08化工分离工程课程设计模版

课程设计(论文)题 目 名 称 水吸收二氧化硫填料塔的工艺设计 课 程 名 称 分离工程 学 生 姓 名 学 号 系 、专 业 生化系08级化学工程与工艺 指 导 教 师 戴友志 2011 年 12 月 14 日目 录一、 课程设计任务书 3二、 概述 4三、 工艺设计计算 51、 设计依据 52、 设计方案 53、 工艺方案的设计选择 53.1 基础物性数据 53.2 物料衡算 6四、 设备设计与选型 71、 填料塔的工艺尺寸的计算 71.1 塔径的计算 81.2 填料层高度计算 81.3 填料层压降计算 102、 液体分布器简要设计 10 2.1 液体分布器的选型 112.2 分布点密度计算 112.3 布液计算 11五、参考文献 12六、总结 13七、致谢 14八、附工程图纸 1508级化学工程与工艺专业分离工程课程设计任务书1、 设计项目： 水吸收填料吸收塔的工艺设计2、 已知技术参数和条件： 原料来源：矿石焙烧炉送出的气体经冷却后送入填料吸收塔，用20的清水除去其中的，入塔炉气的摩尔分率为0.05，要求的吸收率为95，其他可看作惰性气体不被吸收，吸收塔为常压操作，由于是低浓度吸收，过程可看作恒温吸收，溶液的物性可近似取纯水的数据，惰性气的平均分子量可看为29。在水中的扩散系数为DL=1.47*10cm/s=5.29*10m/h，在空气中的扩散系数为：DV=0.108cm/S=0.039m/h，炉气的黏度近似取空气的黏度：uv=1.81*10Pa.S=0.065kg/（m.h），常压下20在水中的亨利系数为E=3.55*10kPa。相平衡常数E=35.04。3、 设计要求1、吸收塔的型式、填料选择及工艺设计计算。 2、物料衡算3、画出吸收塔的装配图。图面应包括设备的主要工艺尺寸，技术特性表和接管表。4、设计计算说明书内容。5、绘制主要设备的装配图。用A2图纸绘制主要设备装配图（图面应包括设备主视图、局部视图等，并配备明细表、管口表、技术性能表、技术要求等），要求采用CAD制图。 指导老师： 戴友志2011年11月25日 概 述 分离工程是一门研究化工及其它相关过程中物质的分离和纯化方法的一门技术科学。它涵盖了化学反应和工程问题两个对象，是将二者特性结合起来的一门学科。对于化学工程科学生，它的理论深度和实际难度都很强，是学习的重点，也是难点。在学习过程中要求我们理论和实践有很好的结合能力，二者缺一，都无法将这门课程学好。所以学习时需要我们态度认真，并关键掌握其学习方法和侧重点。此次课程设计，是结合分离工程这门课程的内容及特点所进行的一次模拟设计。它结合实际进行计算，对我们理解理论知识有很大的帮助。同时，通过做课程设计，我们不仅熟练了所给课题的设计计算，而且通过分析课题、查阅资料、方案比较等一系列相关运作，让我们对工艺设计有了初步的设计基础。在设计过程中解决所遇难题，对我们养成独立思考、态度严整的工作作风有极大的帮助，并为我们以后从事这个行业做好铺垫。水吸收填料塔的工艺是较成熟的一个工艺。它对我们熟悉传统有机合成工艺有很好的帮助，并为新的工艺研究有很好的指示作用。该设计包括了方案讨论、设备设计，工艺流程等内容，涵盖了分离工程的基本知识，对我们进一步掌握课本知识很有益处。同时，对机械基础设计和机械制图的掌握都有明显的帮助。通过认真做此次课程设计，相信同学们在个方面都会有很大的提高。在戴老师指导下，大家能互相帮助，讨论解决遇到的难题。在此，预祝此次设计有圆满的结果！水吸收SO2填料塔的工艺设计一、吸收塔的型式、填料选择及工艺设计计算 矿石焙烧炉送出的气体冷却到25后送入填料塔中，用20清水洗涤除去其中的S02。入塔的炉气流量为2400m/h，其中SO2的摩尔分率为0.05，要求SO2的吸收率为95%。吸收塔为常压操作，因此过程液气比很大，吸收温度基本不变，可近似取为清水的温度。试设计填料塔为吸收塔。设计方案的确定 用水吸收SO2属于中等浓度的吸收过程，为提高传质效率，选用逆流吸收过程。因用水作为吸收剂，且SO2不作为产品，故采用纯溶剂。填料选择 对于水吸收SO2的过程，操作温度及操作压力较低，工业上通常选用塑料散装填料。在塑料散装填料中，塑料阶梯环填料的综合性能较好，故选用DN38聚丙烯阶梯环填料。二、基础物性数据1.气相物性数据 对低浓度吸收过程，溶液的物性数据可以近似取纯水的物性数据。由手册查得，20时水的有关数据为：密度 黏度表面张力SO2在水中的扩散系数为2.