水吸收氨填料吸收塔设计带图内容充实.docx

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水吸收氨填料吸收塔设计带图内容充实

计任务书

（1）题目

含氨为5%（体积分数，下同）的混合气体,处理量为4000m3/h,采用清水进行吸收,氨的回收率90%，吸收剂的用量为最小用量的1.5倍.（均为体积分数）.,

（2）设计任务和操作条件:

（1）操作压力常压。

（2）操作温度20℃

（3）年工作300天,每天24小时运行.

（3）填料类型聚丙烯阶梯环填料,规格自选.

（4）设计内容

（1）吸收塔的物料衡算

（2）填料层压降的计算

（3）液体分布器的简单设计

（4）吸收塔塔体工艺尺寸的计算

（5）绘制分布器施工图

（6）对本设计进行评述

（5）基础数据

20℃下氨在水中的溶解度系数H为0.725Kmol/（m3.kpa）

1.2吸收工艺流程的确定

采用常规逆流操作流程．流程如下。

1.3物料计算

（l）.进塔混合气中各组分的量

取塔平均操作压强为101.3kPa，故：

混合气量＝4000（

）×

＝166.38kmol／h

混合气中氨量

＝166.38×0.5＝83.19kmol／h＝1414.23kg／h

混合气中空气量＝166.38-83.19=83.19kmol／h＝2412.51kg／h

（2）．混合气进出塔的（物质的量）组成

=0.05

=0.05*0.01=0.0005

（3）．混合气进出塔（物质的量比）组成

Y1=

=0.0526

Y2=

=0.0005

1.4平衡曲线方程

查表知:

20℃时,氨在水中的亨利系数E=277.3Kpa;

m=

=

=2.737

故操作线方程为:

Y=2.737X.

吸收剂（水）的用量Ls

由操作线方程知:

当Y1＝0.0526时,X1*=0.0192,计算最小吸收剂用量

=166.38×0.95×

＝428.91kmol／h

取安全系数为1.5，则

Ls＝1.5×428.91=643.36kmol／h=11580.44kg/h

依物料衡算式

塔底吸收液浓度

=158.06×

=0.00071

1.5塔径计算

塔底气液负荷大，依塔底条件（混合气20℃），101.325kPa

（1）.采用Eckert通用关联图法（图1）计算泛点气速

有关数据计算

塔底混合气流量V`S＝570.5＋19.2＝589.7kg／h

吸收液流量L`＝1451.7kg／h

进塔混合气密度

＝

×

＝1.206kg／

（混合气浓度低，可近似视为空气的密度）

吸收液密度

＝998.2kg/

吸收液黏度

＝1.005mPa·s

经比较，选DN38mm聚丙烯阶梯环。

查《化工原理》教材附录可得，其填料因子

=175

，比表面积

＝132.5

关联图的横坐标值

（

）1/2=

（

）1/2=0.086

由图1查得纵坐标值为0.15

即

0.2=0.15

求得液泛气速

=2.64m/s

（2）．操作气速

取u＝0.6

＝0.6×2.64＝1.58m/s

（3）.塔径

=

=0.335m=335mm

取塔径为0.4m（＝400mm）

（4）．核算操作气速

U=

=1.11m/s<

（5）．核算径比

D/d＝400/38＝10.5>8，满足阶梯环的径比要求。