化工原理填料塔课程研发设计.doc

化工原理课程设计 题 目： 填料吸收塔的设计 教 学 院： 化学与材料工程学院 专 业：应用化工技术2011级(1)班 学 号： 15 40 20 22 学生姓名： 罗全海 刘勇 万丽蓉 张硕 指导教师： 胡燕辉 屈媛 2013 年 6 月 14 日 目录 1 绪论 4 1.1吸收技术概况 4 1.2吸收过程对设备的要求及设备的发展概况 4 1.3吸收的应用概况 5 1.4设计方案介绍 5 1.5填料选择 6 1.5.1填料塔选择原则 6 1.5.2填料种类 7 1.6填料尺寸的的选择： 7 1.7填料材质的选择： 8 2 吸收塔的工艺计算 9 2.1 基础物性数据处理 9 2.1.1 液相物性数据 9 2.1.2气相物性数据 9 2.1.3气液平衡数据 9 2.1.4物料衡算 9 2.1.5 液气比的计算 10 2.1.6吸收剂的用量 11 2.2 塔径的计算及校核 11 2.2.1物性数据： 11 2.2.2 泛点气速、塔径的计算 12 2.2.3 数据校核 12 2.3 填料层高度的计算 13 2.3.1 传质单元高度计算 13 2.3.2 传质单元数的计算 15 2.3.3 总高度的计算 16 2.4流体力学参数计算 16 2.4.1 吸收塔的压力降 16 2.4.2 气体动能因子 17 2.4.3 吸收因子 17 3解吸塔工艺计算 17 3.1基础数据计算 17 3.1.1最小气液比及吸收剂用量 18 3.2塔径的计算及校核 18 3.2.1 塔径计算 18 3.2.2 数据校核 19 3.3 填料层高度的计算 20 3.3.1 传质单元高度计算 20 3.3.2传质单元数的计算 22 3.3.3 总高度的计算 22 3.4 流体力学参数的计算 23 3.4.1解吸塔的压力降 23 3.4.2气体动能因子 23 3.4.3解吸因子 24 3.5设计结果 24 3.5.1设计结果一览表 24 4附录 25 4.1主要符号说明： 25 4.2希腊字母： 25 参考文献 26 1 绪论 1.1吸收技术概况 气体吸收过程是化工生产中常用的气体混合物的分离操作，其基本原理是利用混合物中各组分在特定的液体吸收剂中的溶解度不同，实现各组分分离的单元操作。 实际生产中，吸收过程所用的吸收剂常需回收利用，故一般来说，完整的吸收过程应包括吸收和解吸两部分，因而在设计上应将两部分综合考虑，才能得到较为理想的设计结果。作为吸收过程的工艺设计，其一般性问题是在给定混合气体处理量、混合气体组成、温度、压力以及分离要求的条件下，完成以下工作： （1）根据给定的分离任务，确定吸收方案； （2）根据流程进行过程的物料和热量衡算，确定工艺过程中的物性参数； （3）依据物料及热量衡算进行过程的设备选型或设备设计； （4）绘制工艺流程图及主要设备的工艺条件图； （5）编写工艺设计说明书。1.2吸收过程对设备的要求及设备的发展概况 对于吸收过程，能够完成分离任务的塔设备有多种，如何从众多的塔设备中选择合适类型是进行工艺设计的首要任务。一般而言，吸收用塔设备与精馏过程所需要的塔设备具有相同的原则要求，用较小直径的塔设备完成规定的处理量，塔板或填料层阻力要小，具有良好的传质性能，具有合适的操作弹性，结构简单，造价低，便于安装、操作和维修等。 但是吸收过程，一般具有液气比大的特点，因而更适用填料塔。此外，填料塔阻力小，效率高，有利于过程节能。所以对于吸收过程来说，以采用填料塔居多。近年来随着化工产业的发展，大规模的吸收设备已经广泛用于实际生产当中。具有了很高的吸收效率，以及在节能方面也日趋完善。填料塔的工艺设计内容是在明确了装置的处理量，操作温度及操作压力及相应的相平衡关系的条件下，完成填料塔的工艺尺寸及其他塔内件设计。在今后的化学工业的生产中，对吸收设备的要求及效率将会有更高的要求，所以日益完善的吸收设备会逐渐应用于实际的工业生产中。 1.设计方案介绍 本设计为填料吸收塔，设计中说明吸收剂为洗油，被吸收的气体是含苯的煤气，且混合气中含苯的摩尔分数为.除了吸收塔以外，还需其他的辅助设备构成完整的吸收-吸塔。气液采用逆流流动，吸收剂循环再用，所设计的流程图如图所示。 图中左侧为吸收部分，混合气由塔底进入吸收塔，其中混合气中的苯被由塔顶淋下的洗油吸收后，由塔顶送出（风机在图中未画出来）。富液从富油贮罐由离心泵送往右侧的吸部分。吸常用的方法是溶液升温以减小气体溶质的溶解度。故用换热器使送去的富油和吸的贫油相互换热。换热而升温的富油进入吸塔的顶部，塔底通入过热蒸汽，将富油中的苯逐出，并带出塔顶，一