【正文】 ................................................................................................................ II 第 1 章 緒論 .......................................................................................................................... 1 吸收技術(shù)概況 ................................................... 1 吸收設(shè)備的發(fā)展 ................................................. 2 吸收在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用 ......................................... 4 吸收的應(yīng)用 ............................................... 4 塔設(shè)備在化工生產(chǎn)中的作用和地位 ........................... 5 化工生產(chǎn)對(duì)塔設(shè)備的要求 ................................... 5 第 2 章 設(shè)計(jì)方案 ................................................................................................................ 7 吸收劑的選擇 ................................................... 7 吸收工藝流程確定 ............................................... 8 吸收塔設(shè)備及填料選擇 ........................................... 9 吸收塔的設(shè)備選擇 ......................................... 9 填料的選擇 .............................................. 10 操作參數(shù)的選擇 ................................................ 11 操作溫度的選擇 .......................................... 11 操作壓力的選擇 .......................................... 11 第 3 章 吸收塔的工藝計(jì)算 .............................................................................................. 12 基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù) .................................................. 12 液相物性數(shù)據(jù) ............................................ 12 氣相物性數(shù)據(jù) ............................................ 12 氣液相平衡數(shù)據(jù) .......................................... 12 物料衡算 ................................................ 13 填料塔的工藝尺寸的計(jì)算 ................................................................................ 14 塔徑 的計(jì)算 .............................................. 14 泛點(diǎn)率校核 .............................................. 15 填料規(guī)格核算 ............................................ 15 液體噴淋密度校核 ........................................ 15 填料塔填料高度計(jì)算 ............................................ 16 傳質(zhì)單元高度計(jì)算 ........................................ 16 齊齊哈爾大學(xué)化工原理課程設(shè)計(jì) IV 傳質(zhì)單元數(shù)的計(jì)算 ........................................ 18 填料層高度的計(jì)算 ........................................ 18 填料塔附屬高度計(jì)算 ...................................... 19 填料層壓降計(jì)算 ................................................ 19 填料層壓降 .............................................. 19 氣體進(jìn)出管壓降 .......................................... 21 其他塔內(nèi)件壓降及總壓降 .................................. 21 進(jìn)出管工藝尺寸計(jì)算 ............................................ 21 液體進(jìn)出料管 ................................................ 22 氣體進(jìn)出料管 ............................................ 22 液體分布器 .................................................... 22 其他附屬塔內(nèi)件的選擇 .......................................... 23 填料支承板的選擇 ........................................ 23 除沫器的選擇 ............................................ 