水吸收氨填料塔課程設(shè)計(jì)

1、精品好資料學(xué)習(xí)推薦 1 / 20 目錄目錄 1 1、概述、概述3 1、1 吸收技術(shù)概況3 1、2 填料塔概況4 1、3 設(shè)計(jì)方案簡介5 2 2、工藝計(jì)算、工藝計(jì)算6 2、1 基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)6 2.1.1 液相數(shù)據(jù)6 2.1.2 氣相數(shù)據(jù)7 2.1.3 氣液相平衡數(shù)據(jù)7 2.1.4 物料衡算7 2.2 填料塔的工藝尺寸的計(jì)算14 2.2.1 塔徑的計(jì)算14 2.2.2 填料層高度計(jì)算15 2.2.3 填料層壓降計(jì)算18 2.2.4 液體分布器簡要設(shè)計(jì)18 3.3.輔助設(shè)備的計(jì)算及選型輔助設(shè)備的計(jì)算及選型19 3.1 吸收塔的主要接管尺寸的計(jì)算19 3.2 氣體進(jìn)出口壓降19 3.3 離心泵的選擇與

2、計(jì)算19 4.4.設(shè)計(jì)一覽表設(shè)計(jì)一覽表20 5.5.總結(jié)總結(jié)21 精品好資料學(xué)習(xí)推薦 2 / 20 1、概述、概述 1、1 吸收技術(shù)概況 在化學(xué)工業(yè)中，經(jīng)常需要將氣體混合物中的各個(gè)組分加以分離，其主要目的是 回收氣體混合物中的有用物質(zhì)，以制取產(chǎn)品，或除去工藝氣體中的有害成分，使氣 體凈化，以便進(jìn)一步加工處理，或除去工業(yè)放空尾氣中的有害成分，以免污染空氣。 吸收操作是氣體混合物分離方法之一，它是根據(jù)混合物中各組分在某一種溶劑中溶 解度不同而達(dá)到分離的目的。 氨是化工生產(chǎn)中極為重要的生產(chǎn)原料，但是其強(qiáng)烈的刺激性氣味對(duì)于人體健康 和大氣環(huán)境都會(huì)造成破壞和污染，因此，為了避免化學(xué)工業(yè)產(chǎn)生的大量的含有氨

3、氣 的工業(yè)尾氣直接排入大氣而造成空氣污染，需要采用一定方法對(duì)于工業(yè)尾氣中的氨 氣進(jìn)行吸收，本次化工原理課程設(shè)計(jì)的目的是根據(jù)設(shè)計(jì)要求采用填料吸收塔吸收的 方法來凈化含有氨氣的工業(yè)尾氣，使其達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)采用填料塔進(jìn)行吸收操 作是因?yàn)樘盍峡梢蕴峁┚薮蟮臍庖簜髻|(zhì)面積而且填料表面具有良好的湍流狀況，從 而使吸收過程易于進(jìn)行，而且，填料塔還具有結(jié)構(gòu)簡單、壓降低、填料易用耐腐蝕 材料制造等優(yōu)點(diǎn)，從而可以使吸收操作過程節(jié)省大量人力和物力。 吸收操作廣泛地用于氣體混合物的分離，其在工業(yè)上的具體應(yīng)用大致有以下幾 種： （1）原料氣的凈化。為出去原料氣中所含的雜質(zhì)，吸收可說是最常見的方法。 就雜質(zhì)的濃度來說，

