水吸收氨過程填料吸收塔設計

徐州工程學院食品（生物）工程學院食品工程原理課程設計題目水吸收氨的課程設計專業(yè)班級學生姓名學號指導教師水吸收氨過程填料吸收塔設計1設計題目試設計一座填料吸收塔，用于脫出混于空氣中的氨氣?；旌蠚怏w的處理量為6000M3/H，其中含氨為5（體積分數(shù)），要求塔頂排放氣體中含氨低于002（體積分數(shù)）。采用清水進行吸收，吸收劑的用量為最小用量的15倍。操作條件操作壓力常壓操作溫度20填料類型選用聚丙烯階梯環(huán)填料，填料規(guī)格自選工作日每年300天，每天24小時連續(xù)運行廠址廠址為徐州地區(qū)設計內(nèi)容吸收塔的物料衡算吸收塔的工藝尺寸計算填料層壓降的計算繪制生產(chǎn)工藝流程圖設計基礎數(shù)據(jù)20下氨在水中的溶解度系數(shù)為H0725KMOL/M3KPA其他物性數(shù)據(jù)可查有關手冊。21吸收流程的確定除了少數(shù)情況只需單獨進行吸收外，一般需對吸收后的溶液繼以脫吸，使溶劑再生，循環(huán)使用。因此，除了吸收塔以外，還需與其他設備一道組成一個完整的吸收脫吸流程。22填料的選擇對于水吸收NH3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DN50聚丙烯階梯環(huán)填料。23基礎物性數(shù)據(jù)整理對于低濃度吸收過程，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時水的有關物性數(shù)據(jù)如下密度粘度表面張力3/298MKGL/601HSPA2/94087KGCDYNNH3在水中的擴散系數(shù)HM262929L10734H/360104S/M104D混合氣體的平均摩爾質(zhì)量/89515KOLGM混合氣體的平均密度混合氣體的粘度可近似取空氣的粘度，查手冊得20空氣的粘度為查手冊得NH3在空氣中的擴散系數(shù)為由手冊查得常壓下20時NH3在水中的亨利系數(shù)相平衡常數(shù)為溶解度系數(shù)為24物料衡算進塔氣相摩爾比為05261YY1出塔氣相摩爾比為105982進塔惰性氣相流量為KMOL/H3420527346V該吸收過程屬低濃度吸收，平衡關系為直線，最小液氣比可按下式計算即21MINX/YVL對于純?nèi)軇┪者^程，進塔液相組成為0X2750754/02613VLMIN取操作液氣比為3/123480RTPVM/065185HKGSPAVHMDV/0812KPAE4767540316PEM/23MKPAOLMHSLMINVL5112870/L65KOL1423XLY210X125吸收塔的工藝尺寸計算吸收塔塔徑的計算填料塔的直徑D與操作空塔氣速U及氣體體積流量VS之間存在以下關系式中D塔徑，MVS氣體體積流量，M3/SU操作空塔氣速，M/S采用?？颂赝ㄓ藐P聯(lián)圖計算泛點氣速氣相質(zhì)量流量為KG/H251648360WV液相質(zhì)量流量可近似按純水的流量計算，即9/51L?？颂赝ㄓ藐P聯(lián)圖的橫坐標為0234981642550LVX得30G2LVFY得液相為水其液體密度校正系數(shù)，20時水的粘度1FM81SMPA1M/S8541822930G230U0LVF取/S457VS4由M6120431/6U4VDS圓整塔徑取M05泛點率校核/S261783/470542UF填料規(guī)格校核101306DD液體噴淋密度校核取最小潤濕速率為HM/8L3MINW得32T/10AHM/248103U23TMINWINAIN2U7065789/經(jīng)以上校核可知，填料塔直徑選用合理。506D填料層高度計算采用傳質(zhì)單元數(shù)法計算，其基本公式為035146750MXY122吸脫因數(shù)為68505163470LVS氣相總傳質(zhì)單元數(shù)為SYLNN21OG無因次氣相總傳質(zhì)單元數(shù)氣相總傳質(zhì)單元高度,OGNMHZ431568001526851LN68501氣相總傳質(zhì)單元高度采用修正的恩田關聯(lián)式計算20TL02LTT750LCTWUGAAU4EXPAA查化工原理課程設計第177頁表45得2CKG/H7680DYN/M3液體質(zhì)量流量為/31578029U2L202058210750LW1394867179836385EXP1A350氣膜吸收系數(shù)由下式計算RTDU2370KVT31V30TGAA氣體質(zhì)量通量為HKG/M12896582V293148006503270K37GKPAHKOL/4162液膜吸收系數(shù)由下式計算M/H708298107631034729866310259GDU03216231L21L32LWLA由查化工原理課程設計第179頁表47得KGA451則KPAHKMOL/519084103265140K3GA27780L50467UF由得和K50U621KKU91KL2FLG41FGAAAA58L/H0327570462PM9O2L341則KAHKL/1266191KH1K3LGAA由54M0678503284PV2YO由得M1540NZG68251設計取填料層高度為0MZ查化工原理課程設計第180頁表48得對于階梯環(huán)填料M6，H158DAX取6501H8則計算得填料層高度為,故需分兩段126填料層壓降計算采用?？颂赝ㄓ藐P聯(lián)圖計算填料層壓降橫坐標為0234W5LV查化工原理課程設計第181頁圖411得PA/M10ZP填料層壓降為10PAK27液體分布器簡要設計液體分布器的選型該吸收塔液相負荷較小，而氣相負荷相對較低，所以選用篩孔型分布器分布點密度計算按?？颂亟ㄗh值，D400時，噴淋點密度為，D750時，噴淋點密2M/30點度為因該塔液相負荷較小，設計取噴淋點密度為。2M/170點2/30點布液點數(shù)為點點728630658N2按分布點幾何均勻與流量均勻的原則，進行布點設計。設計結(jié)果為二級槽共設十一道，在槽側(cè)面開孔，槽寬度為80MM，槽高度為210MM，兩槽中心矩為120MM。分布點采用三角形排列，實際設計布點數(shù)為N77點。填料支承及壓緊裝置填料壓緊和限位裝置安裝在填料層頂部，用于阻止填料的流化和松動，選用柵板型，它的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，造價低；缺點是柵板間的開孔容易被散裝填料擋住，使有效開孔面積減小。1設計結(jié)果25時清水的密度L9982KG/M20時清水的黏度1CP20時清水的表面張力L726DYN/CM混合氣體平均分子量VMM284混合氣體平均密度1181KG/M混合氣體黏度VSPA5108NH3在空氣中的擴散系數(shù)VD0081CM/S20時NH3在水中的亨利系數(shù)EPA4176相平衡常數(shù)M0754溶解度系數(shù)H0725KMOL/KPAM