完整版化工原理填料塔毕业课程设计.docx
- 文档编号:8325055
- 上传时间:2023-01-30
- 格式:DOCX
- 页数:7
- 大小:22.10KB
完整版化工原理填料塔毕业课程设计.docx
《完整版化工原理填料塔毕业课程设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《完整版化工原理填料塔毕业课程设计.docx(7页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
完整版化工原理填料塔毕业课程设计
化工原理课程设计
设计题目:
清水吸收氨气的填料塔装置设计
专业:
应用化学
学生姓名:
学生学号:
院级班:
指导老师:
前言:
课程设计是比较综合性和实践性较强的教学环节,是理论联系实际的桥梁,是使学生体察工程实际问题复杂性、学习化工设计基本知识的初次尝试。
通过课程设计,要求学生能综合利用本课程和前修课程的基本知识,进行融会贯通的独立思考,在规定的时间内完成指定的化工设计任务,从而得到化工工程设计的初步训练。
通过课程设计,要求学生了解工程设计的基本内容,掌握化工设计的程序和方法,培养学生分析和解决工程实际问题的能力。
同时,通过课程设计,还可以使学生树立正确的设计思想,培养实事求是、严肃认真、高度责任感的工作作风。
课程设计是增强工程观念,培养提高学生独立工作能力的有益实践。
经过学习,我知道,填料塔吸收净化工艺不单应用在化工领域,在低浓度工业废气净化方面也能很好地发挥作用。
工程实践表明,合理的系统工艺和塔体设计,是保证净化效果的前提。
这次课程设计我把聚丙烯阶梯填料应用于水吸收氨过程的工艺设计以及工程问题。
目录
第一章绪论5
第二章填料塔的设计内容和设计条件6
2.1填料塔的主体结构与特点……………………………………………………6
2.3填料塔的设计任务……………………………………………………………6
2.3填料塔的设计条件……………………………………………………………6
第三章填料塔的设计方案…………………………………………………..………………7
3.1吸收剂的选择………………………………………………………………7
3.2装置流程图的确定及流程说明……………………………………………7
3.3填料的类型与选择…………………………………………………………8
3.3.1填料种类的选择………………………………………………………8
3.3.2填料规格的选择………………………………………………………8
3.3.3填料材质的选择………………………………………………………9
3.3.4填料尺寸的选择………………………………………………………9
3.4基础物性数据………………………………………………………………9
3.4.1液相物性数据…………………………………………………………9
3.4.2气相物性数据…………………………………………………………10
3.4.3气液平衡数据…………………………………………………………10
第四章填料塔的工艺计算………………………………………………………….………10
4.1物料衡算,确定塔顶、塔底的气液流量和组成…………………………11
4.2塔径的计算…………………………………………………………………12
4.3填料层高度的计算…………………………………………………………14
4.4填料层压降的计算…………………………………………………………16
第五章填料塔内件的类型及设计……………………………………………...…………17
5.1塔内件类型…………………………………………………………………17
5.2塔内件的设计………………………………………………………………17
5.2.1填料支撑件的设计……………………………………………………17
5.2.2填料床层压板和限制器的设计………………………………………17
5.2.3液体分布器的设计……………………………………………………18
5.2.4液体收集再分布器的设计……………………………………………19
第六章吸收塔塔体材料的选择……………………………………………………………19
6.1吸收塔塔体材料……………………………………………………………19
6.2吸收塔的内径………………………………………………………………19
6.3壁厚的计算…………………………………………………………………19
6.4强度校核……………………………………………………………………20
第七章封头的选型依据,材料及尺寸规格…………………………….………………20
7.1封头的选型:
标准的椭圆封头……………………………………………20
7.2封头材料的选择……………………………………………………………20
7.3封头的高……………………………………………………………………20
7.4封头的壁厚…………………………………………………………………21
第八章液体的喷淋装置…………………………………………………………..…………21
第九章除沫装置…………………………………………………...…………………………22
9.1设计气速的计算……………………………………………………………22
9.2丝网盘的直径………………………………………………………………22
9.3丝网层厚度H的确定………………………………………………………22
第十章管结构……………………………………..………………………..…………………23
10.1气体和液体的进出的装置………………………………………………23
10.2填料卸出口………………………………………………………………23
10.3塔体各开孔补强设计……………………………………………………23
第十一章填料塔高度的确定(除去支座)………….……………..…………………24
11.1吸收高度…………………………………………………………………25
11.2支持圈高度………………………………………………………………25
11.3栅板高度…………………………………………………………………25
11.4支持板高度………………………………………………………………25
11.5液体再分布装置高度……………………………………………………25
11.6液体喷淋装置高度………………………………………………………25
11.7塔底除雾沫器高度………………………………………………………25
11.8塔底段高度………………………………………………………………25
11.9封头高度…………………………………………………………………26
第十二章塔体总设备总质量………………………………………………………26