4、多數(shù)很底，但因?yàn)槲：Υ蠖砸蟾叩膬艋?。例如用水或堿 液脫除合成氨原料氣中的二氧化碳，用丙酮脫除裂解氣中的乙炔等。 （2）有用組分的回收。如從合成氨廠的放空氣中用水回收氨；從焦?fàn)t煤氣中以 洗油回收粗苯（包括苯、甲苯、二甲苯等）蒸氣和從某寫干燥廢氣中回收有機(jī)溶劑 蒸氣等。 （3）某些產(chǎn)品的制取。將氣體中需用的成分以指定的溶劑吸收出來，成為溶液 態(tài)的產(chǎn)或半成品。如制酸工業(yè)中從含鹽酸、氮氧化物、三氧化硫的氣體制取鹽酸、 硝酸、硫酸；在甲醇|（乙醇）蒸氣經(jīng)氧化后，用水吸收以制成甲醛（乙醛）半成品 等。 （4）廢氣的治理。很多工業(yè)廢氣中含有二氧化硫、氮氧化物（主要是一氧化氮 及二氧化氮） 、汞蒸氣等有

5、害成分雖然濃度一般很底，但對(duì)人體和環(huán)境的危害甚大而 必須進(jìn)行治理。這類環(huán)境保護(hù)問題在我國已愈來愈受重視。選擇適當(dāng)?shù)墓に嚭腿軇?進(jìn)行吸收，是廢氣治理中應(yīng)用教廣的方法。 精品好資料學(xué)習(xí)推薦 3 / 20 當(dāng)然，以上目的有時(shí)也難于截然分開，如干燥廢氣中的有機(jī)溶劑，能回收下 來就很有價(jià)值，任其排放則會(huì)然大氣。 1、2 填料塔概況 填料塔的塔身是一直立式圓筒，底部裝有填料支承板，填料以亂堆或整砌的方 式放置在支承板上。 填料的上方安裝填料壓板，以防被上升氣流吹動(dòng)。液體從塔頂經(jīng)液體分布器噴 淋到填料上，并沿填料表面流下。氣體從塔底送入，經(jīng)氣體分布裝置（小直徑塔一 般不設(shè)氣體分布裝置）分布后，與液體呈逆流連

6、續(xù)通過填料層的空隙，在填料表面 上，氣液兩相密切接觸進(jìn)行傳質(zhì)。填料塔屬于連續(xù)接觸式氣液傳質(zhì)設(shè)備，兩相組成 沿塔高連續(xù)變化，在正常操作狀態(tài)下，氣相為連續(xù)相，液相為分散相。當(dāng)液體沿填 料層向下流動(dòng)時(shí)，有逐漸向塔壁集中的趨勢(shì)，使得塔壁附近的液流量逐漸增大，這 種現(xiàn)象稱為壁流。壁 流效應(yīng)造成氣液兩相在填料層中分布不均，從而使傳質(zhì)效率下降。因此，當(dāng)填 料層較高時(shí)，需要進(jìn)行分段，中間設(shè)置再分布裝置。液體再分布裝置包括液體收集 器和液體再分布器兩部分，上層填料流下的液體經(jīng)液體收集器收集后，送到液體再 分布器，經(jīng)重新分布后噴淋到下層填料上。 該設(shè)計(jì)填料塔中，氨氣和空氣混合氣體，經(jīng)由填料塔的下側(cè)進(jìn)入填料塔中，與

7、 從填料塔頂流下的水逆流接觸，在填料的作用下進(jìn)行吸收。經(jīng)吸收后的混合氣體由 塔頂排除，吸收了氨氣的水由填料塔的下端流出。 1.3 設(shè)計(jì)方案簡介 本次設(shè)計(jì)采用逆流操作：氣相自塔低進(jìn)入由塔頂排出，液相自塔頂進(jìn)入由塔底 排出，即逆流操作。 逆流操作的特點(diǎn)是：傳質(zhì)平均推動(dòng)力大，傳質(zhì)速率快，分離效率高，吸收劑利 用率高。工業(yè)生產(chǎn)中多采用逆流操作。 吸收劑的選擇： 吸收過程是依靠氣體溶質(zhì)在吸收劑中的溶解來實(shí)現(xiàn)的，因此，吸收劑性能 的優(yōu)劣，是決定吸收操作效果的關(guān)鍵之一，選擇吸收劑時(shí)應(yīng)著重考慮以下幾方面： (1)溶解度 吸收劑對(duì)溶質(zhì)組分的溶解度要大，以提高吸收速率并減少吸收劑的 用量。 (2)選擇性 吸收劑對(duì)

