水吸收丙酮填料塔設(shè)計(化工課程設(shè)計)(已修改)
2025-01-29 01:47 本頁面
【正文】 蘭州交通大學(xué)化工原理課程設(shè)計 化工原理課程設(shè)計 課程名稱 : ____填料塔設(shè)計 ____ 設(shè)計題目 : ____水吸收丙酮 ____ 院 系 : ___ 化學(xué)學(xué)院 _____ 學(xué)生姓名 : _____ 荊卓 _______ 學(xué) 號 : ____ 202207134____ 專業(yè)班級 : ____化藝 093 班 ____ 指導(dǎo)教師 : ______張玉潔 ______ 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 1 化工原理課程設(shè)計任務(wù)書 （一） 設(shè)計題目：水吸收空氣中的丙酮填料塔的工藝設(shè)計 （二） 設(shè)計條件 1．生產(chǎn)能力 :每小時處理混合氣體 9000Nm3 /h 2．設(shè)備形式 :填料塔 3．操作壓力： 4．操作溫度 :298K 5．進塔混合氣體中含丙酮 4%（體積比） 6．丙酮的回收率為 99% 7．每年按 330 天計，每天按 24 小時連續(xù)生產(chǎn) 8．建廠地址：蘭州地區(qū) 9．要求每米填料的壓降都不大于 103 Pa。 （三） 設(shè)計步驟及要求 1．確定設(shè)計 方案 （ 1）流程的選擇 （ 2）初選填料的類型 （ 3）吸收劑的選擇 2．查閱物料的物性數(shù)據(jù) （ 1）溶液的密度、粘度、表面張力、氨在水中的擴散系數(shù) （ 2）氣相密度、粘度、表面張力、氨在空氣中的擴散系數(shù) 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 2 （ 3）丙酮在水中溶解的相平衡數(shù)據(jù) 3．物料衡算 （ 1）確定塔頂、塔底的氣流量和組成 （ 2）確定泛點氣速和塔徑 （ 3）校核 D/d8~10 （ 4）液體噴淋密度校核：實際的噴淋密度要大于最小的噴淋密度。 4．填料層高度計算 5．填料層壓降核算 如果不符合上述要求重新進行以上計算 6．填料塔附件的選擇 （ 1）液體分布 裝置 （ 2）液體再分布裝置 （ 3）填料支撐裝置 （ 4）氣體的入塔分布 . (四） 參考資料 《化工原理課程設(shè)計》 賈紹義 柴誠敬 天津科學(xué)技術(shù)出版 《現(xiàn)代填料塔技術(shù)》 王樹盈 中國石油出版 《化工原理》 夏清 天津科學(xué)技術(shù)出版 （五） 計算結(jié)果列表（見下頁） 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 3 參數(shù) 符號 單位 計算結(jié)果 操作條件 平均壓力 P KPa 平均溫度 T K 298 平均 流率 氣相 V hkmol 液相 L 2hkg 丙酮的濃度 c 3koml/m 塔頂 4% 塔底 物性參數(shù) 平均密度 氣相 mV? 3mkg 液相 L? 3mkg 平均黏度 m? h)(m2?kg 平均表面張力 L? 2hkg 主要工藝結(jié)構(gòu)尺寸 填料的類型 塑料階梯環(huán) 填料的規(guī)格 ?? 空塔氣速 u sm 泛點氣速 Fu sm 塔徑 D m 填料層高度 Z39。 m 18 氣膜傳質(zhì)系數(shù) Gk kP a)h(m 2 ??kmol 液膜傳質(zhì)系數(shù) Lk hm 總傳質(zhì)系數(shù) 壓降 P? Pa 操作液氣比 VL 最小噴淋密度 minU h)(m3 ?m 實際噴淋密度 U h)(m3 ?m 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 4 目錄 1. 概述與設(shè)計方案的確定 5 5 5 5 6 吸收劑的選擇 8 2. 設(shè)計計算 9 9 液相物性數(shù)據(jù) 9 10 物料衡算 10 11 13 15 3. 填料塔附件的選擇 15 液體分布器簡要設(shè)計 15 液體分布器的選擇 16 16 16 備的計算及選型 17 18 18 18 19 4. 結(jié)論 19 19 20 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 5 1. 概述與設(shè)計方案的確定 填 料塔簡述 塔設(shè)備在化工、石油化工、生物化工、醫(yī)藥、食品等生產(chǎn)過程中廣泛應(yīng)用的汽液傳質(zhì)設(shè)備 [1]。其作用實現(xiàn)氣 — 液相或液 — 液相之間的充分接觸，從而達到相際間進行傳質(zhì)及傳熱的過程。根據(jù)塔內(nèi)氣液接觸部件的結(jié)構(gòu)形式，可將塔設(shè)備分為兩大類：板式塔和填料塔。 板式塔內(nèi)沿塔高度裝有若干層塔板，液體靠重力作用由頂部逐板流向塔釜，并在各塊板面上形成流動的液層，氣體靠壓強差推動，由塔底向上依次穿過各塔板上的液層而流向塔頂。氣液兩相在塔內(nèi)進行逐級接觸，兩相組成沿塔高呈階梯式變化。填料塔則在塔體內(nèi)裝填填料，液體由上而下流動 中在填料上分布匯合，氣體則在填料縫隙中向上流動。填料為氣液傳質(zhì)提供了較大的氣液接觸面積。 [2] 填料塔的基本特點是結(jié)構(gòu)簡單，壓力降小，傳質(zhì)效率高，便于采用耐腐蝕材料制造等，對于熱敏性及容易發(fā)泡的物料，更顯出其優(yōu)越性。過去，填料塔多推薦用于 ∽ 以下的塔徑。近年來，隨著高效新型填料和其他高性能塔內(nèi)件的開發(fā)，以及人們對填料流體力學(xué)、放大效應(yīng)及傳質(zhì)機理的深入研究，使填料塔技術(shù)得到了迅速發(fā)展。 [3] 設(shè)計方案的確定 裝置流程的確定 吸收裝置的流程主要有以下幾種。 [4] 塔內(nèi) 氣液兩相流動方式可以是逆流也可以是并流。通常采用逆流操作，氣體自塔低通入，液體從塔頂灑下，因此溶液從塔底流出前與剛進入塔的氣相接觸，可使溶液的濃度盡量提高，經(jīng)吸收后的氣體從塔頂排除前與剛?cè)胨囊后w接觸，又可使出塔氣體中溶質(zhì)濃度盡量降低。 在逆流操作下，在相同的進出口組成條件下，逆流吸收流程具有較大的平均傳質(zhì)推動力，可以減少設(shè)備尺寸，提高吸收率和吸收劑使用效率，可以實現(xiàn)多級理論級操作，氣體凈化程度較高，常在工業(yè)上應(yīng)用
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