【正文】 廢有機氯化物中鹽酸的回收裝置設計畢業(yè)論文目 錄摘 要 1Abstract 2第一章 緒 論 3第二章 工藝流程及裝置設計方案 5 5 6 6 6 6 7 9 10 10第三章 填料塔結構尺寸計算過程 13 13 13 13 13(水)的用量L 14 14 14 14 16 19 19 20第四章 填料塔附屬設備的選型與校驗 22 22 22 23 23 24 25 26 26 26 27 27 28 29 29 30 31結 論 32設計結果一覽表 33主要符號說明 34參考文獻 35致 謝 36山東輕工業(yè)學院2010屆本科生畢業(yè)設計（論文）第一章 緒 論在煉油、石油化工、精細化工、食品、醫(yī)藥及環(huán)保等部門，塔設備屬于使用量大應用面廣的重要單元設備。塔設備廣泛用于蒸餾、吸收、萃取、洗滌、傳熱等單元操作中。所以塔設備的研究一直是國內外學者普遍關注的重要課題。在化學工業(yè)中，經常需要將氣體混合物中的各個組分加以分離，其主要目的是回收氣體混合物中的有用物質，以制取產品，或除去工藝氣體中的有害成分，使氣體凈化，以便進一步加工處理，以免污染空氣。吸收操作是氣體混合物分離方法之一，它是根據混合物中各組分在某一種溶劑中溶解度不同而達到分離的目的[1]。塔設備按其結構形式基本上可分為兩類；板式塔和填料塔。塔型的合理選擇是做好塔設備設計的首要環(huán)節(jié)，選擇時應考慮物料的性質、操作的條件、塔設備的性能以及塔設備的制造、安裝、運轉和維修等方面的因素。板式塔的研究起步較早，具有結構簡單、造價較低、適應性強、易于放大等特點。以前在工業(yè)生產中，當處理量大時多用板式塔，處理量小時采用填料塔。近年來由于填料塔結構的改進，新型的、高負荷填料的開發(fā)，既提高了塔的通過能力和分離效能又保持了壓降小、性能穩(wěn)定等特點。因此，填料塔已經被推廣到大型氣、液操作中，在某些場合還代替了傳統(tǒng)的板式塔。如今，直徑幾米甚至幾十米的大型填料塔在工業(yè)上已非罕見。隨著對填料塔的研究和開發(fā)，性能優(yōu)良的填料塔必將大量用于工業(yè)生產中[2]。 綜合考察各分離吸收設備中以填料塔為代表，填料塔技術用于各類工業(yè)物系的分離，雖然設計的重點在塔體及塔內件等核心部分，但與之相配套的外部工藝和換熱系統(tǒng)應視具體的工程特殊性作相應的改進。例如在DMF回收裝置的擴產改造項目中，要求利用原常壓塔塔頂蒸汽，工藝上可以在常壓塔及新增減壓塔之間采用雙效蒸餾技術，達到降低能耗、提高產量的雙重效果，在硝基氯苯分離項目中；改原多塔精餾、兩端結晶工藝為單塔精餾、端結晶流程，并對富間硝基氯苯母液進行精餾分離，獲得99%以上的間硝基氯苯，既提高產品質量，又取得了降低能耗的技術效果[3]。過程的優(yōu)缺點：分離技術就是指在沒有化學反應的情況下分離出混合物中特定組分的操作。這種操作包括蒸餾，吸收，解吸，萃取，結晶，吸附，過濾，蒸發(fā)，干燥，離子交換和膜分離等。利用分離技術可為社會提供大量的能源，化工產品和環(huán)保設備，對國民經濟起著重要的作用[4]。為了使填料塔的設計獲得滿足分離要求的最佳設計參數(如理論板數、熱負荷等)和最優(yōu)操作工況(如進料位置、回流比等)，準確地計算出全塔各處的組分濃度分布(尤其是腐蝕性組分)、溫度分布、汽液流率分布等，常采用高效填料塔成套分離技術。而且，20世紀80年代以來，以高效填料及塔內件為主要技術代表的新型填料塔成套分離工程技術在國內受到普遍重視。由于其具有高效、低阻、大通量等優(yōu)點，廣泛應用于化工、石化、煉油部門的物系分離[5]。設計采用填料塔進行吸收操作是因為填料可以提供巨大的氣液傳質面積而且填料表面具有良好的湍流狀況，從而使吸收過程易于進行，而且，填料塔還具有結構簡單、壓降低、填料易用耐腐蝕材料制造等優(yōu)點，從而可以使吸收操作過程節(jié)省大量人力和物力。利用混合氣體中各組分在同一種液體(溶劑)中溶解度差異而實現組分分離的過程稱為氣體吸收。氣體吸收是一種重要的分離操作，它在化工生產中主要用來達到以下幾種目的：(1)分離混合氣體以獲得一定的組分。