23 工藝設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果匯總 ................................................... 24 設(shè)計(jì)總結(jié) ............................................................... 25 參考文獻(xiàn) ............................................................... 26 致 謝 ............................................................... 27 齊齊哈爾大學(xué)化工原理課程設(shè)計(jì) 1 第 1章 緒論 吸收技術(shù)概況 在化 工生產(chǎn)中 ,經(jīng)常要處理各種原料、中間產(chǎn)物、粗產(chǎn)品。吸收就是這種以物質(zhì)分離為目的的單元操作。通過(guò)吸收可以回收混合氣體中的有用組分 ,例如用液態(tài)烴吸收石油裂解氣中的乙烯和丙烯 ,用洗油吸收焦?fàn)t煤氣中的芳烴物質(zhì) ,用硫酸處理焦?fàn)t氣以回收其中的氨等 。這種使溶質(zhì)組分從溶液中脫出的過(guò)程稱為解吸 ,是吸收的逆過(guò)程 ,也是一種通過(guò)相際間傳質(zhì)而實(shí)現(xiàn)物質(zhì)分離的單元操作。目前，解吸設(shè)備也多用填料塔。 1881 年工業(yè)規(guī) 模的填料塔開始用于蒸餾操作 ,當(dāng)時(shí)的填料是碎磚瓦、小石塊和管子短節(jié)等。這一時(shí)期填料塔也在瓷環(huán)填料被廣泛采用的基礎(chǔ)上開發(fā)了鮑爾環(huán)填料、狄克松環(huán)填料、麥克馬洪填料、矩鞍形填料等。 目前 ,我國(guó)常用的板式塔仍為泡罩塔、篩板塔、浮閥塔和舌形塔盤塔。 1914 年瓷質(zhì)拉西環(huán)的問(wèn)世 ,標(biāo)志著填料塔進(jìn)入了科學(xué)發(fā)展的年代。 1950 年后，填料塔進(jìn)入了緩慢發(fā)展時(shí)期，在這個(gè)時(shí)期內(nèi)，人們注意了對(duì)塔內(nèi)件的研究，力圖解決填料塔的放大問(wèn)題，但由于各種 板式塔的出現(xiàn)及其成功應(yīng)用，使填料塔倍受冷落。自 1966 年世界上 建立起莽一批網(wǎng)波填料塔以來(lái) ,十多年的實(shí)踐證明 ,風(fēng)波填料具有效率高、負(fù)荷大、壓降低、滯液星小、幾乎無(wú)放大效應(yīng)以及易于機(jī)械化加工等優(yōu)點(diǎn) ,因此其應(yīng)用得到了迅速發(fā)展。 到 1972 年蘇爾采公司已建造了 12 個(gè) CY 塹填料塔 ,并且已成功地運(yùn)轉(zhuǎn)著。 1980 年 ,Merchuk 川曾將填料塔作為氧合器 ,對(duì)幾種較小尺寸的填料進(jìn)行了傳質(zhì)性能的測(cè)定 ,并進(jìn)行了血液氧合過(guò)程 的嘗試川。 2021 年杭氧、開空、川空和中國(guó)空分設(shè)備公司等主要企業(yè)以填料塔、全精餾制氬、內(nèi)壓縮流程為代表的新一代大型空分設(shè)備占據(jù)了國(guó)內(nèi) 2 萬(wàn) m3／ h 以下空分設(shè)備市場(chǎng)，生產(chǎn)任務(wù)也都十分飽滿。 塔內(nèi)氣液兩相的流動(dòng)方式可以逆流也可并流。常用的填料有拉西環(huán)、鮑爾環(huán)、弧鞍形和矩鞍形填齊齊哈爾大學(xué)化工原理課程設(shè)計(jì) 4 料， 20 世紀(jì) 80 年代后開發(fā)的新型填料如 QH— 1 型扁環(huán)填料、八四內(nèi)弧環(huán)、刺猬形填料、金屬板狀填料、規(guī)整板波紋填料、格柵填料等，為先進(jìn)的填料塔設(shè)計(jì)提供了基礎(chǔ) [13]。 用以進(jìn)行吸收操作的塔器。按吸收時(shí)氣液作用方式吸收塔可分為表面式、膜式、噴淋式和鼓泡式等。 某些產(chǎn)品的制取 ， 將氣體中需用的成分以指定的溶劑吸收出來(lái)，成分溶液態(tài)的產(chǎn)品或半成品。選擇適當(dāng)?shù)墓に嚭腿軇┻M(jìn)行吸收，是廢氣治理中應(yīng)用較廣的方法。 在化工、石油化工及煉油廠中 ,塔設(shè)備的性能對(duì)于整個(gè)裝置的產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量、生產(chǎn)能力和消耗定額 ,以及三廢處理和環(huán)境保護(hù)等各個(gè)方面 ,都有重大影響。 吸收設(shè)備有多種形式，但以塔式最為常見。氣體每上升一塊塔板，其可溶組分的濃度階越式的降低；溶劑逐板下降，其可溶組分的濃度則階越式的升高。 化工生產(chǎn)中吸收主要用于回收或捕獲氣體混合物中的有用物質(zhì)，以制取產(chǎn)品；還用于出去工藝氣體中的有害成分，使氣體凈化，以便進(jìn)一步加工處理；或除去工業(yè)放空尾氣中的有害物，以免污染空氣。 （ 2） 高的傳質(zhì)和傳熱效率 ,即氣液有充分的接觸空間、接觸時(shí)間和接觸面積 。 事實(shí)上 ,任何一個(gè)塔設(shè)備能同時(shí)達(dá)到上述的諸項(xiàng)要求是很困難的 ,因此只能從生產(chǎn)需要及經(jīng)濟(jì)合理的要求出發(fā) ,抓住主要矛盾進(jìn)行設(shè)計(jì)。只有潤(rùn)濕的表面才是氣液接觸表面。經(jīng)久耐用具有良好 的耐腐蝕性，較高的機(jī)械強(qiáng)度和必要的耐熱性。對(duì)吸收劑的選擇，一般遵循以下原則： (一 )對(duì)溶質(zhì)的溶解度大 選用溶解度大的溶劑，可大大降低溶劑用量，溶劑的循環(huán)量和再生處理量都隨之減小， 這意味著日常操作費(fèi)用的降低。 (四 )再生性能好 由于在吸收劑再生過(guò)程中 ,一般要對(duì)其進(jìn)行升溫或氣提等處理 ,能量消耗較大 ,因而 ,吸收劑再生性能的好壞 ,對(duì)吸收過(guò)程能耗的影響極大 ,選用具有良好再生性能的吸收劑 ,往往能有效地降低過(guò)程的能量消耗 。若混合氣體中溶質(zhì)濃度較高且吸收要求也高，難以用一步吸收達(dá)到規(guī)定的吸收要求，但過(guò)程的操作費(fèi)用較高，從經(jīng)濟(jì)性的角度分析不夠適宜時(shí)，可以考慮采用兩步吸收流程。工程上，如無(wú)特別需要，一般均采用逆流吸收流程。氣體自下而上通過(guò)板上小孔逐板上升 ,在每一板上與溶劑接觸 ,其中可溶組分被部分地溶解。 填料吸收塔是常用的微分接觸設(shè)備。液體則相反 , 其可溶組分的濃度則由上而下連續(xù)地增高。在選擇塔填料時(shí)，應(yīng)該考慮如下幾個(gè)問(wèn)題：