1500立方小时某填料吸收塔的设计环境工程原理课程设计大型作业.doc

《环境工程原理》 大 型 作 业 题 目： 某填料吸收塔的设计 学 院： 专业名称： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 2013年月日 一、二、设计任务三、设计条件四、设计说明1、吸收剂的选择、填料塔的选择、流程图及流程说明五、工艺计算 1、物料衡算（确定塔顶、塔底的气液流量和组成）2、塔径的计算3、填料层高度的计算六、计算结果表七、主要符号说明八、总结10 九、参考文献大型作业是《环境工程原理》课程的一个总结性教学环节，是培养学生综合运用本门课程及有关选修课程的基本知识去解决某一设计任务的一次训练。在整个教学计划中，它也起着培养学生独立工作能力的重要作用。 大型作业不同于平时的作业，在设计中需要学生自己做出决策，即自己确定方案，选择流程，查取资料，进行过程和设备计算，并要对自己的选择做出论证和核算，经过反复的分析比较，择优选定最理想的方案和合理的设计。所以，大型作业是培养学生独立工作能力的有益实践。 通过大型作业,学生应该注重以下几个能力的训练和培养： 1. 查阅资料，选用公式和搜集数据(包括从已发表的文献中和从生产现场中搜集)的能力； 2. 树立既考虑技术上的先进性与可行性，又考虑经济上的合理性，并注意到操作时的劳动条件和环境保护的正确设计思想，在这种设计思想的指导下去分析和解决实际问题的能力； 3. 迅速准确的进行工程计算的能力； 4. 用简洁的文字，清晰的图表来表达自己设计思想的能力。 1、确定吸收流程； 2、物料衡算，确定塔顶、塔底的气液流量和组成； 3、选择填料、计算塔径、填料层高度、填料的分层、塔高的确定。 设计条件 、气体混合物成分：空气和氨； 、氨的含量：4.5％（体积）； 、混合气体流量： ④、操作温度：293K； 、混合气体压力：101.3KPa； 、回收率：99.5%。 、设计 1、吸收剂的选择 吸收过程是依靠气体溶质在吸收剂中的溶解程度来实现的，因此，吸收剂性能的优劣，是决定吸收剂操作效果的关键之一，选择吸收剂应着重考虑以下因素: （1）符合吸收过程对吸收剂的基本要求 选用散装填料，DN38mm聚丙烯阶梯环塔填料。该过程处理量不大，所用的塔直径不会太大，可选用38mm聚丙烯阶梯环塔填料，其主要性能参数如下： 比表面积a：132.5； 空隙率：0.91； 干填料因子： ．流程图及流程说明 五、工艺计算 对低浓度吸收过程，溶液的物性数据可近似取纯水的物性数据。混合气体的黏度可近似取为空气的黏度。 空气和水的物性常数如下： 空气： 水： 1、物料衡算 ①、进出塔的汽液相组成 V氨=0.045 V总 V空=0.955 V总 Y1=n氨/n空气=0.045/0.955=0.047 回收率 ∴ 查表知，20下氨在水中的溶解度系数 相平衡常数 则 ∴进塔气相摩尔比为： 出塔气相摩尔比为： 对于纯溶剂吸收过程，进塔液相组成为：(清水) ②、吸收剂用量 ∴ 取实际液气比为最小液气比的1.5倍，则吸收剂的用量为： 塔底输出液相摩尔比： 2、塔径计算 混合气体的密度 水的密度 采用贝恩-霍根泛点关联式计算泛点速度： 取泛点率为0.5，即空塔气速 圆整后取 填料规格校核： 3、填料层高度计算 查表知， 0，101.3 下，在空气中的扩散系数 由， 则293，101.3下，在空气中的扩散系数为 液相扩散系数 液体质量通量为 气体质量通量为 气相总传质单元数为： 气相总传质单元高度采用修正的恩田关联式计算： 查表知， 所以， 气膜吸收系数由下式计算： 液膜吸收系数由下式计算： 查表得： 则 由 由 设计取填料层高度为： 查表：对于阶梯环填料， 将填料层分为两段设置，每段5.815m，两段间设置一个液体再分布器。 六、计算结果表 清水吸收氨过程填料吸收塔计算数据 物料名称 吸收剂（清水） 混合气（空气和氨） 流量（mol/） 流体密度(kg/m3) 998.2 1.183 操作压力(kpa) 101.3 操作温度(K) 293 塔径(mm) 00 填料层高度(mm) 10 七、主要符号说明E—亨利系数， —气体的粘度， —平衡常数