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题目水吸收丙酮填料塔设计

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2014年6月16日

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)

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%（V ol），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

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。

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]

公称尺寸Dg/mm

外径×高×厚

d Hδ

??/(mm×m

m×mm)

堆积个数n/

（个/m-3）

堆积密度

p

γ/(kg/m3)

空隙率ε/%

比表面积

a/(m2/m3)

干填料因子

3

/

Faε/m-1

50 50×40×1 10400 291 96 74.9 84

第三章 吸收塔的工艺计算

3.1 基础物性数据

3.1.1 液相物性数据

对于低浓度吸收过程，溶液的物性数据可近似取纯水的物性数据。由手册查得，25℃时水的有关物性数据如下：

密度[2]：3997.08/L kg m ρ=

黏度[3]：0.8937 3.22/()L mPa s kg m h μ=?=? 表面张力[4]：71.97/L mN m σ==932731.22/kg h

查手册[5]得15℃时丙酮在水中的扩散系数为：921.2510/L D m s -=? 又因液体中扩散系数[6]： 81/2

r ,2120.6

2,1

7.410(M )m T

D V

βη-?=

AB D ──溶质1在溶剂2中的扩散系数，2/cm s ； ,2r M ──溶剂2的分子量； T ──温度，K ； 2η──溶剂2的粘度；

m ,1

V ──溶质1在正常沸点下的分子体积； β──溶剂2的缔合参数，无因次，水为2.6；甲醇为1.9；乙醇为1.5；其他非缔合液体为1

故25℃时丙酮在水中的扩散系数为：

8

0.5

0.6

9

2627.410(2.618.02)(273.15

25)

0.893775.6

1.26110/ 4.539610/

L D m s m h ---??

??+=?=?=? 3.1.2 气相物性数据

混合气体的平均摩尔质量：

y 0.0558.080.952930.45V m i i

M M k g k m o l

==?+?=∑ 混合气体的平均密度： 3101.330.45

1.2040/8.314(273.1535)

Vm Vm PM kg m RT ρ?=

==++ 混合气体的粘度可近似取空气的粘度，查手册[7]得35℃空气的粘度为：

5

1.832100.06595/(m h )

V P a s k g μμ-=??=

? 查手册[8]得丙酮在空气中扩散系数为：

1.50.0043V D k T

= 0.00426

k = 故35℃时丙酮在空气中的扩散系数为：

1.52

20.00430.00426(273.15

35)

990.88/0.03567

/

V D m h m h =??+== 3.1.3气液平衡相数据

由2040

lg 9.171E T

=-

可知： 常压下25℃时丙酮在水中的亨利系数为： 20409.171273.1525

10

213.209E kPa -

+==

相平衡常数为： 213.209 2.105101.3

E m P =

== 溶解度系数为： 3

997.080.2595/()213.20918.02

L

s

H k m o l k P a

m EM ρ=

=

=?? 3.2 物料衡算

进塔气相摩尔比为： 1110.050.0526110.05

y Y y =

==-- 出塔气相摩尔比为：

21(1)0.0526(10.9)0.00526A Y Y ?=-=?-=

进塔惰性气体流量为： 1820273.15

(10.05)68.42/h

22.4273.1535

V k m o l =

??-=+ 该过程属低浓度吸收，平衡关系为直线，最小液气比可按下式计算，即：

12min 12

()/m X Y Y L

V Y -=-

对于纯吸收过程，进塔液相组成为：20X = m i n 0.05260.00526(

)1.90650.0526/2.1050

L V -==- 取操作液气比为：

m i n

1.3()1.31.9065

2.4784

L L V V

==?= 故吸收剂用量为： m i n (

)2.478468.42

169.572

/

L

L V k m o l h V

=?=?= 由物料衡算式1212()()V Y Y L X X -=-可知： 121(Y Y )68.42(0.05260.00526)

0.0191169.572

V X L -?-=

== 3.3 填料塔塔径的计算

3.3.1 泛点气速的计算

采用埃克特（Eckert ）泛点气速关联图进行计算，关联图见图3-1。 气相质量流量为：

=1820 1.2040=2191.2V W k g h ? 液相质量流量可近似按纯水的流量计算，即： 169.57218.023055.6

L W k g h =?= Eckert 通用关联图的横坐标为：

0.50.53055.69 1.2040()()0.048

2191.28

997.08

V L V L W W ρρ=?=

、

图3-1 Eckert 通用关联图[9]

查图3-1得：20.2

0.045F F V L L

u g φ?ρμρ=

查附表1得：1135F m φ-=

0.5

0.50.2

0.20.0450.0459.81997.08(

)() 1.664/s 1351 1.20400.8937L

F F V L g u m ρφ?ρμ??===??? 取0.80.8 1.664 1.331/F u u m s ==?=

3.3.2 塔径的计算及校核

塔径的计算：441820/3600

0.6963.14 1.331

S V D m u π?=

==? 塔径圆整，取0.7D m = 泛点率校核： 2

1820/3600

1.314/0.7850.7

u m s =

=?

