吸收

I化工原理课程设计题目吸收量为2400m3/h水吸收丙酮过程填料塔设计教学院专业班级学生姓名学生学号指导教师2010年12月24日II目录任务书...........................................1摘要·············································2第一章绪论.....................................31.1吸收技术概况...........................................31.2吸收设备的发展.........................................31.3吸收过程在工业生产中的应用.............................4第二章方案设定..................................62.1吸收方法及吸收剂的选择.................................62.2吸收工艺的流程.........................................62.2.1吸收工艺的流程的确定.............................62.2.2吸收工艺流程图及工艺过程说明.....................62.3吸收塔设备及填料的选择.................................82.3.1塔填料的分类及结构...............................82.3.2填料塔的性能.....................错误!未定义书签。2.3.3填料的选用.......................................92.4操作参数的选择.........................................92.4.1操作温度的选择..................................102.4.2操作压力的选择..................................102.4.3其它............................................10第三章吸收塔工艺计算..........................113.1基础物性数据..........................................113.1.1液相物性数据....................................113.1.2气相物性数据....................................113.1.3气液相平衡数据..................................153.2物料衡算..............................................153.3填料塔的工艺尺寸计算..................................163.3.1塔径的计算......................................163.3.2泛点率校核......................................163.3.3填料规格校核：..................................173.3.4液体喷淋密度校核：..............................173.4填料层高度H的计算....................................173.4.1传质单元高度oGH的计算..........................173.4.2传质单元数的计算................................193.5填料塔附属高度的计算..................................203.6液体分布器计算........................................213.6.1液体分布器......................................213.6.2布液孔数........................................213.6.3布液计算........................................213.6.4塔底液体保持管高度..............................213.6.5液体再分布器···················18III3.7其他附属塔内件的选择..................................223.7.1气体的进出口装置和排液装置......................223.7.2气体除沫装置....................................223.7.3填料支撑及压紧装置..............................203.7.4填料压紧装置....................................213.7.5手孔............................................243.7.6封头和裙座......................................243.8流体力学性质计算......................................243.8.1吸收塔的压力降计算..............................243.8.2吸收塔的泛点