1、资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。填料塔设计说明书设计题目 :水吸收氨填料吸收塔学院:资源环境学院指导老师 :吴根义罗惠莉设 计 者:赵海江学号: 40408107专业班级 : 08级环境工程1 班资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。一、设计题目试设计一座填料吸收塔,用于脱出混于空气中的氨气。混合气3体的处理为2400m/h,其中含氨5%, 要求塔顶排放气体中含氨低于 0.02%。采用清水进行吸收 , 吸收剂的用量为最小量的 1.5 倍。二、 操作条件1、 操作压力 常压2、 操作温度 20 三、 吸收剂的选择吸收剂对溶质的组分要有良好地吸
2、收能力,而对混合气体中的其它组分不吸收,且挥发度要低。 因此本设计选择用清水作吸收剂,氨气为吸收质。 水廉价易得 ,物理化学性能稳定,选择性好 ,符合吸收过程对吸收剂的基本要求。且氨气不作为产品,故采用纯溶剂。四、流程选择及流程说明逆流操作气相自塔底进入由塔顶排出,液相自塔顶进入由塔底排出 , 此即逆流操作。 逆流操作的特点是传质平均推动力大 , 传质速率快 , 分离效率高 , 吸收剂利用率高。 工业生产中多用逆流操作。五、塔填料选择阶梯环填料。阶梯环是对鲍尔环的改进 , 与鲍尔环相比 , 阶梯环高度减少了一半 , 并在一端增加了一个锥形翻边。 由于高径比减少 ,使得气体绕填料外壁的平均路径大
3、为缩短,减少了气体经过资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。填料层的阻力。 锥形翻边不但增加了填料的机械强度,而且使填料之间由线接触为主变成以点接触为主,这样不但增加了填料间的间隙 ,同时成为液体沿填料表面流动的汇集分散点,能够促进液膜的表面更新 ,有利于传质效率的提高。阶梯环的综合性能优于鲍尔环 ,成为当前使用的环形填料中最为优良的一种选用聚丙烯阶梯环填料, 填料规格 :填料类型公称直径外径高厚比表面积空隙率DN/mm2333at( m /m )m/m (%)塑料阶梯环5050*25*1.5114.20.927六、填料塔塔径的计算1、 液相物性数对低浓度吸收过程,溶液
4、的物性数据可近似取纯水的物性数据。由手册查得, 20 水的有关物性数据如下:密度为 :L =998.2 kg/m3粘度为 : L=0.001 004 PaS=3.6 kg/( m h)表面张力为L=72.6 dyn/cm =940896 kg/h22、 气相物性数据 :20下氨在水中的溶解度系数为: H=0.725kmol/(m3 kPa) 。混合气体的平均摩尔质量为:Mvm=0.0517.03 g/mol +0.95 29 g/mol=28.40g/mol , 混合气体的平均密度为 : vm=1.183 kg/m3混合气体的粘度可近似取为空气的粘度,查手册得 20空气的资料内容仅供您学习参考
5、如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。粘度为 :v=1.81 10 - 5 PaS=0.065 kg/(m h)3、 气相平衡数据20时 NH3在水中的溶解度系数为H=0.725 kmol/(m3 kPa),常压下 20时 NH3在水中的亨利系数为E=76.41kPa。4、 物料衡算 :亨利系数LEHM S相平衡常数EL998.20.754mHM S P0.725 18.02P101.3E 亨利系数H 溶解度系数Ms相对摩尔质量m 相对平衡常数进塔气相摩尔比为:0.05Y10.0526310.05出塔气相摩尔比为:0.05(10.998)Y20.050.0001052631混合气体流量 :2
6、400 273199.83( kmol / h)29322.4惰性气体流量 :资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。QnG99.83(10.05)94 .8385(kmol / h)最小液气比 : X2=0QnL minY1Y2Y1Y20.05263 0.000105263()X1X 2 Y10.052630.752QnGX 20m0.754取实际液气比为最小液气比的1.5 倍,则可得吸收剂用量为 :Qnl0.75294.83851.5106.977828( kmol / h)X 1Q nG (Y1Y2 )(0.052630.000105263 ) * 94 .8385
7、Qnl106.9778280.04656则液气比 :QnL106.977828 * 18Q0.67922400 / 24.04 * 28.4气体质量流量 :WV24001.1832839.2kg / h液相质量流量可近似按纯水的流量计算,即 :WL106.97782818.021927.74 kg / h填料总比表面积: at=114.2m2/m3u 2Fat1/ 41 / 8lgV0 .2AKLVg3LLVLu 2F1/ 41 / 8lg114.21.1831.004 0.20.2041.75 1927.741.1830.48039.810.9273998.22839.2998.2u F21
8、14.21.1830.20.3319.810.92731.004998.2u F2143.36 * 0.001185* 1.0079870.3319.81u F20.33199.81（/143.36 * 0.001185 * 1.007987） 19.1u F =4.37m/s资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。u=0.80* u F =0.80*4.37=3.496m/s4VS4 2400 / 3600D0.497mu3.496取证后 D=0.5m=500mLhu20.785 D泛点率校核 :2400/ 36003.397m/ su0.520.785u / u F3.397 / 4.37 0.777符合三散装的0.5 0.85D500 / 50108d液体喷淋密度校核:取最小润湿速率为:( L )min0.08m3/( m h)Wat114.2m2 / m3因此U min(LW ) min at0.08114.2 9.136 m3 /(m 2h)LhU0.785 D 2106.977828 * 189.830m3 /(m 2h) U min0.785 0.5* 0.5998.2经以上校核可知, 填料塔直径选用D0.5m 合理。七、填料层高度计算查表知, 0C, 101.3kpa下 ,NH 3在空气中的扩散系数Do0.17cm2/ s
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