環(huán)保工程課程設(shè)計(jì)水吸收氨填料塔設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說(shuō)明書-文庫(kù)吧
2025-04-24 13:19 本頁(yè)面
【正文】 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 DN38聚丙烯階梯環(huán)填料。 4 階梯環(huán)是對(duì)鮑爾環(huán)的改進(jìn)。與鮑爾環(huán)相比，階梯環(huán)高度減少了一半，并在一端增加了一個(gè)錐形翻邊。由于高徑比減少，使得氣體繞填料外壁的平均路徑大為縮短，減少了氣體通過(guò)填料層的阻力。錐形翻邊不僅增加了填料的機(jī)械強(qiáng)度，而且使填料之間由線接觸為主變成以點(diǎn)接觸為主，這樣不但增加了填料間的空隙，同時(shí)成為液體沿填料表面流動(dòng)的匯集分散點(diǎn)，可以促進(jìn)液膜的表面更新，有利于傳質(zhì)效率的提高。階梯環(huán)的綜合性能優(yōu)于鮑爾環(huán)，成為目前所使用的環(huán)形填料中最為優(yōu)良 的一種。 設(shè)計(jì)步驟 本課程設(shè)計(jì)從以下幾個(gè)方面的內(nèi)容來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì) （一） 吸收塔的物料衡算；（二） 填料塔的工藝尺寸計(jì)算；主要包括：塔徑，填料層高度，填料層壓降；（三） 設(shè)計(jì)液體分布器及輔助設(shè)備的選型；（四） 繪制有關(guān)吸收操作圖紙。 三 、工藝計(jì)算 基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù) 液相物性數(shù)據(jù) 對(duì)低濃度吸收過(guò)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(cè)查得，20℃ 時(shí)水的有關(guān)物性數(shù)據(jù)如下： 密度為 ρL=粘度為 μL=s=(mh) 表面張力 為 σL=NH3 在水中的擴(kuò)散系數(shù)為 DL=109m2/s=106m2/h （依 WilkeChang r()1 .8 5 9 1 0 MTD V? ????計(jì)算，查《化學(xué)工程基礎(chǔ)》） 氣相物性數(shù)據(jù) 設(shè)進(jìn)塔混合氣體溫度為 20℃ ， 混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為 MVm=ΣyiMi=+29=混合氣體的平均密度為 ρVm=混合氣體的粘度可近似取為空氣的粘度，查手冊(cè) 得 20℃ 空氣的粘度為 5 μV= 105Pa?s=(m?h) 查手冊(cè)得 NH3 在空氣中的擴(kuò)散系數(shù)為 DV= 氣液相平衡數(shù)據(jù) 由手冊(cè)查得，常壓下 20℃ 時(shí) NH3 在水中的亨利系數(shù)為 E= 相平衡常數(shù)為 m=E/P=溶解度系數(shù)為 H=ρ/EM== 物料衡算 (l). 進(jìn)塔混合氣中各組分的量 近似取塔平均操作 壓強(qiáng)為 ，故： 混合氣量＝ ?????? ?= 混合氣 NH3中量＝ ＝ kmol／ h ＝ =／ h 設(shè)混合氣中惰性氣體為空氣，則混合氣中空氣量＝ ＝ ／ h ＝ 29＝ ／ h (2)．混合氣進(jìn)出塔的摩爾組成 y1= y2=)( )( ??? ??= （ 3）混合氣進(jìn)出塔摩爾比組成 進(jìn)塔氣相摩爾比為 Y1=111 yy? = ? = 出塔氣相摩爾比為 Y2=（ ） = 6 （ 4）出塔混合氣量 出塔混合氣量 =+==+=（ 5）吸收劑（水）的用量 L 該吸收 過(guò)程屬低濃度吸收，平衡關(guān)系為直線，最小液氣比可按下式計(jì)算 12min1 2() YYL YV Xm??? 對(duì)于純?nèi)軇┪者^(guò)程，進(jìn)塔液相組成為 X2=0 ????????? VL= 取操作液氣比為 m ????????????? VLVL VL == L== kmol/h (6)塔底吸收液組成 X1 1 2 1 2( ) ( )V Y Y L X X? ? ? )( ???X = (7)操作線方程 依操作線方程 )(22 XVLYXVLY ??? = 0 02 32 17 4 83 ?X Y=+ 填料塔的工藝尺寸的計(jì)算 塔徑的計(jì)算 采用 Eckert 通用關(guān)聯(lián)圖計(jì)算泛點(diǎn)氣速。 氣相質(zhì)量流量為 wv=10800= kg/h 液相質(zhì)量流量可近似按純水的流量計(jì)算，即 WL== 7 其中： ρL =ρV =g = m/s2 = 108 m/h2 WV = kg/h WL = μL =s （ 1）采用 Ecekert 通用關(guān)聯(lián)圖法計(jì)算泛點(diǎn)氣速 uF。 通用填料塔泛點(diǎn)和壓降 的通用關(guān)聯(lián)圖如下 ： 圖一填料塔泛點(diǎn)和壓降的通用關(guān)聯(lián)圖（引自《化工原理》） 圖中 u0——空塔氣速， m /s； φ——濕填料因子，簡(jiǎn)稱填料因子， 1 /m； ψ——水的密度和液體的密度之比；
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