【正文】 設(shè)計溫度可知，填料選擇金屬半環(huán)填料 02m = 22 ???????????iD? （ kg） （查得金屬半環(huán)填料密度為 ） 保溫層質(zhì)量 03m 03m = ? ? ? ?? ? 03222 22224 mHDD nini ?????? ????? = ? ? ? ?? ? 22 ?????????? 化工機械設(shè)備基礎(chǔ)課程設(shè)計 (清水吸收氨氣 ) 13 + ???? (kg) 其中， 03m? 為封頭保溫層質(zhì)量， kg 平臺、扶梯質(zhì)量 04m 04m = ? ? ? ?? ?212224 22 nini DBD ??? ????n FF Hqq ??0 = ? ? ? ?? ? 22 ???????????? =(kg) 注：手冊查得平臺質(zhì)量： 1500 ?q kg/ 2m ；籠式扶梯質(zhì)量 40?Fq kg/m；籠式扶梯總高： FH =8m；平臺數(shù)量： n=1。 ??8 塔體與群座對接焊接，塔體焊接接頭系數(shù) ?? 。 ??2 計算壓力 cp =，設(shè)計溫度 t=20℃ ??3 設(shè)置地區(qū) :基本風(fēng)壓值 q0 =400N/ 2m ，地震設(shè)防烈度為 8 度，場地土類： I 類，設(shè)計地震分組：第二組，設(shè)計基本 地震加速度為 。 填料層壓降計算 采用 Eckert 通用關(guān)聯(lián)圖計算填料層壓降，橫坐標為： ) ( )( ?????LVVL ???? 已知： 189 ??? mP 縱坐標為 14 2 ??? ????? LLVpgu ????? 通用壓 降關(guān)聯(lián)圖 查圖上圖得：△ P／ Z=100 =／ m 填料層壓降為：△ P= 5==4905(Pa) 液體分布器簡要設(shè)計 液體分布器的選型：該吸收塔液相負荷較大，而氣相負荷相對較低。 h U=／ ／（ ） =Umin 經(jīng)以上校核可知，填料塔直徑選用 D= 500mm是合理的。 s=／（ m由手冊查的，20℃水的有關(guān)物性數(shù)據(jù)如下： 密度：ρ 1 =／ m3 粘度：μ L=塑料填料的耐腐蝕性能較好，可耐一般的無機酸、堿和有機溶劑的腐蝕。塔填料的選擇包括確定填料的種類、規(guī)格及材料。 化工機械設(shè)備基礎(chǔ)課程設(shè)計 (清水吸收氨氣 ) 3 一、數(shù)據(jù)計算 任務(wù)及操作條件 ① 混合氣 (空氣、 NH3 )處理量： 2600 3/mh； ② 進塔混合氣含 NH3 7% (體積分數(shù) )；溫度 :20℃； ③ 進塔吸收劑 (清水 )的溫度 :20℃； ④ NH3回收率： 96%； ⑤ 操作壓力為常 壓 Pa。 (2)除去有害組分以凈化氣體。 因此，為了避免化學(xué)工業(yè)產(chǎn)生的大量的含有氨氣的工業(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)尾氣中的氨氣進行吸收，本次課程設(shè)計的 目的是根據(jù)設(shè)計要求采用填料吸收塔吸收的方法來凈化含有氨氣的工業(yè)尾氣 ,使其達到排放標準。若吸入的氨氣過多，導(dǎo)致血液中氨濃度過高，就會通過三叉神經(jīng)末梢的反射作用而引起心臟的停搏和呼吸停止，危及生命。可麻痹呼吸道纖毛和損害粘膜上皮組織，使病原微生物易于侵入，減弱人體對疾病的抵抗力 。而且 ,20 世紀 80 年代以來 ,以高效填料及塔內(nèi)件為主要技術(shù)代表的新型填料塔成套分離工程技術(shù)在國內(nèi)受到普遍重 視。 過程的優(yōu)缺點：分離技術(shù)就是指在沒有化學(xué)反應(yīng)的情況 下分離出混合物中特定組分的操作。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(chǎn)中。以前在工業(yè)生產(chǎn)中，當處理量大時多用板式塔，處理量小時采用填料塔。所以塔設(shè)備的研究一直是國內(nèi)外學(xué)者普遍關(guān)注的重要課題。塔設(shè)備廣泛用于蒸餾、吸收、萃取、洗滌、傳熱等單元操作中。 塔設(shè)備按其結(jié)構(gòu)形式基本上可分為兩類；板式塔和填料塔。