化工原理课程设计 模板 .docx

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1、课程设计任务书1、设计题目I处理员为3000（r117h）氨气的工艺设计：试设计一座填料汲取塔,用于脱除混于空气中的风气。混合气体的处理量为3300（mjh）,其中含空气为95%,氨气为5%（体积分数），要求塔顶排放气体中含氨低于002%（体枳分数），采纳清水进行汲取，汲取剂的用量为最小用量的1.5倍。（20C鸵在水中的溶解度系数为H=0.725kmo1.m3.kPa）2、工艺操作条件：（1）操作平均压力常压（2）操作温度t=2or每年生产时间:7200h,4）选用填料类型及规格自选.3、设计任务；完成干燥器的工艺设计与计算，有关附属设备的设讦和选型，绘制汲取系统的工艺流程图和汲取塔的工艺条件

2、图，编写设计说明书。书目推错误I未定义书签。第一章绪论11.1 汲取技术概况11.2 汲取设备的发展I1.3 汲取在工业生产中的应用I1.3.1 汲取的应用概况11 .3.2典型汲取过程2典次*设计方案错误!未定义书签,1.1 汲取剂的选择31.2 汲取操作弁数的选择31.2.1 操作压力的选择31.2.2 汲取温度的选择31.3 编料的选择41.3.1 填料层41.3.2 JftH种类的选择41.3.3 3填料境格的选择41.3.4 域料材质的逸笄52 .4液体分布装置73 .5汲取剂再生方法的选算8第三不汲取塔的工艺计算94 .1基础物性数据94.1.1 液相物性数裾93.1 .2气相物性

3、数据93.2 物料衡算，拆定塔顶、塔底的气液流量和姐成93.3 塔径的计算103.3.塔径的计尊IO3.3.2泛点率校核I1.3.3.3填料现格校核I1.3.3.4液体喷淋密度校核113.4填料层高度计算123.4. 1传质单元高度计算123.5. 2地科层高度的计算143.6. 料层压降的计算H箍四章塔附属设备工艺计算164.1 塔附属高度的计算164.2 液体初始分布卷和再分布署的选捧与计算164.2.1液体分布寄164.2.2液体再分布罂174.2.3塔底液体保持管i度174.3其它附属塔内件的选择184.3.1填料支撵装置184.3.2埴料乐紧装快194.3.3气体的进出口装置.194

4、.3.4液体的出口装胜194.3.5除沫装置204.4汲取塔的流体力学叁致计算201.1 .1汲取塔的东力降204.4 .2汲取塔的泛点率204.4 .3气体动能因子214.5 其他附属设备的计算与选异214.5.1汲取塔的主要接管尺寸的计算214.5.2离心泵的计算与送舞22结论23主要符号说明.24结束语一26考文献27填料塔洗涤汲取;学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。此设计是在各种版本教材和资料的基础上、在汲取原理的支持卜.，由本人编辑设计而成的，其中的各种物性数据全部来自于其他各种版本、

5、各类于汲取有关的图达、教材之上，它们仍保持着客观物质的特性.在选材和计算理论上，也有者与其它汲取设计相同的基本原理。首先,在此设计中讲解并描述了汲取技术的概况、发展以及应用，当今汲取技术的发展状况；再讲解并描述怎样依据所给的已知条件来确定汲取方案，如汲取剂的选择、汲取流程的选择、解吸方法选择、设备类型选择、操作参数的选择等内容；在计算环节，先要集众家之全部-一查出全部相关的物性数据，由此计算出相应的理论结果，确定出理论上汲取的工程图。关键词：水填料塔汲取妖气低浓度第一章绪论1.1 汲取技术概况气体汲取过程是化工生产中常用的气体混合物的分别操作，其基本原理是利用混合物中各组分在特定的液体汲取剂中

6、的溶解度不同，实现各组分分别的单元操作。实际生产中，汲取过程所用的汲取剂常需回收利用，故一般来说，完整的汲取过程应包括汲取和解吸两部分，因而在设计上应将两部分综合考虑，才能得到较为志向的设计结果.作为汲取过程的工艺设计，其般性问题是在给定混合气体处理员、混合气体组成、温度、压力以及分别要求的条件卜.，完成以卜.工作：1.依据给定的分别任务，确定汲取方案；2 .依据流程进行过程的物料和热Si衡算，确定工艺参数：3 .依据物料及热量衡算进行过程的设备选型或设备设计：4 .绘制工艺流程图及主要设备的工艺条件图；5 .编写工艺设计说明书。6 .2汲取设备的发展对于汲取过程，能膨完成分别任务的塔设备有多