气相物性数据 混合气体的平均摩尔质量混合气体的平均密度为混合气体的黏度可近似取空气的黏度，查手册可知20时水的黏度为查手册得SO2在空气中的扩散系数为3.气液相平衡数据 由手册查得，常压下20时SO2在水中的亨利系数为：E=3.55103kPa相平衡常数为：溶解系数为三、物料衡算进塔气相摩尔比为：出塔气相摩尔比： (其中为吸收率)进塔惰性气体流量为：该吸收过程属于低浓度吸收，平衡关系为直线，最小液气比计算如下：对于纯溶液吸收过程，进塔液体组成为X2=0取操作液气比为：L=46.6193.25=4346.38kmol/h四、填料塔的工艺尺寸计算4.1塔径计算气相质量流量为：液相质量流量可以近似按纯水的流量计算，即：Eckert通用关联图的横坐标为：由公式（查化工原理课程设计P175表4-3得到A=0.204,K=1.75）查化工原理课程设计P176图4-5可知查表4-4(见化工原理课程设计P176)可得取 常用塔径(mm)为400、500、600、700、800、1000、1200、1400、1600、2000、2200等。由 圆整塔径，取D=1.2m。泛点率校核：由公式（见书化工原理课程设计P177）式中：u液体喷淋密度，m3/(m2s);Lh液体喷淋量，m3/s；D填料塔直径，m.计算可得到填料规格校核：液体喷淋密度校核，取最小湿润速率为：查填料手册得：经以上校核可知，填料塔直径选用D=1.2m合理。4.2填料塔高度计算脱吸因数为：气相传质单元数为:气相总传质单元高度采用修正的恩田关联式计算：式中g=1.27108m/h查化工原理课程设计表4-6得液体质量通量为:气膜吸收系数由下式计算:气体质量通量为：液膜吸收系数由下式计算由 查表4-7（见化工原理课程设计P179）得：则由，得：则由由设计取填料层高度为Z=6m查表4-8（见化工原理课程设计P180），对于阶梯环填料，。取，则h=81200=9600mm计算得填料层高度为6000mm，故不需要分段。4.5填料层压降的计算采用Eckert通用关联图计算填料层压降。横坐标为：查表4-11得：纵坐标为：查图4-5得：填料层压降为：=107.916=647.46Pa4.6液体分布器简要设计（1）液体分布器类型该吸收塔液相负荷较大，而气相负荷相对较低，故选用槽式液体分布器。（2）分布点密度计算按Eckert建议值，时，喷淋点密度为42点/，因该塔液相负荷较大，设计取喷淋点密度为120点/。布液点数为按分布点几何均匀与流量均匀的原则，进行布点设计。设计结果为：二级槽共设七道，在槽侧面开孔，槽宽度为80mm，槽高度为210mm，两槽中心矩160mm。分布点采用三角形排列，实际设计点数为n=132点，（3）布液计算由取设计取d0=14mm。参考文献：1刘家祺分离工程高等教育出版社，20102姚玉英化工原理天津科学技术出版社，20093化学化工物性数据手册化学工业出版社，20024董大勤化工设备机械基础化学工业出版社，20065周大军化工工艺制图化学工业出版社，20056实用化学手册 科学出版社总 结至此，经过三周时间，此次课程设计已经接近尾声。在这次课程设计中遇到的难题，自己也通过各种学习途径有了解决。看到这份设计书能在预期内顺利完成，真的感到十分欣慰。同时，也享有“一分耕耘，一分收获”的喜悦。我相信，只有努力过，才会拥有成功的机会。在进行课程设计的过程中，我们通过这样与实际情况联系的学习，对以前许多比较抽象理论的理解会更加透彻。此次课程设计前，我们也对其它学科进行过设计学习。将这次设计各部分都完成后，自己能体会到此次的差异。这次的课程设计有个最大的特点就是它的相对完整性。在以往课程设计中，我们接触的都是单个的单元，而此次的设计要求我们对整个工艺有完整的流程。这不仅与本门课程的特征相关，也让我们对一个工艺流程设计所需考虑的问题有比较全面的了解。对我们以后全面考虑问题有很好的帮助，可谓受益匪浅。本次设计将工艺设计和设备设计结合，对二者有了全面的联系和掌握。着不仅使自己对各个单元操作有了了解，同时对我们今后工作中考虑问题很有益处。这次的课程设计相当一次模拟实践，帮助我们养成严整、务实的良好作风，提高了全面考虑问题的综合能力。各方面都有了较大程度的进步，达到了预期效果，实为一件美事，对学习极有帮助。致谢课程设计对于工科学生是一个十分重要的环节，作为化学工程与工艺专业的学生，特别感谢教研室的老师们能结合实际，对我们的课程有着精心合理的安排。让我们能够理论和实践及时结合学习，即提高了平日的学习兴趣，又与今后的工作接轨，做了很好的铺垫。此次课程设计由戴友