水吸收氨过程填料吸收塔设计1000.doc

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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1000 m3/h，其中含氨气为8％〔体积分数〕，，可得吸收剂用量为：
根据全塔物料衡算式:
液气比 ：
(三)塔径的计算
采用贝恩----霍夫泛点关联式:
即
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. 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的要求.
(四)填料层高度计算
273K，，
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,如此
293K，，氨气在空气中的扩散系数
293K，，氨气在水中的扩散系数 (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用修正的恩田关联式计算：
液体质量通量为：
气体质量通量为：
故
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气膜吸收系数：
液膜吸收系数:
查表得= 故
223
223
f =
以下公式为修正计算公式：
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如此 〔H为溶解度系数〕；
=
由
=
2. 填料层高度的计算
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) 填料塔压降的计算
采用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：
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Eckert图
(六) 吸收塔的主要接收尺寸的计算
1、气体进料管
由于常压下塔气体进出口管气速可取12～20，故假如取气体进出口流速近似为16m/s，如此由公式可求得气体进出口内径为
采用直管进料，由《化工原理》 第三版 上册 [谭天恩等主编 化学工业]P269查得
选择热轧无缝钢管，如此
〔在符合X围内〕
气体进出口压降:
进口：
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出口：
2、液体进料管
由于常压下塔液体进出口管速可取，，如此由公式可求得液体进出口内径为
采用直管进料，由《化工原理》第三版 上册 [谭天恩等主编 化学工业]P368查得
选择热轧无缝钢管，如此
〔在符合X围内〕
(七)吸收塔设计条件图表
吸收塔类型
聚丙烯阶梯环吸收填料塔
混合气体处理量〔m3/h〕
1000
塔径D〔m〕
填料层高度Z〔m〕
7
气相总传质单元高度〔m〕
气相总传质单元数
泛点气速〔m/s〕
泛点率
压降〔kpa〕
操作压力〔kpa〕
操作温度〔℃〕
20
填料直径〔mm〕
25
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孔隙率ε
填料比外表积a(㎡/m3)
223
填料常数A
填料常数K
四、符号说明
——填料层的有效传质比外表积〔m²/m³〕
——填料层的润滑比外表积m²/m³
——吸收因数;无因次
——填料直径，mm；
——填料当量直径，mm
——扩散系数，m²/s；塔径
——亨利系数，KPa
——重力加速度，kg/(m².h)
——溶解度系数，kmol /(m³.KPa)
——气相总传质单元高度，m
——气膜吸收系数, kmol /(m³.)
——气相总传质系数，无因次
——气膜吸收系数, kmol /(m³.)
——kJ/()
——解吸因子
——温度，0C
——空塔速度，m/s
——液泛速度，m/s
——惰性气体流量，kmol/h
——混合气体体积流量，m3/h
——混合气体流量，kmol/h