7、种，如何从众多的塔设备中选择合适类型是进行工艺设计的首要任务。而进行这一项工作则需对汲取过程进行充分的探讨后，并经多方面对比方能得到满足的结果.一般而言，汲取用塔设备与精值过程所须要的塔设备具有相同的原则要求,用较小直径的塔设备完成规定的处理量，塔板或侦料层眼力要小，具有良好的传质性能，具有合适的操作辨性，结构简洁，造价低，便于安装、操作和修理等。但是汲取过程，一般具有液气比大的特点，因而更适用填料塔。此外，填料塔阻力小，效率高，有利于过程节能,所以时丁汲取过程来说，以采纳填料塔居多。近年来随着化工产业的发展，大规模的汲取设备1.1.经广泛用于实际生产当中。具有了很高的汲取效率，以及在节能方面

8、也日趋完善。原料塔的工艺设计内容是在明晰了装践的处理量，操作温度及操作压力及相应的相平衡关系的条件下，完成填料塔的工艺尺寸及其他塔内件设计。在今后的化学工业的生产中，对汲取设符的要求及效率将会有更高的要求，所以日益完善的汲取设番公渐渐应用于实际的工业生产中。7 .3汲取在工业生产中的应用8 .3.1汲取的应用概况汲取操作广泛地用于气体混合物的分别，其在工业上的详细应用大致有以卜.几种:（I）原料气的净化。为出去原料气中所含的杂质，汲取可说是最常见的方法。就杂质的浓度来说，多数很底，但因为危杏大而仍要求高的净化率,例如用水或碱液脱除合成氨原料气中的二氧化碳，用两酮脱除裂解气中的乙炊等。（2）有用

9、组分的回收。如从合成瓶厂的放空气中用水回收氨：从焦炉煤气中以洗油回收粗苯（包括苯、甲苯、二甲苯等）蒸气和从某写干燥废气中回收有机溶剂蒸气等。（3）某些产品的制取。将气体中需用的成分以指定的溶剂汲取出来，成为溶液态的产或半成品。如制酸工业中从含盐酸、氮毓化物、三氧化硫的气体制取盐酸、硝酸、硫酸：在甲制（乙醇）蒸气经氧化后，用水汲取以制成甲醛亿醛）半成品等。（4）废气的治理。许多工业废气中含有二氧化硫、新氧化物（主要是氧化氮及二氧化氨）、汞蒸气等有杏成分虽然浓度一股很底，但对人体和环境的危,杏甚大而必需进行治理。这类环境爱护问烟在我国已愈来愈受重视。选择适当的工艺和溶剂进行汲取，是废气治理中应用教

10、广的方法.当然,以上目的有时也难于截然分开,如干燥废气中的有机溶剂，能回收下来就很有价值，任其排放则会然大气。1.3.2典型汲取过程煤气脱苯为例:在炼焦及制取城市煤气的生产过程中，焦炉煤气内含有少量的苯、甲苯类低碳匆化合物的蒸汽（约35z）应予以分别回收，所用的汲取溶剂为该工业生产过程中的副产物，即焦煤油的精制品称为洗油。回收苯系物质的流程包括汲取和解吸两个大部分.含苯煤气在常泄下由底部进入汲取塔,洗油从塔顶淋入，塔内装有木栅等填充物。在煤气与洗油接触过程中，煤气中的苯蒸汽溶解于洗油，使塔顶离去的煤气苯含室降至某允许值（）,而溶有较多苯系物质的洗油（称富油）由汲取塔底排出。为取出富油中的苯并使

