水吸收氨过程填料吸收塔设计1000.docx

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的氨气。混合气体的处理量为
3
1000 m/h ，其中含氨气为 8％（体积分数），要求塔顶排放气体中含氨低于 ％
（体积分数），采用清水进行吸收，吸收剂的用量为最小用量的 倍。（ 20℃氨
3
在水中的溶解度系数为 H＝ / （ ）
( 二) 操作条件
操作压力为常压，操作温度 20℃.
填料类型选用聚丙烯阶梯环填料，填料规格自选。
工作日取每年 300 天，每天 24 小时连续进行。
( 三) 设计容
吸收塔的物料衡算；
吸收塔的工艺尺寸计算；
填料层压降的计算；
吸收塔接管尺寸计算；
吸收塔设计条件图；
对设计过程的评述和有关问题的讨论。
二、设计方案
( 一 ) 流程图及流程说明
该填料塔中，氨气和空气混合后，经由填料塔的下侧进入填料塔中，与从填
料塔顶流下的清水逆流接触，在填料的作用下进行吸收。经吸收后的混合气体由
塔顶排除，吸收了氨气的水 由填料塔的下端流出。
( 二 ) 填料及吸收剂的选择
该过程处理量不大，所用的塔直径不会太大，可选用 25× × 聚丙烯
阶梯环塔填料，其主要性能参数如下：
比表面积 at ：223m 2 / m3 空隙率 ：
湿填料因子 ： 172m 1 填料常数 A: K ：
见下图：
根据所要处理的混合气体，可采用水为吸收剂，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的基本要求。
三、工艺计算
( 一 ) 基础物性数据
液相物性数据
L

( kg

/ m3 )

L

1004 10

6 ( Pa s)

( kg / mgh)
L

(dyn / cm)

940896(kg / h2 )

DL

10

9 (m3

/ s)
气相物性数据
混合气体平均密度： v (kg / m3 )
c =427680( kg / h2
)
空气黏度： v
10 5 (Pa s)
( kg / mgh)
273K，. 氨气在空气中扩散系数：
D0 ( m2 / s)
( 二 ) 物料衡算，确定塔顶、塔底的气液流量和组成
20℃， 下氨气在水中的溶解度系数
H
/ m3 gkpa
E
s

m
HM SP


P
18
Y1

进塔气相摩尔比：
1



出塔气相摩尔比： Y2 1
对于纯溶剂吸收过程，进塔液相组成： X 2 0
： V1
1000
273
混合气体流量
293
kmol/h

进塔惰性气体流量：
V (1 ) 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：
L
Y1
Y2

Y1
V min
x1e
X 2

( / ) 0
x1e
m
取操作液气比为最小液气比的 倍，可得吸收剂用量为：
L / h
根据全塔物料衡算式 :
VY1 Y2 L X1 X2
V
Y1
Y2
LX 2

X1
L

1.