水吸收氨过程填料吸收塔设计1000样稿.doc

一、设计任务书
(一)设计题目
试设计一座填料吸收塔，用于脱除混于空气中氨气。混合气体处理量为1000 m3/h，其中含氨气为8％（体积分数），％（体积分数），采取清水进行吸收，。（20℃氨在水中溶解度系数为H＝/（）
(二)操作条件
，操作温度20℃.
，填料规格自选。
，天天二十四小时连续进行。
(三)设计内容
；
；
；
；
；
。
二、设计方案
(一)步骤图及步骤说明
该填料塔中，氨气和空气混合后，经由填料塔下侧进入填料塔中，和从填料塔顶流下清水逆流接触，在填料作用下进行吸收。经吸收后混合气体由塔顶排除，吸收了氨气水 由填料塔下端流出。
(二)填料及吸收剂选择
该过程处理量不大，所用塔直径不会太大，可选择25××，其关键性能参数以下：
比表面积at：223 空隙率：
湿填料因子： 填料常数 A: K：
见下图：
依据所要处理混合气体，可采取水为吸收剂，其廉价易得，物理化学性能稳定，选择性好，符合吸收过程对吸收剂基础要求。
三、工艺计算
(一)基础物性数据


2. 气相物性数据
混合气体平均密度：
=427680()
空气黏度：
273K，：
(二)物料衡算，确定塔顶、塔底气液流量和组成
20℃，
进塔气相摩尔比：
出塔气相摩尔比：
对于纯溶剂吸收过程，进塔液相组成：
混合气体流量 ： kmol/h
进塔惰性气体流量： kmol/h
吸收过程属于低浓度吸收，平衡关系为直线，最小液气比可按下式计算：

，可得吸收剂用量为：
依据全塔物料衡算式:
液气比 ：
(三)塔径计算

考虑到填料塔内塔压力降,
采取贝恩----霍夫泛点关联式:
即

. 即
圆整后取
：
（）
：
：
取最小润湿速率为：
所以得
故满足最小喷淋密度要求.
(四)填料层高度计算

273K，，,则
293K，，氨气在空气中扩散系数
293K，，氨气在水中扩散系数 (查化工原理附录)

脱吸因数为：
气相总传质单元数为：
=
=
气相总传质单元高度采取修正恩田关联式计算：
液体质量通量为：
气体质量通量为：
故

气膜吸收系数：
液膜吸收系数:
查表得= 故
==
==
f =>
以下公式为修正计算公式：

则 （H为溶解度系数）；
==
由
==
2. 填料层高度计算
由

故 取填料层高度为7m.
查[2]化工原理课程设计213页表5-41散装填料分段高度推荐值查得：
塑料阶梯环 h/D8～15
取h/D=10 得 h==4m
故 填料层需要分为二段，.
(五) 填料塔压降计算
采取Eckert通用关联图计算填料层压降
横坐标为：=
查[2]P215表5-44得：
纵坐标为：
查图得
填料层压降为：
Eckert图
(六) 吸收塔关键接管尺寸计算
1、气体进料管
因为常压下塔气体进出口管气速可取12～20，故若取气体进出口流速近似为16m/s，则由公式可求得气体进出口内径为