11、洗油能锅再次运用（称溶剂的再生）,在另一个称为解吸塔的设备中进行与汲取相反的操作一一解吸。为此，可先将富油预热到170。C左右由解吸塔顶淋卜.，塔底通入过热水蒸气。洗油中的苯在高温卜一逸出而被水蒸气带走，经冷凝分层聘水除去，垃终可得笨类液体（粗紫），而脱除溶质的洗油（称黄油）经冷却后可作为汲取溶剂再次送入汲取塔循环运用.其次章设计方案2.1 汲取剂的选择汲取剂乂叫溶剂，汲取过程是依狂气体在汲取剂中的溶解来实现的，因此，选择良好的汲取剂是汲取过程的重要一环选择汲取剂的堪本要求：1 .汲取剂应具有较大溶解度，以提高汲取速率削减汲取剂用量，降低输送与再生的能耗。2 .选择性好，汲取剂对混合气体的溶痂

12、要有良好的汲取实力，而对其它组分不汲取或汲取其微“以提而汲取速率，减小汲取剂用垃.3 .操作温度下汲取剂的蒸汽压要低，以为惑开汲取设备的气体往往被汲取剂所饱和，汲取剂的挥发度愈大，则在汲取和再生过程中汲取剂损失愈大。4 .粘度要低，以利于传侦与输送：有利于气液接触，提高汲取速率。5 .具有较好的化学稳定性及热稳定性，以削减汲取剂的降解和变质，尤其在运用化学汲取剂时。6 .其它，所选用的汲取剂还应满足无毒性，无腐蚀性，不易燃易爆，不发泡，冰点低，廉价易得以及化学性质稳定等要求。2.2 汲取操作参数的选择汲取塔的操作参数主要指操作压力和操作温度2.2.1 操作压力的选择汲取压力高优点：提高汲取过程

13、的推动力，削减了气体的体积流量，可以减小塔径；缺点：降低了汲取剂的选择性；汲取塔的造价可能上升.汲取压力低则相反.般应当从过程的经济性角度动身,必需兼顾汲取和解吸以及整个工艺的操作条件,选择合适的操作压力.2.2.2 汲取温度的选择对于物理汲取汲取温度低：优点溶质的溶解度增大，削减溶剂用量，推动力增大，降低塔高度,减轻解吸塔的负缺点低丁常温的操作会增加操作费用.对于化学汲取汲取温度高优点化学反应速度快；缺点传质推动力降低.般状况下,常温下的汲取和解吸操作,过程的操作费用最低2.3填料的选择2.3.1填料层填料塔内充以某种特定形态的固体填料以构成埴料层。原料层是塔实现气、液接触的主要部位。填料的

14、主要作用是：填料U内空隙体积所占比例很大，填料间隙形成不规则的弯曲通道,气体通过时可达到很高的湍动程度：单位体积填料层内供应很大的固体表面，液体分布于填料表面呈腴状流卜，增大了气、液之间的接触面积。填料的选择包括确定填料的种类、规格及材质等。所选填料既要满足生产工艺的要求，又要使设备投资和操作费用最低.2. 3.2填料种类的选择填料的选择包括确定填料的种类、规格及材质等。所选择填料既要满足生产工艺的要求,又要使设备投资和操作费用较低。填料种类的选择要考虑分别工艺的要求，通常考虑以卜.几个方面：(1)传质效率要而一般而言，规整填料的传脑效率高丁散装填料(2)通盘要大在保证具有较高传质效率的前提下

15、，应选择具石较高泛点气速或气相动能因子的填料(3)填料层的压降要低(4)填料抗污堵性能强，拆装、检修便利2.3.3填料规格的选择填料规格是指填料的公称尺寸或比表面枳。(1)散装填料规格的选择工业塔常用的散装填料主要有DNI6、DN25、DN38、DN50、DN76等几种规格。同类填料，尺寸越小，分别效率越高，但阻力增加，通量削减，填料费用也增加许多。而大尺寸的填料应用于小直径塔中，乂会产生液体分布不良及严峻的壁流，使塔的分别效率降低。因此，对塔径与原料尺寸的比值要有一规定，一股塔径与填料公称直径的比值D/d应大于8。(2)规整填料规格的选择工业上常用规整填料的型号和规格的表示方法许多，国内习惯用比表面积表示，主要有125、150、250、350、500、700等几种规格，同种类型的规整填料，其比表面枳越大，传质效率越高，但阻力增加，通量削减，填料费用也明显增加。选用时应从分别要求、通城要求、场地条件、物料性质及设备投资、操作费用等方面综合考虑，使所选填料既能满足技术要求，又具有经济合理性.应予指出，座填料塔可以选用同种类型，同规格的填料，也可选用同种类型