8、溶質(zhì)組分要有良好的吸收能力，而對(duì)混合氣體中其他 組分不吸收或吸收甚微，否則不能直接實(shí)現(xiàn)有效分離。 (3)揮發(fā)度要低 操作溫度下吸收劑的蒸氣壓要低，以減少吸收和再生過程中吸 收劑的揮發(fā)損失。 (4)黏度 吸收劑在操作溫度下的黏度越低，其在塔內(nèi)的流動(dòng)性越好，有助于傳 質(zhì)速率和傳熱速率的提高。 精品好資料學(xué)習(xí)推薦 4 / 20 (5)其他 所選用的吸收劑應(yīng)盡可能滿足無毒性、無腐蝕性，不易燃易爆、不發(fā) 泡、冰點(diǎn)低、價(jià)廉易得以及化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等要求。 工業(yè)常用吸收劑 溶質(zhì) 溶劑溶質(zhì)溶劑 氨水、硫酸丙酮蒸汽水 氯化氫水二氧化碳水、堿液 二氧化硫水硫化氫堿液、有機(jī)溶劑 苯蒸汽煤油、洗油一氧化碳銅氨液 塔填料（

9、簡稱為填料）是填料塔的核心構(gòu)件，它提供了氣、液兩相相接觸傳質(zhì) 與傳熱的表面，其性能優(yōu)劣是決定填料塔操作性能的主要因素。填料的比表面積越 大，氣液分布也就越均勻，傳質(zhì)效率也越高，它與塔內(nèi)件一起決定了填料塔的性質(zhì)。 因此，填料的選擇是填料塔設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。 填料的種類很多根據(jù)裝填方式的不同，可分為散裝填料和規(guī)整填料兩大類。 本次采用散裝填料。 階梯環(huán)一般由塑料和金屬制成，由于其性能優(yōu)于其它側(cè)壁上開孔的填料，因此 獲得廣泛的應(yīng)用。 因此本次設(shè)計(jì)選用階梯環(huán)。 工業(yè)塔常用的散裝填料主要有 Dn16Dn25Dn38 Dn76 等幾種規(guī)格。填料的塔徑 與填料公稱直徑比值 D/d 的推薦值。 填料種類D/d

10、的推薦值 拉西環(huán)D/d2030 鞍環(huán)D/d15 鮑爾環(huán)D/d1015 階梯環(huán)D/d8 環(huán)矩鞍D/d8 選用 50mm 聚丙烯階梯環(huán)塔填料。其主要性能參數(shù)查表得： 精品好資料學(xué)習(xí)推薦 5 / 20 比表面積 a：114.2 32 /mm 空隙率：0.927 填料因子： 1 89m 表2.1 國內(nèi)階梯環(huán)特性數(shù)據(jù) 材 質(zhì) 塑 料 外徑 d，m m 25 38 50 76 外徑高厚 dH 2517.51.4 38191 50301.5 76373 比表面積 at，m2/m3 228 132.5 114.2 89.95 空隙率 ，m3/m 3 0.90 0.91 0.927 0.929 個(gè)數(shù) n，個(gè) /

11、m3 81500 27200 9980 3420 堆積密度 p，kg/m 3 97.8 57.5 76.8 68.4 干填料因子 at/3，m-1 313 175.6 143.1 112 填料因子 ，m-1 240 120 80 72 2、工藝計(jì)算、工藝計(jì)算 2、1 基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù) 2.1.1 液相數(shù)據(jù) 水的密度： 3 998.2/ l kg m 0.001.3.6/. l pa skg m h黏度： 表面張力： 2 72.6/940896/dyn cmkgh 3 3 20:0.725/CNHHkmol mkpa 62 3 20:7.34 10/ l CNHDmh 22 3 20:0.225/

