水吸收空氣中的丙酮填料塔的工藝設(shè)計(jì)化工原理課程設(shè)計(jì)-wenkub
2023-07-08 19:42:29 本頁(yè)面
【正文】 較大的氣液接觸面積。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。（三） 設(shè)計(jì)步驟及要求1．確定設(shè)計(jì)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、丙酮在水中的擴(kuò)散系數(shù)（2）氣相密度、粘度、表面張力、丙酮在空氣中的擴(kuò)散系數(shù)（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(diǎn)氣速和塔徑（3）校核D/d8~10（4）液體噴淋密度校核：實(shí)際的噴淋密度要大于最小的噴淋密度。4．填料層高度計(jì)算5．填料層壓降核算如果不符合上述要求重新進(jìn)行以上計(jì)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(jì)》 賈紹義 柴誠(chéng)敬 天津科學(xué)技術(shù)出版 《現(xiàn)代填料塔技術(shù)》 王樹(shù)盈 中國(guó)石化出版 《化工原理》 夏清 天津科學(xué)技術(shù)出版（五）計(jì)算結(jié)果列表（見(jiàn)下頁(yè)）參數(shù)符號(hào)單位計(jì)算結(jié)果操作條件平均壓力PKPa平均溫度TK298平均流率氣相V液相L丙酮的濃度c塔頂6%塔底%物性參數(shù)平均密度氣相液相平均黏度平均表面張力主要工藝結(jié)構(gòu)尺寸填料的類型塑料階梯環(huán)填料的規(guī)格空塔氣速泛點(diǎn)氣速塔徑Dm填料層高度Z39。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(dòng)的液層，氣體靠壓強(qiáng)差推動(dòng)，由塔底向上依次穿過(guò)各塔板上的液層而流向塔頂。[2]填料塔的基本特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，壓力降小，傳質(zhì)效率高，便于采用耐腐蝕材料制造等，對(duì)于熱敏性及容易發(fā)泡的物料，更顯出其優(yōu)越性。[4] 塔內(nèi)氣液兩相流動(dòng)方式可以是逆流也可以是并流。吸收劑部分再循環(huán)操作在逆流操作系統(tǒng)中，用泵將吸收塔排出液體的一部分冷卻后與補(bǔ)充的新鮮吸收劑一同送回塔內(nèi)，即為部分再循環(huán)操作。此種操作因塔內(nèi)需留較大空間，輸液，噴淋，支撐板等輔助裝置增加，使設(shè)備投資加大。填料的選擇包括填料的種類、規(guī)格及材質(zhì)等。現(xiàn)介紹幾種較為典型的散裝填料: 拉西環(huán)填料、鮑爾環(huán)填料、階梯環(huán)填料、弧鞍填料、矩鞍填料、金屬環(huán)矩鞍填料、球形填料。鮑爾環(huán)由于環(huán)壁開(kāi)孔，大大提高了環(huán)內(nèi)空間及環(huán)內(nèi)表面的利用率，氣流阻力小，液體分布均勻。矩鞍填料堆積時(shí)不會(huì)套疊，液體分布較均勻。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。環(huán)矩鞍填料將環(huán)形填料和鞍形填料兩者的優(yōu)點(diǎn)集于一體，其綜合性能優(yōu)于鮑爾環(huán)和階梯環(huán)。工業(yè)上應(yīng)用最早的格柵填料為木格柵填料。和45176。波紋填料按結(jié)構(gòu)可分為網(wǎng)波紋填料和板波紋填料兩大類，其材質(zhì)又有金屬、塑料和陶瓷等之分。波紋填料的缺點(diǎn)是不適于處理粘度大、易聚合或有懸浮物的物料，且裝卸、清理困難，造價(jià)高。在擴(kuò)大段，氣速減到最小，實(shí)現(xiàn)兩相的分離。 在溫度較低時(shí)塑料能長(zhǎng)期操作而不發(fā)生變形，價(jià)格低廉，性能良好。通量大壓降低，但表面濕潤(rùn)性差，可以通過(guò)適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚韥?lái)改善其表面濕潤(rùn)性能。一般情況下，選擇吸收劑，要著重考慮如下問(wèn)題：1對(duì)溶質(zhì)的溶解度大。5吸收劑的黏度小，有利于氣液兩相接觸良好，提高傳質(zhì)速率。現(xiàn)以純?nèi)軇槔M(jìn)行設(shè)計(jì)。2. 設(shè)計(jì)計(jì)算 液相物性數(shù)據(jù) 對(duì)低濃度吸收過(guò)程，溶液的物性資料可近似取純水的物性數(shù)據(jù)。因而液體分布器的設(shè)計(jì)十分重要。液體分布器的種類較多，有多種不同的分類方法，一般多以液體流動(dòng)的推動(dòng)力或按結(jié)構(gòu)形式分。[8] 液體分布器的選擇該吸收塔液相負(fù)荷較大，而氣相負(fù)荷相對(duì)較小，根據(jù)本吸收的要求和物系的性質(zhì)可選用槽式液體分布器。如圖： 為保證填料塔在工作狀態(tài)下填料床能夠穩(wěn)定，防止高氣相負(fù)荷或負(fù)荷突然變動(dòng)時(shí)填料層發(fā)生松動(dòng)，破壞填料層結(jié)構(gòu)，甚至造成填料損失，必須在填料層頂部設(shè)置填料限定裝置。一般要求壓板和限制板自由截面分率大于70%。對(duì)于此填料塔而言，為了提干塔效率，故將其填料分為三層，根據(jù)再分布器各種規(guī)格的使用范圍，最簡(jiǎn)單的液體再分布裝置為截錐式再分布器。4. 結(jié)論 通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，讓我對(duì)水吸收丙酮填料塔的設(shè)計(jì)方案和填料塔設(shè)計(jì)的基本過(guò)程的設(shè)計(jì)方法、步驟、思路、有一定的了解與認(rèn)識(shí)。課程設(shè)計(jì)可謂是理論聯(lián)系實(shí)際的橋梁，是我們學(xué)習(xí)化工設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的初步嘗試。[1]：上冊(cè)，下冊(cè)[M].天津：天津科學(xué)技術(shù)出版社，2009年。[7]賈紹儀，[M].天津：天津大學(xué)出版社，2002年。 [5]：上卷[M].濟(jì)南：山東科
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