4000立方每小时水吸收氨填料塔设计

1、学号：3别：业：名：胡科研目 录（1）根据设计任务和工艺要求，确定设计方案；（2）针对物系及分离要求，选择适宜填料；（3）确定塔径、填料层高度等工艺尺寸；（4）计算塔高及填料层的压降。1（1）吸收剂的选择（2）填料的类型与选择（4）填料规格的选择常用填料的塔径与填料公称直径比值 D/d 的推荐值列于下表。表1 D/d 的推荐值D/d2030D/d15D/d1015D/d8（5）填料材质的选择2表2 mmm-124923922015494230.910.9010.810.9010.92综合以上：选择塑料鲍尔环散装填料 Dn50。5. 混合气体压力 101.3KPa6. 塔顶排放气体中含氨低于 2

2、%7. 采用清水为吸收剂，吸收剂最小用量的 1.1-2 倍8. 填料类型：采用聚丙烯鲍尔环填料2.2 液相物性数据20水的有关物性数据如下：1.l32. 黏度： 0.001 . 3.6 / .l3. 表面张力为: dyn/cm940896kg/h2z4. 20CNH :H 0.725kmol/m kpa335. 20CNH :D 7.3410 m /h23l223v2.3 气相物性数据1.混合气体的平均摩尔质量为M ym 0.0517.03040.9529 28.4015vmiiRT3V查手册得氨气在 20空气中扩散系数：D =0.189cm /s=0.068m /s22v20 下氨在水中的溶

3、解度系数：H 0.725kmol /(m3kpa),常压下 20时C=998.2/(0.72518.02)=76.40KpaSE相平衡常数：m Lp P S1.进塔气相摩尔比为4yY 1112.出塔气相摩尔比为Y Y (1 )0.05263(10.98)0.00105321A3.进塔惰性气体流量V (10.05)158.0631kmolhY Y(2-6) 12min12因为是纯溶剂吸收过程，进塔液相组成X 02120.7389 Y0.052630.7541minm2取操作液气比为最小液气比 1.8 倍，则 1.3300(2-7)m i nL=1.33158.0631=210.2239 kmol

4、/h12121氨的微分溶解热（氨的冷凝潜热在水中溶解热）5HNH3t t n(2-8)CnL便，故上式可写为：t 20L(2-9)1PM 101.3 28.43338.315V塔径气相质量流量为： =30001.183=3549Kg/hV即: =157.670418.02=2841.2206 /hL1.空塔气速的确定泛点气速法对于散装填料其泛点率的经验值 u/u =0.50.85f贝恩（）霍根（Hougen）关联式，即： 14 18u2w =A-K(3-1)12VV3LVL23t61u2F即：() 3所以：u /9.81（112/0.90131.1836/998.2）=0.28065782FU

5、=3.9059m/sff重力加速度，9.81m/s22t3 998.2 /kg m液相密度3l /m 气相密度3VLVA=0.0942；K=1.75；FVsD0.6730（3-2） D=0.7m（常用的标准塔径为 4005006007008001000、40002uFuF7根据填料规格校核：D/d=700/50=1483.液体喷淋密度的校核：(1) 填料塔的液体喷淋密度是指单位时间、单位塔截面上液体的喷淋量。L 08m 。h3 U L 0.08112 8.96m /m h32wtwLLY mX 0.038780.754 0.029241Y* mX 0223.2.1 传质单元数的计算12YM12

6、ln12=8Y Y=0.05263-0.001053/0.007204=7.159521M3.2.2 传质单元高度的计算0.1 0.05U U2 0.2（3-9） 2cltg2 LLVtltlt液体质量通量为：u =2841.2206/0.7850.60.6=10053.8592kg/(h)L气体质量通量为： u =3549/0.7850.60.6=12558.3864kg/(h)V 13 tV（3-10）G Vvt10 36008.314293)=0.064482 kmol/( h kpa)-42Ug32（）LLLwlLLL81/3因为 1.45 0.064480.37401.45 1121

7、.11.1KGGW=4.0492kmol/(m hkpa)3 K K0.4LLW=10.5219/h9因为： u =uFu 1 9.50.5 kuGGF3u0.5 k kulLF=12.6(0.73950.5) 10.5219=11.7010 1/h111KGL3VVYG2=0.4385 m对于鲍尔环散装填料的分段高度推荐值为 h/D=510。h=560010600=36muFuPgLW=0.02756LVVL111129.81=1098.72 Pa/m全塔填料层压降 P=1098.724=4394.88 Pa4000m/h1.填料塔设计结果一览表0.6m填料层高度填料规格操作液气比校正液体流速压降惰性气体流量118.5474kmol/h2.填料塔设计数据一览表E亨利系数，Pa/s=6228 10u 气体的粘度，1.73105V28/m33VLW =5358.89572/h W =7056.6kg/h分别为气体和液体的质量流量LV/ m s3kmolK a气相总体积传质系数，YZ2D4H 气相总传质单元高度，mOGOG/2G23t33kmol m s kPak/G H/以摩尔浓度差表示推动力的液摩尔传质系数，m/skLm/KRD 0.081m /h;D 7.3410 m /h氨气在空气中中的扩散系数及氨