水吸收氨氣的填料吸收塔設計畢業論文-全文預覽

　　

【正文】 25Hd (36) ti=ti1+HdCL(XiXi1) (37)ti,ti1——第i段兩端的液相溫度，℃；L——溶液流速，kmol/h（由于xixi1很小，L可視為常數）；CL——溶液的平均比熱，kJ/(kmol?℃)；Hd——溶質的微分溶解熱，kJ/kmol (取xi與xi1之間的平均數)。 上面的三點假設過程所釋放出的熱量全部用來加熱液體。綜上所述選用25mm聚丙烯階梯環塔填料（亂堆），：比表面積at：228m2/m3空 隙 率 ε：干填料因子?：313m1表21 階梯環性能參數材質外徑d，mm外徑高厚dHδ比表面積at，m2/m3空隙率ε，m3/m3個數n，個/m3堆積密度ρp，kg/m3干填料因子at/ε3，m1填料因子Φ，m1塑料25385076253819150307637322881500272009980342031311224012080723 工藝計算 氣液平衡用水吸收NH3會產生很大的熱效應，使塔內的溫度顯著升高，對氣液平衡關系和吸收速率產生明顯影響。(2) 規整填料規格的選擇 工業上常用規整填料的型號和規格的表示方法很多，國內習慣用比表面積表示，主要有12150、250、350、500、700等幾種規格。工業塔常用的散裝填料主要有DN1DN2DN3DN50、DN76等幾種規格。塑料填料的缺點是表面潤濕性能較差，在某些特殊應用場合，需要對其表面進行處理，以提高表面潤濕性能。塑料填料的耐腐蝕性能較好，可耐一般的無機酸、堿和有機溶劑的腐蝕。
(2) 金屬填料 金屬填料可用多種材質制成，金屬材料的選擇主要根據物系的腐蝕性和金屬材質的耐腐蝕性來綜合考慮。幾種實體填料如下圖所示： 圖22 幾種典型填料綜上所述，經分析各填料特點、性能，本課程設計選擇散裝階梯環填料。由于高徑比減少，使得氣體繞填料外壁的平均路徑大為縮短，減少了氣體通過填料層的阻力。鮑爾環由于環壁開孔，大大提高了環內空間及環內表面的利用率，氣體阻力小，液體分布均勻。
(1) 拉西環填料 其結構為外徑與高度相等的圓環，可用陶瓷、塑料、金屬等材質制造。其缺點是不適用于處理黏度大、易聚合或有懸浮物的材料，且裝卸、清理困難，造價高。該填料的波紋板片上沖壓的小孔，可起到粗分配板片上的液體，加強橫向混和作用。
金屬絲網波紋填料是網波紋填料的主要形式，是由金屬絲網制成的。 規整填料規整填料是按一定的幾何圖形排列，整齊堆砌的填料。所選填料應具有較大的操作彈性，以保證塔內氣、液負荷發生波動時維持操作穩定。 (3) 填料層的壓降 填料層的壓降是填料的主要應用性能，填料層的壓降越低，動力消耗越低，操作費用越小。對于常用的工業填料，其HEYP(或HTU值)可由有關手冊或文獻中查到，也可以通過一些經驗公式來估算。 塔填料的選擇包括確定填料的種類、規格及材料。因此本課程設計用水吸收氨氣，即水作為吸收劑是最佳選擇。
(4) 黏度 吸收劑在操作溫度下的黏度越低，其在塔內的流動性越好，有助于傳質速率和傳熱速率的提高。 吸收劑的選擇 吸收過程是依靠氣體溶質在吸收劑中的溶解來實現的，因此，吸收劑性能的優劣，是決定吸收操作效果的關鍵之一，選擇吸收劑時應著重考慮以下幾方面。 (5) 串聯并聯混合操作 若吸收過程處理的液量很大，如果用通常的流程，則液體在塔內的噴淋密度過大，操作氣速勢必很小（否則易引起塔的液泛），塔的生產能力很低。