率..................................253.8.3气体动能因子....................................253.9附属设备的计算与选择..................................263.9.1离心泵的选择与计算..............................263.9.2进出管工艺尺寸的计算举例........................27工艺设计计算结果................................26本设计主要符号说明..............................27对设计过程的评述和有关问题的讨论.................29结束语..........................................30参考文献........................................31吉林化工学院化工原理课程设计-4-课程设计任务书1、设计题目：年处理量为835.2吨丙酮气体吸收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2400（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。吉林化工学院化工原理课程设计-5-摘要填料塔气液两相密切接触进行传质和传热，在正常操作下，气相为连续相，液相为分散相，气相组成呈连续变化，属微分接触逆流操作过程。它具有较高的分离效率，因此根据丙酮和空气的物理性质和化学性质分析，采用填料塔。本次设计针对二元物系的吸收问题进行分析、计算、核算、绘图，是较完整的吸收设计过程，并通过对填料塔的计算，可以得出填料塔的各种设计参数，此设计方法被工程技术人员广泛的采用。关键词：填料塔，水，丙酮，吸收吉林化工学院化工原理课程设计-6-第一章绪论1.1吸收技术的概况吸收是典型的传质单元操作。当气体混合物与适当的液体接触，气体中的一个或几个组分溶于液体中，而不能溶解的组分仍留在气体中，使气体混合物得到了分离，这种气体混合物得到了分离，这种利用气体混合物中各组分在液体中的溶解度不同来分离气体混合物的。吸收操作所用的液体成为吸收剂或溶剂；混合气中，被溶解的组分成为溶质或吸收质；不被溶解的组分称为惰性气体或载体；所得到的溶液成为吸收液，骑乘分是溶剂与溶质；排出的气体称为尾气。按吸收性质分为物理吸收与化学吸收两大类，在物理吸收中的溶质与溶剂的结合力较弱，解吸比较方便。利用化学反映而实现吸收的操作称为化学吸收。作为化学吸收可被利用的化学反应一般应满足可逆性和较高的反应速率。一般来说吸收过程应包括吸收和解吸两个部分，而设备包含吸收塔和解吸塔。1.2吸收设备的发展在化工、炼油、医药、食品及环境保护等工业部门，塔设备是一种重要的单元操作设备。其作用实现气—液相或液—液相之间的充分接触，从而达到相际间进行传质及传热的过程。它广泛用于蒸馏、吸收、萃取、等单元操作，随着石油、化工的迅速发展，塔设备的合理造型设计将越来越受到关注和重视。吸收塔设备是气液接触的传质设备，一般可分为级式接触和微分接触两类。一般级式接触采用气相分散，设计采用理论板数及板效率；而微分接触设备常采用液相分散，设计采用传质单元高度及传质单元数。吸收是气液传质的过程，应用填料塔较多，而塔填料是填料塔的核心构件，它提供了塔内气—液两相接触而进行传质和传热的表面，与塔的结构一起决定了填料塔的性能,塔填料的研究与应用已获得长足的发展，鲍尔环、阶梯环、莱佛厄派克环、金属环矩鞍等的出现标志着散装填料朝高通量、高效率、低阻力方向发展有新的突破。规整填料在工业装置大型化和要求高分离效率的情况下，倍受重视，已成为塔填料的重要品种。塔填料仍处于发展之中，今后的研究方向主要是提高传质效率，同时考虑填料的强度、操作性能及使用上的通用因素，并综合环型、鞍型及规整填料的优点，进而开发构型优越、堆积接触方式合理、流体在整个床层能均匀分布的新型填料。就目前看，填料的材质仍以陶瓷、金属和塑料为主，特别为满足化工生产中温度和耐腐蚀的要求，以开发并采用了氟塑料制成的填料。有板式塔和填料塔两种形式，下面我们就填料塔展开叙述。填料塔的基本特点是结构简单，压力降小，传质效率高，便于采用耐腐蚀材料制造等，对于热敏性及容易发泡的物料，更显出其优越性。过去，填料塔多推荐用于0.6∽0.7m以下的塔径。吉林化工学院化工原理课程设计-7-近年来，随着高效新型填料和其他高性能塔内件的开发，以及人们对填料流体力学、放大效应及传质机理的深入研究，使填料塔技术得到了迅速发展。气体吸收过程是化工生产中常用的气体混合物的分离操作，其基本原理是利用气体混合物中各组分在特定的液体吸收剂中的溶解度不同，实现各组分分离的单元操作。板式塔和填料塔都可用于吸收过程，此次设计用填料塔作为吸收的主设备。1.3吸收在工业生产中的应用吸收操作在工业生产中得到广泛应用，其目的有下列几项。A制取化工产品（1）应用98%硫酸吸收SO3制取98%硫酸，应用20%发烟硫酸吸收SO3制取20%的发烟硫酸。（2）应用93%硫酸脱除气体中的水蒸气以干燥气体。（3）用水吸收氯化氢制取31%的工业盐酸。（4）用水吸收NO2生产50%-60%的硝酸。（5）用水或37%甲醛水溶液吸收甲醛制取福尔马林溶液。（6）氨水吸收CO2生产碳酸氢铵。（7）纯碱生产中用氨盐水吸收CO2生成NaHCO3。（8）用水吸收异丙醇催化脱氢生产的丙酮。B分离气体混合物（1）油吸收法分离裂解气。（2）用水吸收乙醇氧化脱氢法制取的乙醛。（3）用水吸收丙烯氨氧化法生产的丙烯腈。（4）用醋酸亚铜氨液从C4馏分中提取丁二烯。吉林化工学院化工原理课程设计-8-（5）用水吸收