12、v CNHDcmsmh 的微分溶解熱：34738J/mol 3 NH 2.1.2 氣相數(shù)據(jù) 1.混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為： 0.15 0.170.852927.2/ VMii My mkg kmol 精品好資料學(xué)習(xí)推薦 6 / 20 2.混合氣體密度： 33 3 101.325 1027.2 10 1.0586/ 8.314313.15 v PM kg m RT 3.混合氣體黏度可近似取為空氣黏度。 查手冊(cè)得 40空氣黏度：C 6 19.1 100.0688/ v pa skg m h : 2.1.3 氣液相平衡數(shù)據(jù) 已知 20下氨在水中的溶解度系數(shù)C )/(725.0 3 kpamkmolH

13、 亨利系數(shù)相平衡常數(shù) S L HM E 754 . 0 3 . 10102.18725. 0 2 .998 PHM P E m S L E亨利系數(shù) H溶解度系數(shù) Ms相對(duì)摩爾質(zhì)量 m相對(duì)平衡常數(shù) 2.1.4 物料衡算 水吸收氨氣平衡關(guān)系 11 ()() nnLnn xxCtt 11 () nnnn L ttxx C 1nn L ttx C (0.0030.005)x : CL水在塔溫度 tm=(塔頂+塔底)/2 下的比熱 =（20+273.15+40+273.15）/2 下的比熱 = 303.15k = 30C 下的比熱 在 30C 下的比熱：查表得 4.174kJ/(kgk) L C =4.

14、174*18=75.132kJ/kmolk=75.132J/mol K :氨氣的微分溶解熱 =34738J/mol 水溶液的亨利系數(shù)-溫度關(guān)聯(lián)式 lgE=11.468-1922/T 單位 E: Pa T：k * , * * 1* E mymx P y Y y L C tEmyY x 精品好資料學(xué)習(xí)推薦 7 / 20 取值：0.005，也有固定值：=x L x C 34748 *0.0052.31246 75.132 當(dāng) x=0， =0.005 時(shí)，lgE=11.468- =4.9116 x 1922 273.1520 E=81588.61pa=0.8059atm 0.8059 0 0 0 E

15、m P ymx 1 y Y y Y X m 當(dāng) x=0.005 時(shí)，(20+273.15)+2.31246=295.46k 21 L ttx C lgE=11.468-=4.9629 E=91812.12pa=0.9062atm0.9062 1922 295.46 E m P 4.5309*4.5515*5.0226*ymx 3 10 1 y Y y 3 10 Y X m 3 10 當(dāng) x=0.01 時(shí)，295.46+2.31246=297.77k 32 L ttx C lgE=11.468-=5.0134 E=103133.56pa=1.0179atm 1922 297.77 1.0179

16、0.0102 0.0103 0.0101 E m P ymx 1 y Y y Y X m 當(dāng) x=0.015 時(shí)，297.77+2.31246=300.0825k 43 L ttx C lgE=11.468-=5.0631 E=115637.85pa=1.1412atm 1922 300.0825 1.1414 0.0171 0.0174 0.0152 E m P ymx 1 y Y y Y X m 當(dāng) x=0.02 時(shí)，300.0825+2.31246=302.39496k 54 L ttx C lgE=11.468-=5.1121 E=129441.88pa=1.27743atm 1922

17、 302.395 1.27743 0.0255486 0.0262 0.0205 E m P ymx 1 y Y y Y X m 當(dāng) x=0.025 時(shí)，302.39496+2.31246=304.7074k 65 L ttx C 精品好資料學(xué)習(xí)推薦 8 / 20 lgE=11.468-=5.16031 E=144646.99pa=1.4275atm 1922 304.7074 1.4275 0.03569 0.03702 0.0259 E m P ymx 1 y Y y Y X m 當(dāng) x=0.03 時(shí)，304.7074+2.31246=307.0199k 76 L ttx C lgE=11