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。改原多塔精餾、兩端結(jié)晶工藝為單塔精餾、端結(jié)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(chǎn)品質(zhì)量 ,又取得了降低能 耗的技術(shù)效果。為了使 1填料塔的設(shè)計獲得滿足分離要求的最佳設(shè)計參數(shù)和最優(yōu)操作工況 ,準確地計算出全塔各處的組分濃度分布、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(shù)。氨的溶解度極高，所以主要對動物或人體的上呼吸道有刺激和腐蝕作用，常被吸附在皮膚粘膜和眼結(jié)膜上，從而產(chǎn)生刺激和炎癥。 短期內(nèi)吸入大量氨氣后會出現(xiàn)流淚、咽痛、咳嗽、胸悶、呼吸困難、頭暈、嘔吐、乏力等。因此，吸收空氣中的氨，防止氨超標具有重要意義。 (1)分離混合氣體以獲得一定的組分。典型過程有單塔和多塔、逆流 和并流、加壓和減壓等。因此，填料的選擇是填料塔設(shè)計的重要環(huán)節(jié)。 塑料填料的材質(zhì)主要包括聚丙烯、聚乙烯及聚氯乙烯等，國內(nèi)一般多采用聚丙烯材質(zhì)。 國內(nèi)階梯環(huán)特性數(shù)據(jù) 材質(zhì) 外徑 d， mm 外徑 高 厚 d H δ 比表面積 at， m2/m3 空隙率 ε， m3/m3 個數(shù) n，個 /m3 堆積密度 ρ p， kg/m3 干填料因子 at/ε 3， m1 填料因子 Φ， m1 塑 料 25 38 50 76 25 38 19 1 50 30 76 37 3 228 81500 27200 9980 3420 313 112 240 120 80 72 化工機械設(shè)備基礎(chǔ)課程設(shè)計 (清水吸收氨氣 ) 4 2. 工藝尺寸計算 基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù) 液相物性數(shù)據(jù) 對低濃度吸收過程，溶液的物性數(shù)據(jù)可近似取純水的物性數(shù)據(jù)。 h） 表面張力：σ L =／ cm=940 896Kg／ h2 氨氣在水中的擴散系數(shù)： DL=109 m2/s=1093600 m2/h= 106m2/h 氣相物性的數(shù)據(jù) 混合氣體平均摩爾質(zhì)量： MVM=Σ yiMi= 17+ 29= 混合氣體的平均密度： ρ vm= RTPMVN =100 ／ ( 293)=／ m3 混合氣體的粘度可近似取為空氣的粘度，查手冊的 20℃空氣的粘度： μ V= 10— 5Pa at = =／ m2 h 氣相總傳質(zhì)單元高度采用修正的恩田關(guān)聯(lián)式計算： })()()()( xp {1 tLLLLtLLtLLctw aUgaUa Uaa ?????? ???????? ? 化工機械設(shè)備基礎(chǔ)課程設(shè)計 (清水吸收氨氣 ) 8 不同材質(zhì)的 б c值見下表 材質(zhì) 鋼 陶瓷 聚乙烯 聚氯乙烯 碳 玻璃 涂石蠟的表面 表面張力， N/m 103 75 61 33 40 56 73 20 查表知， 2/4 2 7 6 8 0/33 hkgcmd y nc ??? })()()()( xp {1 tLLLLtLLtLLctw aUgaUa Uaa ?????? ???????? ? 氣膜吸收系數(shù)由下式計算： )()()( ??RTDaDaUk VtVV VVt VG ? ?? 液膜吸收系數(shù)由下式計算： )()()( 2132 ?? ?LLLLLLwLL gDaUk ??? ?? 查下表得： ?? ,各類填料的形狀系數(shù) 填料類型 球 棒 拉西環(huán) 弧鞍 開孔環(huán) Ψ值 1 ?Fuu ／ 100％ =％ 50％ ， 由 auuaauuaLFLGFG????????????????])([])([得 由 由 Z=HOGNOG==， Zˊ== 設(shè)計取填料層高度： Zˊ =5m，查表，對于階梯環(huán)填料， mhDh 6,15~8m