(2)除去有害組分以凈化氣體。(3)制備某種氣體的溶液。一個完整的吸收分離過程，包括吸收和解吸兩個部分。典型過程有單塔和多塔、逆流和并流、加壓和減壓等[6]。第二章 工藝流程及裝置設計方案鹽酸是化工生產中極為重要的生產原料，但是其強烈的刺激性氣味對于人體健康和大氣環(huán)境都會造成破壞和污染，高濃度的氯氣(氯化氫)會引起人慢性中毒，產生鼻炎、支氣管炎、肺氣腫等，有的還會過敏，出現皮炎、濕疹等。氯揮發(fā)性極強，空氣中的水蒸汽即可與之反應生成鹽酸霧及次氯酸，而于所到之處腐蝕物品、危害人體和動植物。當濃度大于1000pm時甚至有生命危險。長期接觸氯化氫，對人對物都是不好的。具體見表21。表21鹽酸的危害 綜上所述，我們得出如下結論：吸收空氣中的氨，防止氯化氫超標具有重要意義。因此，為了避免化學工業(yè)產生的大量的含有氯化氫的工業(yè)尾氣直接排入大氣而造成空氣污染，需要采用一定方法對于工業(yè)尾氣中的氯化氫進行吸收，本次畢業(yè)設計的目的是根據設計要求采用填料吸收塔吸收的方法來凈化含有氯化氫的工業(yè)尾氣，使其達到排放標準，如表22表22 空氣中鹽酸的排放標準（1）進塔的混合氣體為3350 m3/h，其中HCl含量為10%（2）%（3）操作條件：常壓、常溫（20℃）、采用最小液汽比、加熱蒸汽、低壓蒸汽吸收過程是依靠氣體溶質在吸收劑中的溶解來實現的，因此，吸收劑性能的優(yōu)劣，是決定吸收操作效果的關鍵之一，選擇吸收劑時應著重考慮以下幾方面。(1)溶解度 吸收劑對溶質組分的溶解度要大，以提高吸收速率并減少吸收劑的用量。(2)選擇性 吸收劑對溶質組分要有良好的吸收能力，而對混合氣體中其他組分不吸收或吸收甚微，否則不能直接實現有效分離。(3)揮發(fā)度要低 操作溫度下吸收劑的蒸氣壓要低，以減少吸收和再生過程中吸收劑的揮發(fā)損失。(4)黏度 吸收劑在操作溫度下的黏度越低，其在塔內的流動性越好，有助于傳質速率和傳熱速率的提高。(5)其他 所選用的吸收劑應盡可能滿足無毒性、無腐蝕性，不易燃易爆、不發(fā)泡、冰點低、價廉易得以及化學性質穩(wěn)定等要求。所以本設計選擇用清水作吸收劑，氯化氫為吸收質。水廉價易得，物理化學性能穩(wěn)定，選擇性好，符合吸收過程對吸收劑的基本要求。塔填料（簡稱為填料）是填料塔的核心構件，它提供了氣、液兩相相接觸傳質與傳熱的表面，其性能優(yōu)劣是決定填料塔操作性能的主要因素。填料的比表面積越大，氣液分布也就越均勻，傳質效率也越高，它與塔內件一起決定了填料塔的性質。因此，填料的選擇是填料塔設計的重要環(huán)節(jié)。塔填料的選擇包括確定填料的種類、規(guī)格及材料。填料的種類主要從傳質效率、通量、填料層的壓降來考慮，填料規(guī)格的選擇常要符合填料的塔徑與填料公稱直徑比值D/d。 填料種類的選擇要考慮分離工藝的要求，通常考慮一下幾個方面:(1)傳質效率 傳質效率即分離效率，它有兩種表示方法：一是以理論級進行計算的表示方法，以每個理論級當量的填料層高度表示，即HETP值；另一方面是以傳質速率進行計算的表示方法，以每個傳質單元相當高度表示，即HTU值。在滿足工藝要求的前提下，應選用傳質效率高，即HEYP(或HTU值)低的填料。對于常用的工業(yè)填料，其HEYP(或HTU值)可由有關手冊或文獻中查到，也可以通過一些經驗公式來估算。(2)通量 在相同的液體負荷下，填料的泛點氣速愈高或氣相動能因子愈大，則通量愈大，塔的處理能力亦越大。因此在選擇填料種類時，在保證具有較高傳質效率的前提下，應選擇具有較高泛點氣速或氣相動能因子的填料。對于大多數常用填料其泛點氣速或氣相動能因子可由有關手冊或文獻中查到，也可以通過一些經驗公式來估算。(3)填料層的壓降 填料層的壓降是填料的主要應用性能，填料層的壓降越低，動力消耗越低，操作費用越小。選擇低壓降的填料對熱敏性物系的分離尤為重要。(4)填料的操作性能。填料的操作性能主要指操作彈性、抗污堵性及抗熱敏性等。所選填料應具有較大的操作彈性，以保證塔內氣、液負荷發(fā)生波動時維持操作穩(wěn)定。同時，還應具有一定的抗污堵、抗熱敏能