化工原理課程設(shè)計——水吸收氨氣-其他專業(yè)-展示頁
2025-01-31 07:51本頁面
【正文】 填料支承設(shè)備 …………………………………………………………… 8 填料壓緊裝置……………… ……………………………………………… 8 液體再分布裝置……………………………………………………………… 8 4. 設(shè)計一覽表…………………………………………………………………… 9 5. 后記……………………………………………………………………………… 10 6. 參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………… 10 7. 主要符號說明…………………………………………………………………… 10 8. 附圖（工藝流程簡圖、主體設(shè)備設(shè)計條件圖） 1． .設(shè)計方案簡介 1． 1 設(shè)計方案的確 定 1． 1． 1 裝置流程的確定 ： 用水吸收 NH3 屬高溶解度的吸收過程，為提高傳質(zhì)效率和分離效率，所以，本實驗選用逆流吸收流程。 填料吸收塔設(shè)計任務(wù)書 1 設(shè)計題目 試設(shè)計一座填料吸收塔，采用清水吸收混于空氣中的氨氣?；旌蠚怏w的處理量為____4300____m3/h，其中含氨為 ____6%____（體積分?jǐn)?shù)），混合氣體的進(jìn)料溫度為 25℃。 1． 1． 2 吸收劑的選擇 對填料吸收塔，其吸收裝置的流程主要有逆流操作、并流操作、吸收劑部分再循環(huán)操作、多塔串聯(lián)操作和串聯(lián) 并聯(lián)混合操作。 吸收過程是依靠氣體溶質(zhì)在吸收劑中的溶解來實現(xiàn)的，因此，吸收劑性能的優(yōu)劣，是決定吸收操作效果的關(guān)鍵之一，選擇吸收劑時應(yīng)著重考慮以下幾方面。 ②選擇性好，吸收劑對混合氣體的溶質(zhì)要有良好的吸收能力，而對其它組分不吸收或吸收甚微。 ③操作溫度下吸收劑的蒸汽壓要低，以為離開吸收設(shè)備的氣體往往被吸收劑所飽和，吸收劑的揮發(fā)度愈大，則在吸收和再生過程中吸收劑損失愈大。 ⑤具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性及熱穩(wěn)定性，以減少吸收劑的降解和變質(zhì)，尤其在使用化學(xué)吸收劑時。 用水吸收氨氣屬易溶解的吸收過程，為提高傳質(zhì)效率，選用逆流吸收流程，因用水作為吸收劑，且氨氣不作為產(chǎn)品，故采用純?nèi)軇? 填 料的選擇包括確定填料的種類，規(guī)格及材料。填料的材質(zhì)分為陶瓷、金屬和塑料三大類。 ②填料表面的安排合理，以防止填料表面的疊合和出現(xiàn)干區(qū)，同時有利于汽液兩 相在填料層中的均勻流動并能促進(jìn)汽液兩相的湍動和表面更新，從而使填料表面真正用于傳質(zhì)的有效面積增大，總體平均的傳 質(zhì)系數(shù)和推動力增高。潤濕性取決于填料的材質(zhì)，尤其是表面狀況。 1． 2． 2 壓降小，氣液通量大 ①填料的孔隙率ε大壓降就小，通量大。分離效率將變差。如果填料的表面積安排合理，可以緩解a 和ε的矛盾，達(dá)到最佳性能。 ③具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，陶瓷填料容易破碎，只有在強(qiáng)腐蝕性場合才采用。 ⑥不被固體雜物堵塞其表面不會結(jié)垢。在塑料散裝填料中，塑料階梯環(huán)填料的綜合性能較好，故選用 DN50 聚丙烯階梯環(huán)填料。由手冊查得， 20℃時水的有關(guān)物性數(shù)據(jù)如下： 密度為 ρ L= kg/m3 粘度為 μ L= Pa?S= kg/（ m?h） 表面張力為 σ L= dyn/cm=940896 kg/h2 NH3 在水中的擴(kuò)散系數(shù)為 DL= 109 m2/s= 106 m2/h 氣相物性的數(shù)據(jù) 混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為 Mvm= + 29= 混合氣體的平均密度為 ρ vm=混合氣體的粘度可近似取為空氣的粘度，查手冊得 20℃空氣的粘度為 μ v =105 Pa?S= kg/(m?h) 查手冊得 NH3 在空氣中的擴(kuò)散系數(shù)為 Dv= cm2/s= 氣相平衡數(shù)據(jù) 20℃時 NH3 在水中的溶解度系數(shù)為 H= kmol/(m3?kPa) 常壓下 20℃時 NH3 在水中的亨利系數(shù)為 E= kPa 相平衡常數(shù)為 m= E/P = 物料衡算 進(jìn)塔氣相摩爾比為 1 ???Y 出塔氣相摩爾比 2 ???Y 進(jìn)塔惰性氣相流量 hkmolV /)(20273 ?????? 該吸收過程屬低濃度吸收，平衡關(guān)系為直線，最小液氣比可按下式計算，即 )( ??????????????? Xx YYVL le 對純?nèi)軇┪者^程，進(jìn)塔液相組成為 X2=0 取操作液氣比為 ，即 )( min ???? VLVL hK m o lL /1 8 8 . 9 71 6 8 . 1 21 . 1 2 4 ?? )()( 2121 XXLYYV ??? )( 2211 ???? xL YYVX 填料塔的工藝尺寸的計算 塔徑的計算 氣相質(zhì)量流量 hV / ???? 液相質(zhì)量流量可近似按純水的流量計
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