目錄 i
摘要 iii
第1章緒論 1
1.1吸收技術概況 1
1.2吸收裝置的發展 1
1.3吸收在工業生產中的應用 2
第2章設計方案 3
2.1 吸收劑的選擇 3
2.2 吸收流程的選擇 3
2.3吸收塔裝置及填料的選擇 4
2.4 吸收引數的選擇 5
第3章吸收塔的工藝計算 6
3.1 基礎物性資料 6
3.1.1 液相物性資料 6
3.1.2 氣相物性資料 6
3.1.3 氣液相平衡資料 6
3.2 物料衡算 7
3.3 填料塔的工藝尺寸的計算 7
3.3.1 塔徑的計算 7
3.3.2 填料塔填料層高度的計算 9
3.4 塔附屬高度的計算 12
3.5 液體初始分布器和再分布器的選擇與計算 12
3.5.1 液體分布器 12
3.5.2 液體再分布器 12
3.5.3 塔底液體保持管高度 13
3.6 其他附屬塔內件選擇的選擇 13
3.7 吸收塔的流體力學引數計算 13
3.7.1 吸收塔的壓力降 13
3.7.2 吸收塔的泛點率 14
3.7.3 氣體動能因子 14
3.8 附屬裝置的計算與選擇 15
3.8.1 離心幫浦的選擇與計算 15
3.8.2 吸收塔的主要接管尺寸的計算 16
結論 18
主要符號說明 19
主要參考文獻 20
附錄 21
結束語 23
教師評語 24
氣液兩相的分離是通過它們密切的接觸進行的，在正常操作下，氣相為連續相而液相為分散相，氣相組成呈連續變化，氣相中的成分逐漸被分離出來，屬微分接觸逆流操作過程。填料塔具有較高的分離效率，因此根據丙酮和空氣的物理性質和化學性質分析，應該採用填料塔來分離氣相中的丙酮。
本次設計任務是針對二元物係的吸收問題進行分析、設計、計算、核算、繪圖，是較完整的吸收設計過程，並通過對填料塔及其填料的計算，可以得出填料塔和填料及附屬裝置的各種設計引數。由於此分離技術較成熟分離效率也很高所以在工程應用上特別廣。
關鍵詞：純水、丙酮、填料、填料塔、填料層高度
在化學工業中，經常需將氣體混合物中的各個組分加以分離，其目的是：
1）**或捕獲氣體混合物中的有用物質，以製取產品；
2）除去工藝氣體中的有害成分，使氣體淨化，以便進一步加工處理；或除去工業放空尾氣中的有害物，以免汙染大氣。
實際過程往往同時兼有淨化與**雙重目的。
氣體混合物的分離，總是根據混合物中各組分間某種物理性質和化學性質的差異而進行的。根據不同性質上的差異，可以開發不同的分離方法。吸收操作僅為其中之一，它根據混合物各組分某種溶劑中溶解度的不同而達到分離的目的。
在化工生產中所處理的原料、中間產物、粗產品等幾乎都是混合物，而且大部分是均相物係。為了進一步加工和使用長需將這些混合物分離為較純淨或者幾乎純態的物質。對於均相物係必須要造成乙個兩項物係，利用遠物系中各組分間某物性的差異而使其中某個組分從一相轉到另一相，以達到分離的目的。
是分離混合物於是當的液體接觸，氣體中的乙個或者幾個組分溶解於液體中，不能溶解的組分仍保留在氣相中，於是的得到了分離。這種利用各組分在溶液中溶解度的差異使氣體中不同組分分離的操作稱為吸收。
吸收塔是完成吸收操作的裝置，塔裝置的主要作用是為了氣液兩相提供充分接觸的表面，使相間的傳質與傳熱過程能夠充分有效的進行，並能使接觸之後的氣液兩相及時分離並並不夾帶。
工業中啥用的吸收塔的主要型別有板式塔、填料塔、湍球塔、噴灑塔和噴射式吸收器等。其中最常用的有填料塔與板式塔。
填料塔是使用最廣泛的一種塔形，填料塔由填料塔內件及塔體結構組成。填料塔中裝有如瓷環之類的填料，氣體接觸在填料中進行。它的優點是生產能力大，分離效率高，阻力小，操作彈性大，結構簡單，易用耐磨腐蝕材料，造價低。
缺點是塔徑大氣液兩相接觸易不均勻，效率低。
板式塔是由乙個圓筒形外殼及其中裝置若干塊水平塔板構成，板式塔中裝有篩孔塔板，氣液兩相在塔板上鼓泡進行接觸。
