得</p><p><b>　　縱坐標(biāo)為</b></p><p>　　查?？颂赝ㄓ藐P(guān)聯(lián)圖得</p><p><b>　　填料層壓降為

27、</b></p><p><b>　　（七）計算結(jié)果列表</b></p><p><b>　　三、設(shè)計體會</b></p><p>　　計算時，首先要對設(shè)計任務(wù)要求及其工藝流程進(jìn)行分析，再準(zhǔn)確設(shè)計計算過程，進(jìn)而對設(shè)備進(jìn)行選型，最后用簡潔的語言、清晰的圖表來表達(dá)設(shè)計思路和設(shè)計結(jié)果。并對設(shè)計結(jié)果進(jìn)行反復(fù)核算，而且要

28、結(jié)合實際兼顧技術(shù)上的先進(jìn)性、可行性以及經(jīng)濟(jì)上的合理性進(jìn)行選型。</p><p>　　通過對本課程的設(shè)計，我對填料吸收的工藝流程、設(shè)備有了更深一步的了解，對填料吸收的計算有了進(jìn)一步掌握。在動手查閱資料文獻(xiàn)的過程中我不僅學(xué)到了很多專業(yè)知識，而且懂得了如何進(jìn)行課程設(shè)計，如何充分運用周圍的學(xué)習(xí)資源。本次課程設(shè)計中所用到的眾多直接或間接的知識與經(jīng)驗使我受益匪淺，為我今后的學(xué)習(xí)與工作打下了堅實的基礎(chǔ)。</p>