化工原理课程研发设计填料吸收塔研发设计.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 学生姓名： 罗全海 指导教师： 胡燕辉 屈媛 2013年 6 月 14 日 目录 1 绪论 1 1.1吸收技术概况 1 1.2吸收过程对设备的要求及设备的发展概况 1 1.3吸收的应用概况 2 2 课程设计任务 2 2.1设计内容 2 2.1.1工艺条件与数据 2 2.1.3 设计内容 3 2.1.4进度安排 3 2.2设计要求 3 2.3设计方案介绍 3 3填料选择 5 3.1填料塔选择原则： 5 3.2填料种类 5 3.3填料尺寸的的选择： 6 3.4填料材质的选择： 6 4 吸收塔的工艺计算 7 4.1 基础物性数据处理 7 4.1.1 液相物性数据 7 4.1.2气相物性数据 7 4.1.3气液平衡数据 8 4.1.4物料衡算 8 4.1.5 液气比的计算 9 4.1.6吸收剂的用量 9 4.2 塔径的计算及校核 10 4.2.1物性数据： 10 4.2.2 泛点气速、塔径的计算 10 4.2.3 数据校核 11 4.3 填料层高度的计算 12 4.3.1 传质单元高度计算 12 4.3.2 传质单元数的计算 14 4.3.3 总高度的计算 14 4.4流体力学参数计算 15 4.4.1 吸收塔的压力降 15 4.4.2 气体动能因子 16 4.4.3 吸收因子 16 5解吸塔工艺计算 16 5.1基础数据计算 16 5.1.1最小气液比及吸收剂用量 17 5.2塔径的计算及校核 17 5.2.1 塔径计算 17 5.2.2 数据校核 18 5.3 填料层高度的计算 19 5.3.1 传质单元高度计算 19 5.3.2传质单元数的计算 21 5.3.3 总高度的计算 22 5.4 流体力学参数的计算 22 5.4.1解吸塔的压力降 22 5.4.2气体动能因子 23 5.4.3解吸因子 23 5.5设计结果 24 5.5.1设计结果一览表 24 6附录 24 6.1主要符号说明 24 6.2希腊字母： 25 6.3参考文献 25 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。 1.2 课程设计任务 2.1设计内容 1.1工艺条件与数据 煤气中含苯2%（摩尔分数），煤气分子量为19；吸收塔底溶液含苯≥0.15%（质量分数）；吸收塔气-液平衡y*=0.125x；解吸塔气-液平衡为y*=3.16x；吸收回收率≥95%；吸收剂为洗油，分子量260，相对密度0.8；生产能力为每小时处理含苯煤气2000m3；冷却水进口温度＜25℃，出口温度≤50℃。 2. 操作条件 吸收操作条件为：1atm、27℃，解吸操作条件为：1atm、120℃；连续操作；解吸气流为