18、.468-=5.20782 E=161368.46pa=1.5925atm 1922 307.0199 1.5925 0.0478 0.0502 0.03152 E m P ymx 1 y Y y Y X m 當(dāng) x=0.035 時(shí)，307.0199+2.31246=309.33236k 87 L ttx C lgE=11.468-=5.25462 E=179729.092pa=1.7737atm 1922 309.33236 1.7737 0.06208 0.0662 0.0373 E m P ymx 1 y Y y Y X m 當(dāng) x=0.04 時(shí)，309.33236+2.31246=31

19、1.645k 98 L ttx C lgE=11.468-=5.300726 E=199860.21pa=1.97237atm 1922 311.645 1.97237 0.078895 0.0857 0.0434 E m P ymx 1 y Y y Y X m 當(dāng) x=0.045 時(shí)，311.645+2.31246=313.96k 109 L ttx C lgE=11.468-=5.3462 E=221897.045pa=2.18985atm 1922 313.96 2.18985 0.0985 0.1093 0.0499 E m P ymx 1 y Y y Y X m 當(dāng) x=0.05 時(shí)

20、，313.96+2.31246=316.27246k 1110 L ttx C lgE=11.468-=5.391 E=246014.7997pa=2.4279 1922 316.27246 2.4279 0.1214 0.1382 0.0569 E m P ymx 1 y Y y Y X m 精品好資料學(xué)習(xí)推薦 9 / 20 當(dāng) x=0.055 時(shí)，316.27246+2.31246=318.585k 1211 L ttx C lgE=11.468-=5.4351 E=272315.05pa=2.68741 1922 318.585 2.68741 0.14781 0.1734 0.0645

21、 E m P ymx 1 y Y y Y X m 當(dāng) x=0.06 時(shí)，318.585+2.31246=320.897k 1312 L ttx C lgE=11.468-=5.47855 E=300987.04pa=2.9704atm 1922 320.897 2.9704 0.178220.2168 0.0730 E m P ymx 1 y Y y Y X m 此時(shí)，=0.1782，滿足條件。y 1 yy 計(jì)算結(jié)果列表 xT/KE/atmm y* X Y* 0 293.15 0.80590.80590 0 0 0.005 295.4620.9062 0.90620.0045309 0.005

22、02260.0045515 0.010 297.774 1.01791.01790.01020.01010.0103 0.015 300.0861.14141.14140.01710.01520.0174 0.020 302.398 1.27771.27770.025550.0205 0.0262 0.025 304.71 1.42771.4277 0.03570.02590.03702 0.030 307.022 1.59271.5927 0.047780.031520.0502 0.035 309.334 1.77391.77390.06210.0373 0.0662 0.040 311.

23、464 1.97261.97260.07890.04340.0857 0.045 313.958 2.19002.19000.098550.04990.1093 0.050 316.27 2.42772.42770.12140.05690.1382 0.055 318.582 2.68722.68720.14780.06450.1734 0.060 320.8942.97012.97010.17820.07300.2168 精品好資料學(xué)習(xí)推薦 10 / 20 根據(jù)（X，Y*）繪出 X-Y 圖 XY* 00 0.00502260.0045515 0.01010.0103 0.01520.0174

24、 0.02050.0262 0.02590.037 0.03150.0502 0.03730.0622 0.04340.0857 0.04990.1093 0.05690.1382 0.06450.1704 0.0730.2168 1.進(jìn)塔氣相摩爾比為 1 1 1 0.15 0.1765 11 0.15 y Y y 2.出塔氣相摩爾比為 21(1 )0.17 A YY 3.進(jìn)塔惰性氣體流量: 273 240022.4(1 0.15)84.8549/ (27320) Vkmol h 4.由 X-Y 圖可知 X 與 Y 有如下函數(shù)關(guān)系： 2 33.8050.46650.17510 xx 其中 Y=

