化工原理课程设计乙醇水填料吸收塔设计.doc

目 录 第一章 概述 2 1.1吸收的目的 2 1.2吸收塔的用途 2 1.3设计方案的确定 3 第二章 填料吸收塔概况 5 2.1 填料吸收塔基本结构 5 2.2 流向选择 6 2.3 吸收剂的选择 6 2.4 填料的相关内容 7 第三章 基本数据 10 3.1操作条件 10 3.2相关物性参数 10 3.3 设计参数 10 3.3基本数据换算 10 第四章 塔高、塔径及压降的计算 11 4.1 乙醇-水气液平衡相图 11 4.2 吸收剂用量、塔径、压降及填料层高度的计算 11 ? 填料塔选用25mm瓷质鲍尔环 14 ? 液体喷淋密度核算 16 3． 填料层高度计算 16 ? 求气相总传质单元数：脱吸因素法 16 ? 求传质单元高度计算：恩田公式法 18 ? 填料层压降计算 22 第五章 塔的结构设计 23 5.1筒体的设计 23 5.2 封头的设计 23 5.3除沫器的设计 24 5.4 液体进料管的设计 25 5.5 喷淋装置的设计 26 5.6 法兰的设计 27 5.7 填料板压板的设计 27 5.8填料支撑装置的设计 27 5.9手孔的设计 27 5.10吸收塔支座设计 28 5.11气体进料管设计 28 5.12液体出料管设计 28 5.13气体出料管设计 29 5.14泵的选择 29 第六章 填料吸收塔主要尺寸 30 设计小结 31 致谢 32 参考文献： 32 附表 33 第一章 概述 1.1吸收的目的 在化学工业中，经常需将气体混合物中的各个组分加以分离，其目的是： （1）回收或捕获气体混合物中的有用物质，以制取产品； （2）除去工艺气体中的有害成分，使气体净化，以便进一步加工处理，或除去工业放空尾气的有害物质，以免污染大气。 1.2吸收塔的用途 塔设备是炼油、化工、石油化工等生产中广泛应用的气液传质设备。根据塔内气液接触部件的结构型式，可分为板式塔与填料塔两大类。按气﹑液两相接触方式的不同可将吸收设备分为级式接触与微分接触两大类，填料塔即为微分接触式气液传质设备。板式塔内设置一定数量塔板，气体以泡沫或喷射形式穿过板上液层进行物质和热传递，气液相组成呈阶梯变化，属逐级接触逆流操作过程。填料塔内装有一定高度的填料层，液体自塔顶沿填料表面下流，气体逆流向上（也有并流向下者）与液相接触进行质热传递，气液相组成沿塔高连续变化，属微分接触操作过程。 工业上对塔设备的主要要求：（1）生产能力大；（2）传质、传热效率高；（3）气流的摩擦阻力小；（4）操作稳定，适应性强，操作弹性大；（5）结构简单，材料耗用量小；（6）制造安装容易，操作维修方便。此外还要求不易堵塞、耐腐蚀等。 实际上，任何塔设备都难以满足上述所有要求，因此，设计者应根据塔型特点、物系性质、生产工艺条件、操作方式、设备投资、操作与维修费用等技术经济评价以及设计经验等因素，依矛盾的主次，综合考虑，选择适宜的塔型。 填料塔具有结构简单、压降低、填料易用耐腐蚀材料制造等优点。本次课程设计吸收设备采用填料塔进行操作。 1.3设计方案的确定 确定设计方案总的原则是在可能的条件下，尽量采用科学技术上的必威体育精装版成就，使生产达到技术上最先进、可行性设计方案应充分考虑符合国情和因地制宜原则，流程布置和设备结构不应超出一般土建要求和机械加工能力（1）应对市场情况作适当的综合分析，估计产品目前和将来的市场需求；（2）设计应符合能量充分有效合理利用和节能原则，符合经常生产费用和设备投资费用的综合核算最经济原则，符合有用物料高回收率、低损耗率原则，也即近代所提出的“优构低耗高效”原则。先进性 应对目前工厂生产上和设备上存在的问题提出改进方案和改进措施，并尽可能采用国内外必威体育精装版技术成果可靠性和稳定性 现代化生产应优先考虑运行的安全可靠和操作的稳定易控这一原则。不得采用缺乏可靠性的不成熟技术和设备，不得采用难以控制或难以保证安全生产的技术和设备。第二章 填料吸收塔概况 2.1 填料吸收塔基本结构 混合气体从塔底侧的进气管进气，经过填料支撑板上升至填料层，液体从液体进液塔自塔顶均匀淋下并沿填料表面下流，气体经过填料间的空隙上升与液体作连续的逆流接触。在填料层中，气体中的可溶组分不断的被吸收，其浓度自下而上连续的降低；液体则相反，其中可溶组分的浓度则由上而下连续的增高。气体经过塔顶的出气管排出，液体则自塔底的出料管排出。 图2-1 填料塔结构简图 2.2 流向选择 在两相进﹑出口摩尔分数相同情况下，逆流时的对数平均推动力必大于并流，故就吸收过程本身而言逆流优于并流。但是，就吸收设备而言，逆流操作时流体的下流受到上升气体的作用力；这种曳力过大时会妨碍液体的顺利流下，因而限制了吸收塔所允许的液体流率和气体流率，这是逆流的缺点。 为使过程具有最大的推动力，一般吸收操作采用逆流吸