化工原理水吸收丙酮的课程设计

吉林化工学院课程设计吉林化工学院化工原理课程设计题目水吸收丙酮填料吸收塔的设计教学院化工与生物技术学院专业班级生工1101学生姓名学生学号11130117指导教师张卫华2013年12月19日吉林化工学院课程设计课程设计任务书1、设计题目：水吸收丙酮过程填料吸收塔的设计；试设计一座填料吸收塔，用于脱除混于空气中的丙酮气体。混合气体的处理量为1550（m3/h），其中含空气为96％，丙酮气为4％（mol分数），要求丙酮回收率为98％（mol分数），采用清水进行吸收，吸收剂的用量为最小用量的1.5倍。（25C°下该系统的平衡关系为y＝1.75x）2、工艺操作条件：（1）操作平均压力常压（2）操作温度t=25℃（3）填料类型及规格自选。3、设计任务：完成吸收工艺设计与计算，有关附属设备的设计和选型，绘制吸收系统的工艺流程图和吸收塔的工艺条件图，编写设计说明书。吉林化工学院课程设计I目录摘要........................................................................III第1章绪论..................................................................11.1吸收技术概况.............................................................11.2吸收设备的发展...........................................................11.3吸收在工业生产中的应用..................................................71.3.1吸收的应用.........................................................71.3.2塔设备在化工生产中的作用和地位.....................................81.3.3化工生产对塔设备的要求..............................................8第2章设计方案...............................................................102.1吸收剂的选择.............................................................102.2吸收工艺流程的确.........................................................112.2.1吸收工艺流..........................................................112.2.2吸收工艺流程图及工艺过程说明........................................122.3吸收塔设备及填料的选择..................................................122.3.1吸收塔的设备选择....................................................122.3.2填料的选择..........................................................132.4操作参数的选择...........................................................142.4.1操作温度的选择.....................................................142.4.2操作压力的选择.....................................................14第3章吸收塔的工艺计算...................................................153.1基础物性数据............................................................153.1.1液相物性数据.......................................................153.1.2气相物性数据.......................................................153.2物料衡算................................................................163.3填料塔的工艺尺寸的计算..................................................163.3.1塔径的计算.........................................................163.3.2泛点率校核.........................................................173.3.3填料规格校核.......................................................173.3.4液体喷淋密度校核...................................................173.4填料塔填料高度计算......................................................183.4.1传质单元高度计算...................................................183.4.2传质单元数的计算...................................................193.4.3填料层高度的计算...................................................203.5填料塔附属高度计算.......................................................203.6液体分布器计算和再分布器的选择和计算....................................20吉林化工学院课程设计II3.6.1液体分布器.........................................................203.6.2布液孔数...........................................................213.6.3液体保持管高度....................................................223.7其他附属塔内件的选择....................................................223.7.1液体分布器.........................................................233.7.2液体再分布器.......................................................233.7.3填料支承板.........................................................243.7.4填料压板与床层限制板...............................................243.7.5气体进出口装置与排液装置..........................................243.8吸收塔的流体力学参数的计算..............................................253.8.1吸收塔的压力降.....................................................253.8.2吸收塔的泛点率.....................................................273.8.3气体动能因子.......................................................273.9附属设备的计算与选择....................................................273.9.1离心泵的选择与计算.................................................273.9.2进出管工艺尺寸的计算举例...........................................28工艺设计计算结果汇总与主要符号说明.......................................29对设计过程的评述和有关问题的讨论.........................................32参考文献..........................................................错误!未定义书签。结束语........................................................................错误!未定义书签。吉林化工学院课程设计III吉林化工学院课程设计III摘要吸收是利用混合气体中各组分在液体中的溶解度的差异来分离气态均相混合物的一种单元操作。在化工生产中主要用于原料气的净化，有用组分的回收等。填料塔是气液呈连续性接触的气液传质设备。塔的底部有支撑板用来支撑填料，并允许气液通过。支撑板上的填料有整砌和乱堆两种方式。填料层的上方有液体分布装置，从而使液体均匀喷洒于填料层上。本次化工原理课程设计的目的是根据设计要求采用填料吸收塔的方法处理含有二氧化硫的混合物，使其达到排放标准。在设计中,主要以水吸收混合气中的二氧化硫，在给定的操作条件下对填料吸收塔进行物料衡算。本次设计包括设计方案的选取，主要设备的工艺设计计算——物料衡算、设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算，工艺流程图，主要设备的工艺条件图等内容。关键词：水填料塔吸收丙酮低浓度吉林化工学院课程设计4第1章绪论1.1吸收技术概况在化工生产中,经常要处理各种原料、中间产物、粗产品。这些物料几乎都是混合物,而且大部分都是均相物系,往往不能满足生产要求,需要把它们分离成较为纯净的物质。为了实现这种分离,常利用均相物系中不同组分的某种性质差异,使其中的一种组分(或几种组分),在分离设备所提供的两相物系界面上,通过充分的接触,从一相转移到另一相,其它组分仍保留在原物系中,从而实现了分离。这种分离是物质在相际间的转移过程,即物质传递过程,也是化工生产中的单元操作。吸收就是这种以物质分离为目的的单元操作。吸收是用来分离气体混合物的,是利用混合气体中各组分在吸收剂中的溶解度的差异而实现分离的操作。在吸收过程中,混合气体与合适的液体吸收剂在吸收设备中充分接触,气体中易溶解的组分被溶解,不能溶解的组分仍保留在气相中,这样混合气体就实现了分离。吸收作为一种重要的物质分离操作被广泛地应用在化工、石化等工业生产过程中。通过吸收可以回收混合气体中的有用组分,例如用液态烃吸收石油裂解气中的乙烯和丙烯,用洗油吸收焦炉煤气中的芳烃物质,用硫酸处理焦炉气以回收其中的氨等;还可以通过吸收除去混合气体中的有害组分使其净化,例如用水或碱液除