25、0.1765 將 Y=0.1765 帶入上述方程，解得符合條件的 X 值： 精品好資料學(xué)習(xí)推薦 11 / 20 即 =0.0654 2 4 2 bbac x a 0.0654x 1x 5.最小吸收劑用量 min L 對(duì)純?nèi)軇┪者^程，進(jìn)塔液相組成為 2 0 x 1212 minmin* 2 112 () ()=215.25/ YYV YYL Lkmol h V XX XX 因?yàn)槲談┑膶?shí)際用量 L=(1.12.0)，取 L=1.2 min L min L 則 L=1.2=258.301kmol/h min L 由全塔物料衡算有： 1212 12 12 1 1 1 ()() () 0.0545

26、0.05168 1 V YYL XX V YY XX L X x X 2.2 填料塔的工藝尺寸的計(jì)算 2.2.1 塔徑的計(jì)算 1.混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為; 0.15 0.170.85 2927.2/ VMii My mkg kmol 2.混合氣體密度： 33 3 101.325 1027.2 10 1.0586/ 8.314 313.15 v PM kg m RT 3.采用?？颂胤狐c(diǎn)關(guān)聯(lián)式計(jì)算泛點(diǎn)速度 （1）氣體質(zhì)量和流量 2400 1.05862540.59/ V Wkg h （2）液相質(zhì)量流量可近似按純水的流量計(jì)算，即： 258.301 18.024654.58/ L Wkg h （3）

27、填料總比表面積： 23 114.2/ t mm 水的粘度： 1.005 L mpa s: 精品好資料學(xué)習(xí)推薦 12 / 20 （4）采用貝恩霍夫泛點(diǎn)關(guān)聯(lián)式 =A-K 2 2 1 3 lg VF L L ua g 1 41 8 VL VL w w 泛點(diǎn)氣速，m/s; f u g 重力加速度，9.81m/s 2 23 t m / m填料總比表面積， 33 m / m填料層空隙率 ,液相、氣相的密度 33 998.2/,1.0586/ LV kg mkg m WL=4654.58/h WV=2540.59kg/h 不同類型填料的A、K值 散裝填料類型 AK 規(guī)整填料類型 AK 塑料鮑爾環(huán) 0.094

28、21.75 金屬階梯環(huán) 0.1061.75 金屬鮑爾環(huán) 0.11.75 瓷矩鞍 0.1761.75 塑料階梯環(huán) 0.2041.75 金屬環(huán)矩鞍 0.062251.75 A=0.204； K=1.75, ; 0.927 將已知數(shù)據(jù)帶入上述公式可得 A-K=-0.6609 1 41 8 VL VL w w 所以：=-0.6609 2 2 1 3 lg VF L L ua g 4.0292/ F m s 4.計(jì)算塔徑： 取泛點(diǎn)率為 0.6，即 0.62.4175/ F m s 則: 44 2400 =0.5927m 3.14 2.4175 3600 S V D 計(jì) 其中：D-塔徑，m 精品好資料學(xué)習(xí)

29、推薦 13 / 20 V-操作條件下混合氣體的體積流量， 3 m /s -空氣氣速，即按空塔截面積計(jì)算的混合氣體線速度，m/s 圓整后，D=0.6m=600mm 2.2.2 填料層高度計(jì)算 1.基本數(shù)據(jù)： 查表可知， 0，101.325下，在空氣中的擴(kuò)散系數(shù)：C kpa 3 NHscmD/17 . 0 2 o 由，則 313.15，101.325下，在空氣中的擴(kuò)散系數(shù)： 2 3 )( o o o T T P P DDGkkpa 3 NH = 2 3 )( o o o T T P P DDG 3 2 2 313.15 0.170.2087cm /s 273.15 101. 325 （）（） 10

