1、1.1設計任務書01.2吸收工藝流程的確定21.3 物料計算21.4 平衡曲線方程31.5 塔徑計算31.6 填料層高度計算51.7 填料層壓降計算81.8 填料吸收塔的附屬設備81.9 主要符號說明10計任務書（1） 題目含氨為5%的混合氣體, 處理量為500m3/h, 尾氣中含氨低于0.02%,采用清水進行吸收, 吸收劑的用量為最小用量的1.5倍. (均為體積分數(shù)).,（2）設計任務和操作條件:(1)操作壓力 常壓。(2)操作溫度 20(3)年工作300天,每天24小時運行.（3） 填料類型 聚丙烯階梯環(huán)填料,規(guī)格自選.（4）設計內容(1)吸收塔的物料衡算(2)填料層壓降的計算(3)液體分

2、布器的簡單設計(4)吸收塔塔體工藝尺寸的計算(5)繪制分布器施工圖(6)對本設計進行評述（5）基礎數(shù)據(jù)20下氨在水中的溶解度系數(shù)為0.725Kmol/( m3. kpa)1.2吸收工藝流程的確定采用常規(guī)逆流操作流程流程如下。1.3 物料計算(l). 進塔混合氣中各組分的量取塔平均操作壓強為101.3kPa，故：混合氣量 500（） 20.80kmolh混合氣中氨量20.800.543 1.129 kmolh 19.2kgh混合氣中空氣量20.80-1.129 = 19.671kmolh570.5kgh(2)混合氣進出塔的（物質的量）組成=0.0543 0;（3）混合氣進出塔（物質的量比）組成Y

3、1=0.0574Y2=(1- )=0.0574=0.0002296(以塔頂排放氣體中氨含量0.02%計)1.4 平衡曲線方程 查表知:20時,氨在水中的亨利系數(shù)E=277.3Kpa; m = = = 2.737故操作線方程為:Y=2.737X.吸收劑(水)的用量Ls 由操作線方程知:當Y10.0574時,X1*=0.021,計算最小吸收劑用量=19.67153.77 kmolh取安全系數(shù)為1.5，則Ls1.553.7780.65kmolh = 1451.7kg/h依物料衡算式塔底吸收液濃度= 19.671= 0.0141.5 塔徑計算塔底氣液負荷大，依塔底條件(混合氣20)，101.325kP

4、a（1）.采用Eckert通用關聯(lián)圖法(圖1)計算泛點氣速有關數(shù)據(jù)計算塔底混合氣流量VS570.519.2589.7kgh吸收液流量L1451.7kgh進塔混合氣密度1.206kg (混合氣濃度低，可近似視為空氣的密度)吸收液密度998.2kg/吸收液黏度1.005 mPas經比較，選DN38mm聚丙烯階梯環(huán)。查化工原理教材附錄可得，其填料因子=175，比表面積132.5關聯(lián)圖的橫坐標值 ()1/2=()1/2 =0.086由圖1查得縱坐標值為0.15 即0.2=0.15求得液泛氣速=2.64m/s(2)操作氣速 取u0.60.62.64 1.58 m/s(3).塔徑= 0.335 m=335

5、mm取塔徑為0.4m(400mm)(4)核算操作氣速U=1.11m/s 8，滿足階梯環(huán)的徑比要求。(6)噴淋密度校核取= 0.08/(mh)最小噴淋密度= 0.08132.510.6 /(m2h)因 11.6/(mh) 故滿足最小噴淋密度要求。圖1 通用壓降關聯(lián)圖1.6 填料層高度計算(1)傳質單元高度計算本設計采用恩田式計算填料潤濕面積aw作為傳質面積a，依改進的恩田式分別計算及，再合并為和。列出備關聯(lián)式中的物性數(shù)據(jù)氣體性質(以塔底20，101.325kPa空氣計)：1.206 kg/ (前已算出)；0.0181 (查附錄)；198液體性質998.2 kg/；1.005Pas；=1.344,

6、72.6Nm(查化工原理附錄)。氣體與液體的質量流速：LG=3.21VG=1.30DN38mm聚丙烯階梯環(huán)(亂堆)特性：38mm; 132.5;=3310-3 N/m; 有關形狀系數(shù)，=1.45（階梯環(huán)為開孔環(huán)）依式=-1.45（）0.75（）0.1（）-0.05（）0.2=0.683故=0.683132.5=90.5依式KL=0.0095()2/3()-1/2()1/3=0.0095()2/3()-1/2()1/3=1.1710-2 m/s依式kG= 0.237()0.7()13()= 0.237 ()0.7()1/3()=8.110-6kmol/(m2SkPa)故=8.190.5=1.11

7、0-3 (m/s)=1.1710-290.5=1.23m/s(2)計算 ，而，H=0.725kmol/() =求得: =1.0910-3=1.0910-3101.3=0.11 (3)計算=0.40m(4)傳質單元數(shù)計算=-m=0.0574-2.7370.014=0.019=2.29610-4=0.010NOG=5.573所以:z=NOG=0.45.573=2.23m取安全系數(shù)1.2， 則完成本設計任務需DN38mm聚丙烯階梯環(huán)的填料層高度z122.23=2.28m。1.7 填料層壓降計算之前計算得:空塔氣速u=1.11m/s 橫坐標值:0.086縱坐標值: ()(1.005) 0.2=0.02

8、7查圖1得 P/z=199.81=186.4Pa/m 填料全塔填料層壓降 =2.28186.4=425Pa1.8 填料吸收塔的附屬設備1、填料支承板分為兩類：氣液逆流通過平板型支承板，板上有篩孔或柵板式;氣體噴射型，分為圓柱升氣管式的氣體噴射型支承板和梁式氣體噴射型支承板。2、填料壓板和床層限制板在填料頂部設置壓板和床層限制板。有柵條式和絲網式。3、氣體進出口裝置和排液裝置填料塔的氣體進口既要防止液體倒灌，更要有利于氣體的均勻分布。對500mm直徑以下的小塔，可使進氣管伸到塔中心位置，管端切成45度向下斜口或切成向下切口，使氣流折轉向上。對1.5m以下直徑的塔，管的末端可制 成下彎的錐形擴大器

9、。氣體出口既要保證氣流暢通，又要盡量除去夾帶的液 沫。最簡單的裝置是除沫擋板（折板），或填料式、絲網式除霧器。液體出口裝置既要使塔底液體順利排出，又能防止塔內與塔外氣體串通，常壓吸收塔可采用液封裝置。本設計任務液相負荷不大，可選用排管式液體分布器；且填料層不高，可不設液體再分布器。 排管式液體分布器簡單設計如下:取孔徑=5mm,孔徑系數(shù)=0.6;取開孔上方液位高度H=1/6D=0.067m ; 由公式得開孔數(shù) n=34.23/0.012=2950;1.9 主要符號說明E亨利系數(shù)， 氣體的粘度， 平衡常數(shù) 水的密度和液體的密度之比 重力加速度， 分別為氣體和液體的密度，分別為氣體和液體的質量流量，氣相總體積傳質系數(shù)， 填料層高