水吸收丙酮填料吸收塔的設計

吉林化工學院

化工原理課程設計

題目水吸收丙酮填料吸收塔的設計

教學院化工與生物技術學院

專業班級生工1101

學生姓名

學生學號 11130117

指導教師張衛華

2023年12月 19 日

課程設計任務書

1、設計題目：水吸收丙酮過程填料吸收塔的設計；

試設計一座填料吸收塔，用於脫除混於空氣中的丙酮氣體。混合氣體的處理量為1550（m3/h），其中含空氣為96％，丙酮氣為4％（mol分數），要求丙酮**率為98％（mol分數），採用清水進行吸收，吸收劑的用量為最小用量的1.5倍。

（25c°下該系統的平衡關係為y＝1.75x）

2、工藝操作條件：

（1）操作平均壓力常壓

（2）操作溫度 t=25℃

（3）填料型別及規格自選。

3、設計任務：

完成吸收工藝設計與計算，有關附屬裝置的設計和選型，繪製吸收系統的工藝流程圖和吸收塔的工藝條件圖，編寫設計說明書。

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

1.3.1 吸收的應用4

1.3.2 塔裝置在化工生產中的作用和地位4

1.3.3化工生產對塔裝置的要求5

第2章設計方案6

2.1吸收劑的選擇6

2. 2吸收工藝流程的確7

2.2.1吸收工藝流7

2.2.2吸收工藝流程圖及工藝過程說明8

2.3吸收塔裝置及填料的選擇 8

2.3.1吸收塔的裝置選擇8

2.3.2填料的選擇9

2.4操作引數的選擇10

2.4.1操作溫度的選擇10

2.4.2操作壓力的選擇10

第3章吸收塔的工藝計算11

3.1基礎物性資料 11

3.1.1液相物性資料11

3.1.2氣相物性資料11

3.2物料衡算 12

3.3填料塔的工藝尺寸的計算 12

3.3.1塔徑的計算12

3.3.2泛點率校核13

3.3.3填料規格校核13

3.3.4液體噴淋密度校核13

3.4填料塔填料高度計算 14

3.4.1傳質單元高度計算14

3.4.2傳質單元數的計算15

3.4.3填料層高度的計算16

3.5填料塔附屬高度計算16

3.6液體分布器計算和再分布器的選擇和計算 16

3.6.1液體分布器16

3.6.2布液孔數17

3.6.3 液體保持管高度18

3.7其他附屬塔內件的選擇 18

3.7.1液體分布器19

3.7.2液體再分布器19

3.7.3填料支承板19

3.7.4填料壓板與床層限制板20

3.7.5氣體進出口裝置與排液裝置20

3.8吸收塔的流體力學引數的計算 21

3.8.1吸收塔的壓力降21

3.8.2吸收塔的泛點率22

3.8.3氣體動能因子22

3.9附屬裝置的計算與選擇 23

3.9.1離心幫浦的選擇與計算23

3.9.2進出管工藝尺寸的計算舉例23

工藝設計計算結果彙總與主要符號說明25

對設計過程的評述和有關問題的討論28

參考文獻29

結束語30

吸收是利用混合氣體中各組分在液體中的溶解度的差異來分離氣態均相混合物的一種單元操作。在化工生產中主要用於原料氣的淨化，有用組分的**等。

填料塔是氣液呈連續性接觸的氣液傳質裝置。塔的底部有支撐板用來支撐填料，並允許氣液通過。支撐板上的填料有整砌和亂堆兩種方式。

填料層的上方有液體分布裝置，從而使液體均勻噴灑於填料層上。

本次化工原理課程設計的目的是根據設計要求採用填料吸收塔的方法處理含有二氧化硫的混合物，使其達到排放標準。在設計中,主要以水吸收混合氣中的二氧化硫，在給定的操作條件下對填料吸收塔進行物料衡算。本次設計包括設計方案的選取，主要裝置的工藝設計計算——物料衡算、裝置的結構設計和工藝尺寸的設計計算，工藝流程圖，主要裝置的工藝條件圖等內容。

關鍵詞：水填料塔吸收丙酮低濃度

在化工生產中,經常要處理各種原料、中間產物、粗產品。這些物料幾乎都是混合物,而且大部分都是均相物係,往往不能滿足生產要求,需要把它們分離成較為純淨的物質。為了實現這種分離,常利用均相物係中不同組分的某種性質差異,使其中的一種組分(或幾種組分),在分離裝置所提供的兩相物係介面上,通過充分的接觸,從一相轉移到另一相,其它組分仍保留在原物系中,從而實現了分離。

這種分離是物質在相際間的轉移過程,即物質傳遞過程,也是化工生產中的單元操作。吸收就是這種以物質分離為目的的單元操作。

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