30、1. 325 氨氣在水中的擴(kuò)散系數(shù)：=6.480smDL/1080 . 1 29 6 2 10 m /h 1 1 * 2 2 =mX =0.754 0.05168=0.0390 =mX =0 Y Y 2 脫吸因數(shù)：S=mv/L=0.754*84.8549/258.301=0.2477 3.氣相總傳質(zhì)單元數(shù)： * 1 2 OG* 2 2 Y - 1 N=ln1 S+S 1-S Y 10.17650 =ln1 0.24770.2477 1-0.24770.01060 Y -Y =3.718 4.氣相總傳質(zhì)單元高度采用修正的恩田關(guān)聯(lián)式計(jì)算： )()()()(45 . 1 exp1 2 . 0 2 0

31、5. 0 2 2 1 . 075 . 0 tLL L L tL Lt L L c t w a U g aU a U a a 液體質(zhì)量通量為： 2 L L 22 W4654.58 U=16470.559kg/m h 0.785 D0.785 0.6 :（） 氣體質(zhì)量通量為： 2 V V 22 W2540.59 U=8990.057kg/m h 0.785 D0.785 0.6 :（） 查表知： 2 c 33dyn427680kg/h 0.050.2 0.1 22 w 8 t 16470.55916470.559114.216470.559 1 exp1.45 114.2 3.6998.2 1.2

32、7 10998.2 940896 114.2 0. 75 427680 （） 940896 =0.7123 精品好資料學(xué)習(xí)推薦 14 / 20 wt 0.712381.345 4.氣膜吸收系數(shù)： 1 0.7 3 0.237()/ VtV GvvV tv UD kD RT 1 0.7 4 3 4 2 8990.0570.0688114.2 0.0287 103600 =0.237 114.2 0.06881.0586 0.0287 1036008.314 313.15 0.10269kmol/ m h kpa : : 注：混合氣體黏度可近似取為空氣黏度。 查手冊(cè)得 40空氣黏度：C 6 19.1

33、 100.0688/ v pa skg m h : 5. 液膜吸收系數(shù)： =0.45568 211 323 0.0095 LLL L wlLLL Ug K D 查表知：1.45 1.1 GGW KK 1.1 3 0.10269 0.71227 114.2 1.45 12.5702/()kmolm h pa : : 0.4 LLW KK 0.4 0.45568 0.71227 114.2 1.45 43.005/h 2.3590 100%58.6%50% 4.0290 F 6. 以下公式為修正計(jì)算公式： 1.4 1 9.50.5 GG F u kk u 1.4 3 19.5 0.08612.57

34、02 16.4193/kmolm h kpa : : 2.2 12.60.5 lL F u kk u 精品好資料學(xué)習(xí)推薦 15 / 20 2.2 12.6 0.08643.005 43.5112/h 1 11 G GL K KHK 3 1 11 16.14930.725 43.5112 10.7987/kmolm h kpa : : OG YG VV H KKP 2 84.855 0.2781 10.7987 101.325 0.785 0.6 7.填料層高度計(jì)算： OGOG ZHN 0.2781 3.71801.032 1.5 1.52.0mZZ : 取上下活動(dòng)系數(shù)為 2.2.3 填料層壓降

35、計(jì)算 1.氣體通過填料層的壓降采用 Eckert 關(guān)聯(lián)計(jì)算，其中 橫坐標(biāo)為： 0.5967 0.5 VL VL W W 查表可知： -1 p=89m 縱坐標(biāo)為： = 2 . 0 2 L L VP g u 2 2 2.417589 1.0586 1.005=0.0568 9.81 998.2 2.根據(jù)橫縱坐標(biāo)值，查 Eckert 圖可知： /40 9.81=392.4pa/mP Z（填料） 全塔填料層壓降： =392.4=392.4 2785paPZ 2.2.4 液體分布器簡要設(shè)計(jì) 液體在亂堆填料層內(nèi)向下流動(dòng)時(shí)，有偏向塔壁流動(dòng)的現(xiàn)象，偏流往往造成塔中心的 精品好資料學(xué)習(xí)推薦 16 / 20 填料