氣體吸收在化工生產中的應用大致有以下幾種。
(1) 製備液體產品。如用水吸收hcl氣體製備鹽酸等。
(2) 分離、淨化或者精製氣體。如用水脫除合成氨原料其中的,用丙酮脫除室友裂解氣中的乙炔等。
(3) **有用物質。工藝尾氣中含有一些有價值的物質。通過吸收可以為這些物質找到新的用途，如用洗油脫除焦爐氣中苯、甲苯等芳香烴的操作。
(4) 出去工業尾氣中的有害組分，達到環保的目的。例如出去尾氣中的,等，以免大氣汙染。隨著工業的發展要求工業尾氣中的有害組分的含量越來越少。
吸收是氣體溶質在吸收劑中溶解的過程。因此，吸收劑效能的優劣往往是決定吸收效果的關鍵。選擇吸收劑應注意以下幾點。
(1) 溶解度吸收劑對溶質組分的溶解度越大，這樣隊譽一定量的混合氣體所需的吸收劑的用量可以少，同時因溶解度大，溶質的平衡分壓低，吸收過程的推動力大，傳質速率高，吸收裝置尺寸可以減少。
(2) 吸收劑應對溶質具有良好的選擇性，即對溶質的溶解度大，而對混合氣中其他組分的溶解度小。
(3) 混合氣中溶質的濃度不同。應選用不同的吸收劑，當溶質濃度較高時可選用物理吸收劑，溶解其中的大部分溶質；當溶解度較低時可選不用一種與溶質發生快速反應的化學吸收劑；當溶質濃度更低時，應選用一種能與溶質發生不可逆反應的化學吸收劑，但是其**較貴，還可以產生固體物質。
(4) 吸收劑的揮發度要小，以減少吸收過程中的損耗。
(5) 若吸收液不是產品則其中的吸收劑影視易解吸而再生迴圈使用。
(6) 吸收劑的黏度要小，有利於氣液兩相接觸良好，提高傳質速率。
(7) 吸收應具有化學穩定性，不易燃，無腐蝕性，無毒，儀的，價廉等優點。
1.氣體吸收過程通常按以下方法分類。
(1) 單組分吸收與多組分吸收: 吸收過程按被吸收組分數目的不同，可分為單組分吸收和多組分吸收。若混合氣體中只有乙個組分進入液相，其餘組分不溶（或微溶）於吸收劑，這種吸收過程稱為單組分吸收。
反之，若在吸收過程中，混合氣中進入液相的氣體溶質不止乙個，這樣的吸收稱為多組分吸收。
(2) 物理吸收與化學吸收: 在吸收過程中，如果溶質與溶劑之間不發生顯著的化學反應，可以把吸收過程看成是氣體溶質單純地溶解於液相溶劑的物理過程，則稱為物理吸收。相反，如果在吸收過程中氣體溶質與溶劑(或其中的活潑組分)發生顯著的化學反應，則稱為化學吸收。
(3) 低濃度吸收與高濃度吸收: 在吸收過程中，若溶質在氣液兩相中的摩爾分率均較低（通常不超過0.1），這種吸收稱為低濃度吸收；反之，則稱為高濃度吸收。
對於低濃度吸收過程，由於氣相中溶質濃度較低，傳遞到液相中的溶質量相對於氣、液相流率也較小，因此流經吸收塔的氣、液相流率均可視為常數。
(4) 等溫吸收與非等溫吸收: 氣體溶質溶解於液體時，常由於溶解熱或化學反應熱，而產生熱效應，熱效應使液相的溫度逐漸公升高，這種吸收稱為非等溫吸收。若吸收過程的熱效應很小，或雖然熱效應較大，但吸收裝置的散熱效果很好，能及時移出吸收過程所產生的熱量，此時液相的溫度變化並不顯著，這種吸收稱為等溫吸收。
2.吸收裝置的流程主要有以下幾種。
（1）逆流操作氣相自塔底進入塔頂排出，液相自塔頂進入塔底排出，此即逆流操作。逆流操作的特點是，傳質平均推動力大，傳質速率快，分離效率高，吸收劑利用率高。工業生產中多採用逆流操作。
（2）並流操作氣液兩相均從塔頂流向塔底，此即並流操作。並流操作的特點是，系統不受液流限制，可提高操作氣速，以提高生產能力。並流操作通常用於以下情況：
當吸收過程的平衡曲線較平坦時，流向對推動力影響不大；易溶氣體的吸收或處理的氣體不需要吸收很完全；吸收劑用量特別大，逆流操作易引起液泛。
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