环境工程原理课程设计 丙酮吸收填料塔要点

环境工程原理课程设计 水吸收丙酮填料塔设计

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题目 水吸收丙酮填料塔设计

学 院 专业班级 学生姓名 学生学号 指导教师

2014年6月16日

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环境工程原理课程设计 水吸收丙酮填料塔设计

目录

第一章 设计任务书................................................... 3

1.1 设计题目.................................................... 3 1.2 设计任务及操作条件.......................................... 3 1.3 设计内容.................................................... 3 1.4 设计要求.................................................... 3 第二章 设计方案的确定............................................... 4

2.1 设计方案的内容.............................................. 4

2.1.1 流程方案的确定........................................ 4 2.1.2 设备方案的确定........................................ 4 2.2 填料的选择.................................................. 5 第三章 吸收塔的工艺计算............................................. 6

3.1 基础物性数据................................................ 6

3.1.1 液相物性数据.......................................... 6 3.1.2 气相物性数据.......................................... 6 3.1.3气液平衡相数据 ........................................ 7 3.2 物料衡算.................................................... 7 3.3 填料塔塔径的计算............................................ 8

3.3.1 泛点气速的计算........................................ 8 3.3.2 塔径的计算及校核...................................... 9 3.4.1 气相总传质单元数的计算............................... 10 3.4.2 气相总传质单元高度的计算............................. 10 3.5 填料塔流体力学校核......................................... 13

3.5.1 气体通过填料塔的压降................................. 13 3.5.2 泛点率............................................... 13 3.5.3 气体动能因子......................................... 13

第四章 塔内辅助设备的选择和计算.................................... 14

4.1 液体分布器................................................. 14 4.2 填料塔附属高度............................................. 15 4.3 填料支承装置............................................... 15 4.4 填料压紧装置............................................... 15 4.5 液体进、出口管............................................. 16 4.6 液体除雾器................................................. 16 4.7 筒体和封头................................................. 17 4.8 手孔....................................................... 17 4.9 法兰....................................................... 18 4.10 裙座...................................................... 19 第五章 设计计算结果总汇表.......................................... 21 第六章 课程设计总结................................................ 24 参考文献........................................................... 25 附录............................................................... 26

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环境工程原理课程设计 水吸收丙酮填料塔设计

第一章 设计任务书

1.1 设计题目

水吸收丙酮填料塔设计

1.2 设计任务及操作条件

（1）气体处理量：1820 m3/h

（2）进塔混合气含丙酮5%（Vol），进塔温度35℃

（3）进塔吸收剂（清水）温度：25℃，吸收剂的用量为最小用量的1.3倍 （4）丙酮回收率：90% （5）操作压力：常压

（6）每天工作24小时，一年300天

1.3 设计内容

（1）确定吸收流程

（2）物料衡算，确定塔顶塔底的气液流量和组成 （3）选择填料、计算塔径、填料层高度、填料分层、塔高

（4）流体力学特性校核：液气速度求取、喷淋密度校核、填料层压降计算

（5）附属装置的选择与确定：液体喷淋装置、液体再分布器、气体进出口及液体进出口装置、栅板

1.4 设计要求

（1）设计说明书内容 ① 目录和设计任务书 ② 流程及流程说明 ③ 设计计算及结果总汇表 ④ 对设计成果的评价及讨论 ⑤ 参考文献

（2）绘制填料塔设计图

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第二章 设计方案的确定

2.1 设计方案的内容

2.1.1 流程方案的确定

本工艺采用清水吸收丙酮，为易溶气体的吸收过程，由于逆流操作传质推动力大，传质速率快，分离效率高，吸收剂利用率高，故选用逆流操作，即气体自塔低进入由塔顶排出，液体自塔顶进入由塔底排出。

流程说明：

在该填料塔中，丙酮和空气的混合气体经由填料塔的下侧进口进入塔中，与从填料塔塔顶流下的清水逆流接触，在填料表面进行传质吸收，经过吸收的混合气体从塔顶排出，吸收了丙酮的水由填料塔的下端流出。常规逆流操作流程见图1-1。

图1-1 常规逆流操作流程图

2.1.2 设备方案的确定

填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备，塔身是一直立式圆筒，底部装有填料支承板，填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。填料的上方安装填料压板，以防被上升气流吹动。填料层的上方有液体分布装置，从而使液体均匀喷洒在填料层上。

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2.2 填料的选择

对于水吸收丙酮的过程，选择DN50金属环矩鞍填料，其具体结构特性参数见表2-1。

表2-1 金属环矩鞍填料结构特性参数[1]

外径×高×厚公称尺寸Dg/mm d?H??堆积个数n//(mm×m（个/m） m×mm) 50×40×1

-3堆积密度3?p/(kg/m) 比表面积空隙率?/% a/(m/m) 23干填料因子Fa/?3/m-1 50 10400 291 96 74.9 84

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