12.1塔体的质量………………………………………………………………26
12.2封头的质量………………………………………………………………26
12.3填料质量…………………………………………………………………26
12.4内部结构及其它附件总质量……………………………………………27
12.5水压试验的质量…………………………………………………………27
第十三章容器的支座与焊接………………………………………………………27
第十四章设计一览表………………………………………………………………27
第十五章主要符号说明……………………………………………………………28
第十六章总结………………………………………………………………………29
第十七章参考文献…………………………………………………………………30
第一章绪论
填料塔属于化工单元操作中蒸馏(精馏)、吸收等的过程设备。
物料在填料塔中的传质、分离主要是分散在填料表面进行。
填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备填料塔的塔身是一直立式圆筒,底部装有填料支承板,填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。
填料的上方安装填料压板,以防被上升气流吹动。
液体从塔顶经液体分布器喷淋到填料上,并沿填料表面流下。
气体从塔底送入,经气体分布装置(小直径塔一般不设气体分布装置)分布后,与液体呈逆流连续通过填料层的空隙,在填料表面上,气液两相密切接触进行传质。
填料塔属于连续接触式气液传质设备,两相组成沿塔高连续变化,在正常操作状态下,气相为连续相,液相为分散相。
当液体沿填料层向下流动时,有逐渐向塔壁集中的趋势,使得塔壁附近的液流量逐渐增大,这种现象称为壁流。
壁流效应造成气液两相在填料层中分布不均,从而使传质效率下降。
因此,当填料层较高时,需要进行分段,中间设置再分布装置。
液体再分布装置包括液体收集器和液体再分布器两部分,上层填料流下的液体经液体收集器收集后,送到液体再分布器,经重新分布后喷淋到下层填料上。
填料塔具有生产能力大,分离效率高,压降小,持液量小,操作弹性大等优点。
填料塔也有一些不足之处,如填料造价高;当液体负荷较小时不能有效地润湿填料表面,使传质效率降低;不能直接用于有悬浮物或容易聚合的物料;对侧线进料和出料等复杂精馏不太适合等。
规整填料塔的分离性能取决于内件,即填料、分布器、收集器等。
同时也取决于许多参数,如气体负荷、液体负荷、物料性质、操作压力、填料湿润性能和液体分布不均匀等等。
至今不能由填料的几何形状来精确计算塔的分离性能,需要通过填料塔的理论和不同条件下通过试验塔来测定准确数据。
可根据资料以一级近似程度确定塔的尺寸和需要的填料高度。
1、规整填料
2、支撑栅板
3、液体收集器
4、集液环
5、多级槽式液体分布器
6、填料压圈
7、支撑栅板
8、蒸汽入口管
9、塔底
10、至再沸器循环管
11、裙座
12、底座环
第二章填料塔的设计内容和设计条件
2.1填料塔的主体结构与特点
结构:
图1-1填料塔结构图
填料塔不但结构简单,且流体通过填料层的压降较小,易于用耐腐蚀材料制造,所以她特别适用于处理量肖,有腐蚀性的物料及要求压降小的场合。
液体自塔顶经液体分布器喷洒于填料顶部,并在填料的表面呈膜状流下,气体从塔底的气体口送入,流过填料的空隙,在填料层中与液体逆流接触进行传质。
因气液两相组成沿塔高连续变化,所以填料塔属连续接触式的气液传质设备。
2.2填料塔的设计任务
设计任务:
完成填料塔的工艺设计与计算,有关附属设备的设计和选型,绘制吸收系统的工艺流程图和填料塔装置图,编写设计说明书。
2.3填料塔的设计条件
设计条件:
1、气体混合物成分:
空气和氨;
2、氨的含量:
4.5%(体积);
3、混合气体流量:
4000m3cm=940896Kg
4.20℃
:
H=0.725Kmol
.kpa
5.20℃
:
=7.34×
——筛孔数目(分布点数目)P——操作压力,Pa
P——标准状况下的压力,PaP——压力降,Pa
u——空塔气速,msuF——泛点气速,ms
U——液体喷淋密度,m3(m2·——最小液体喷淋密度,m3(m2·cm=12960㎏——最小的
L——液相
V——气相
avg——平均
第十六章总结
这次我的课程设计题目是水吸收氨过程填料塔的设计,这是关于吸收中填料塔的设计。
填料塔是以塔内装有大量的填料为相接触构件的气液传质设备。
填料塔的结构较简单,压降低,填料易用耐腐蚀材料制造等优点。
本设计中,开始的时候我打算采用Eckert通用关联图计算泛点气速,但是我发现用查图的方法误差很大,同时参考了其他的一些资料上的算法发现也有用贝恩(Bain)——霍根关联式计算泛点气速的,所以最后采用了关联式来计算泛点速度.在填料的选择中,我几乎是用排除法来选择的,后来认为DN38计算得的结果比比较好。
虽然在同类填料中,尺寸越小的,分离效率越高,但它的阻力将增加,通量减小,填料费用也增加很多。
用DN38计算所得的Dd值也符合阶梯环的推荐值。
解决了上面的问题之后就是通过查找手册之类的书籍来确定辅助设备的选型,我选择栅板支承装置作为填料支撑。
本设计我们所设计的填料塔产能大,分离效率高,持液量小,填料塔结构较为简单,造价适合。
不过,它的操作范围小,填料润湿效果差,当液体负荷过重时,易产生液泛,不宜处理易聚合或含有固体悬浮物的物料等。
课程设计是我们在校大学生必须经过的一个过程,通过课程设计的锻炼,可以为我们即将来的毕业设计打下坚实的基础!
通过这次课程设计,确定了填料塔的主体尺寸为塔径800mm,填料塔总高1200mm,同时完成了设计任务,达到了设计要求。
第十七章参考文献
1.朱有庭,曲文海,于浦义,化工设备设计手册(上下卷),化学工业出版社
2.中国石化集团上海工程有限公司,化工工艺设计手册(上下册),化学工业出版社
3.蔡诚敬,王军,陈常贵,郭翠梨,化工原理课程学习指导,天津大学出版社
4.匡国柱,史启才,化工单元过程及设备课程设计,化学工业出版社
5.路秀林.王者相等编,塔设备,化学工业出版社
6.柴诚敬.化工(上、下册),北京:
高等教育出版社,2006
7.夏青、陈常贵等.化工原理(下册)修订版,天津:
天津出版社,2005
8.谭蔚.化工设备设计基础,天津大学出版社
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 完整版 化工 原理 填料 毕业 课程设计
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)