36、不被潤濕，降低表面利用率。根據(jù)再分布器各種規(guī)格的使用范圍，最簡單的液 體再分布裝置為截錐式再分布器。 3.輔助設(shè)備的計(jì)算及選型輔助設(shè)備的計(jì)算及選型 3.1 吸收塔的主要接管尺寸的計(jì)算 1.氣體進(jìn)料管： 44 2400 d=0.2379237.9 3.14 15 3600 V q mmm u 注：u 在 1030m/s 之間，取 u=15m/s 采用直管進(jìn)料，由制藥化工原理 王志祥主編 化學(xué)工業(yè)出版社P404 查得 選擇熱軋無縫鋼管，則2456.5mmmm ，在符合范圍內(nèi)。 22 44 2400/3600 15.778/ 3.14 (0.2450.0065 2) V q um s d 2.液體進(jìn)

37、料管： 由于常壓下塔液體進(jìn)出口管速可取，故若取液體進(jìn)出口流速近似為13/m s: 2.4175m/s，則由公式可求得液體進(jìn)出口內(nèi)徑為 2 4 V qd u 44654.58 4 0.0261326.13 998.2 3600 3.14 2.4175 V q dmmm u 采用直管進(jìn)料，由制藥化工原理 王志祥主編 化學(xué)工業(yè)出版社查得 選擇熱軋無縫鋼管，則322.5mmmm （在符合范圍內(nèi)） 22 44 4654.58/(998.2 3600) 2.26/ 3.14 (0.0320.0025 2) V q um s d 3.2 氣體進(jìn)出口壓降 （1）進(jìn)口： 22 1 11 1.0586 15.77

38、8131.77 22 puPa （2）出口： 22 2 11 0.60.61.0586 15.77879.062 22 puPa 3.3 離心泵的選擇與計(jì)算 1.雷諾數(shù)： 管內(nèi)液體流速： 2.26/um s 則雷諾數(shù) 5 4 0.026 2.26 998.2 5.842 10 1.004 10 e L du R 精品好資料學(xué)習(xí)推薦 17 / 20 2. 0.25 0.31640.0114 e R 3.局部阻力損失： 三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)截止閥全開 ; 1 3 6.419.2 三個(gè)標(biāo)準(zhǔn) 90彎頭 ； 2 3 0.752.25 4.管路總壓頭損失 2 2 () 2 122.26 (0.011421.45)6.

39、9537 0.0262 9.81 f lu H dg m 5.填料塔壓降： 12 785 131.7779.062995.8()ppppppa 其它阻力壓強(qiáng)較小，可忽略。 6.揚(yáng)程 ： 995.8 26.9549.056 998.2 9.81 ef P HzHm g : : 7.流量： 2 4654.58 4.663/ 998.2 L L W Qmh 該泵揚(yáng)程 12.5 米，流量 6.3 立方米/小時(shí)，轉(zhuǎn)速 1450 轉(zhuǎn)/分鐘。 4.設(shè)計(jì)一覽表設(shè)計(jì)一覽表 設(shè)計(jì)結(jié)果匯總 設(shè)計(jì)名稱水吸收氨氣的填料吸收塔 操作壓強(qiáng) 1atm 填料數(shù)據(jù) 種類填料尺寸泛點(diǎn)填料因子壓降填料因子空隙率比表面積 聚丙烯階 梯環(huán) Dn50127 1 m89 1 m0.927114.2 23 /mm 物性數(shù)據(jù) 液相氣相 液體密度 998.2kg/ m 混合氣體的 平均密度 3 1.0586/kg m 液體粘度 1.005mpa s : 混合氣體的 粘度 0.0688/kg m h: 液體