該流程特別適宜于相平衡常數m值很小的情況，通過吸收液的部分再循環，提高吸收劑的使用效率。并流操作通常用于以下情況：當吸收過程的平衡曲線較平坦時，流向對推動力影響不大；易溶氣體的吸收或處理的氣體不需吸收很完全；吸收劑用量特別大，逆流操作易引起液泛。逆流操作的特點是傳質平均推動力大，傳質速率快，分離效率高，吸收劑利用率高。(2) 除去有害組分以凈化氣體。內蒙古科技大學本科生課程設計說明書題 目：水吸收氨氣的填料吸收塔設計學生姓名：學 號：專 業：化學工程與工藝班 級：10化工3班指導老師：赫文秀緒 論為了避免化學工業產生的大量的含有氨氣的工業尾氣直接排入大氣而造成空氣污染，需要采用一定方法對于工業尾氣中的氨氣進行吸收，本次課程設計的目的是根據設計要求采用填料吸收塔吸收的方法來凈化含有氨氣的工業尾氣，使其達到排放標準。(1) 分離混合氣體以獲得一定的組分。目 錄1 設計方案的確定 1 流程選擇及說明 1 吸收劑的選擇 22 填料的選擇 4 4 4 規整填料 5 散裝填料 53 工藝計算 9 氣液平衡 9 非等溫吸收的熱量衡算 9 平衡關系的確定 10 物料衡算 12 吸收劑用量 13 操作線的計算 14 操作線溫度的計算 14 操作線方程的確定 14 塔徑計算 15 泛點率校核： 17 液體噴淋密度校核 17 填料層高度的計算 18 傳質系數的計算 20 填料層壓降計算 224 填料吸收塔附件設計及選型 25 液體分布裝置 25 填料支撐裝置 26 輔助設備的選型 27 管徑的計算 27 泵的選型 285 設計一覽表 30參考文獻 31課程設計心得 3234 / 381 設計方案的確定 流程選擇及說明 吸收裝置的流程主要有以下幾種：(1) 逆流操作 氣相自塔底進入由塔頂排出，液相自塔頂進入由塔底排出，此即逆流操作。并流操作的特點是，系統不受液流限制，可提高操作氣速，以提高生產能力。對于非等溫吸收過程，為控制塔內的溫升，需取出一部分熱量。此種操作因塔內需留較大空間，輸液、噴淋、支撐板等輔助裝置增加，使設備投資加大。該填料塔中，氨氣和空氣混合氣體，經由填料塔的下側進入填料塔中，與從填料塔頂流下的水逆流接觸，在填料的作用下進行吸收。 (3) 揮發度要低 操作溫度下吸收劑的蒸氣壓要低，以減少吸收和再生過程中吸收劑的揮發損失。因為本設計氨氣為吸收質，所以選擇用清水作吸收劑，水廉價易得，物理化學性能穩定，而且氨氣極易溶于水，符合吸收過程對吸收劑的基本要求。因此，填料的選擇是填料塔設計的重要環節。在滿足工藝要求的前提下，應選用傳質效率高，即HEYP(或HTU值)低的填料。對于大多數常用填料其泛點氣速或氣相動能因子可由有關手冊或文獻中查到，也可以通過一些經驗公式來估算。
(4) 填料的操作性能 填料的操作性能主要指操作彈性、抗污堵性及抗熱敏性等。 填料種類很多，根據填料方式不同，可分為散裝填料和規整填料兩大類。波紋填料按結構分為網波紋填料和板波紋填料兩大類，可用陶瓷、塑料、金屬等材質制造。 金屬板波紋填料是板波紋填料的主要形式。
波紋填料的優點是結構緊湊，阻力小，傳質效率高，處理能力大，比表面積大。現介紹幾種典型的散裝填料。其結構為在拉西環的側壁上開出兩排長方形的窗孔，被切開的環壁的一側仍與壁面相連，另一側向環內彎曲，形成內伸的舌葉，諸舌葉的側邊在環中心相搭，可用陶瓷、塑料、金屬等材質制造。
(3) 階梯環填料 階梯環是對鮑爾環的改進，與鮑爾環相比，階梯環高度減少了一半，并在一端增加了一個錐形翻邊。還有弧鞍填料，