1.314

100%79.0%

1.664

F u u =?=（在允许范围内） 填料规格校核：

700148d 50

D ==> 液体喷淋密度校核： 取最小润湿速率为

3

m i n

()0.08/()

W L m m h =? 由表2-1可知： 2374.9/a m m =

32min min ()0.0874.9 5.99/()W U L a m m h ==?=? m i n 2

3055.69/997.08

7.970.7850.7

U U =

=>? 经以上校核可知，填料塔直径选用700D mm =合理。

3.4 填料层高度的计算

3.4.1 气相总传质单元数的计算

*11= 2.1050.01910.0402Y mX =?= *220Y mX ==

脱吸因数为 2.10568.42

0.849169.572

mV S L ?=

== 气相总传质单元数为

*12*221ln[(1)S]110.05260

ln[(10.849)0.849] 5.684

10.8490.005260

OG

Y Y N S S Y Y -=-+---=

-?+=--

3.4.2 气相总传质单元高度的计算

气相总传质单元高度采用修正的恩田关联式[10]计算：

2

20.750.10.05

0.2

2

1e x p 1.45()()()

()w c L t

L L t L t L L L L t a U a U U a a g a σσμρρσ-??=--???

? 查附表2得

2

75/972000/

C d y n c m k g h σ== 液体质量通量为 22

3055.69

7903.80/()

0.7850.7

L U k g m h =

=??

20.750.1

0.0528

20.2

9720007903.807903.8074.91.45()()()932731.274.9 3.22997.08 1.27101exp 7903.80()997.08932731.274.9

0.580w t a a -???-???????=-?

?????????

= 气膜吸收系数由下式[10]计算：

10.7

3

0.237()

()()

V

V

t V G t V

V V

U

a D k a D

R T

μμρ= 气体质量通量为 22

18201.2040

5696.82/()

0.7850.7

V U k g m h ?=

=??

10.73

25696.820.0659574.90.035670.237()()()74.90.065951.20400.035678.314298.15

0.0410/()

G k k m o l m h k P a ?=???=?? 液膜吸收系数由下式[10]计算：

21133

221

32

6

8130.0095(

)()()7903.80 3.220.0095(

)()0.5874.9 3.22997.08 4.5396103.22 1.2710()0.3897/997.08

L L L L w L L L L

U g k a D m h

μμμρρ---==??????= 由 1.1

G G w

k a k a ψ=，查附表3得

1.45

ψ= 则 1.1

G G w

k a k a ψ=

1.13

0.04100.58074.9 1.45 2.680/(

)

k m o l m h k P a =???=??

0.4

L L w

k a k a ψ=

0.4

0.38970.58074.9 1.4519.6421/

h =???=

1.314

79.0%50

%1.664

F u u ==> 由 '

1.4[19.5(0.5)]G G F u k a k a u =+-

，' 2.2[1 2.6(

0.5)]L L F

u

k a k a u =+-，得 '

1.43

[19.5(0.78970.5)] 2.6807.174/()

G k a k m o l m h k

P a =+?-?=?? '2.2[1 2.6(0.78970.5)

]19.64222.9871/L k a h

=+?-?= 则 ''111

G G L K a k a Hk a

=

+

31

3.257()

11

7.1740.259522.987

kmol m h kPa =

=??+

? 由 OG Y G V V

H K a K aP =

=ΩΩ

2

68.42

0.5393.257101.30.7850.7m =

=???

由 0.539 5.684 3.0O G O G Z H N m ==?=，得

' 1.25 3.064 3.830

Z m =?= 设计取填料层高度为 '4Z m =

查附表4，对于环矩鞍填料，8~15h

D

=，max 6h m ≤ 取

8h

D

=，则 87005600h m m =?=

计算得填料层高度为4000mm ，故不需分段。

3.5 填料塔流体力学校核

3.5.1 气体通过填料塔的压降

采用Eckert 通用关联图计算填料层压降。 横坐标为

0.5

()0.048V L V L

W W ρρ= 查附表5得，171P m φ-= 纵坐标为

22

0.20.2

1.314711 1.20400.89370.0

1489.81997.08

V P L L u g ρφψμρ??=??=

查附图1得

/186.39/P Z P a m

?= 填料层压降为

186.394745.5

P P a ?=?

= 3.5.2 泛点率

1.314100%79.0%1.665

F u u =?= 泛点率介于50%~80%之间，合理。

3.5.3 气体动能因子

1

12

2

1.314 1.2040 1.44/F u kg S m ρ==?=? 气体动能因子在常用的范围内。

从以上的各项指标分析，该吸收塔的设计合理，可以满足吸收操作的工艺要求。

第四章 塔内辅助设备的选择和计算

4.1 液体分布器

（1）液体分布器的选型

本设计任务液相负荷为：

32

2169.57218.027.97/()997.080.7850.7

L m m h ?==?Ω?? 液相负荷较小，故选用排管式液体分布器。 （2）布液点数

根据附表6 Eckert 的散装填料塔分布点密度推荐值，D=700mm 时，分布点密度可取180点/m 2塔截面。

故布液点数为：

21800.78

50.769.270

n =??=≈点

（3）孔径计算

由 2=

d 24

V n k g h π

[11]

式中 d ──布液孔直径，m ； V ──液体流率，m 3/s ； n ──布液孔数； k ──孔流系数； h ──液体高度，m ； g ──重力加速度，m/s 2。 取0.55k =，170h mm = 3169.57218.2

0.0008598/3600997.08V m s ?==?

则 42V

d n k g h

π=

40.0008598

0.00395 3.95

3.14700.5529.810.17

m m m ?=

==

????? 设计取4d mm =。

（4）液体分配管与布液支管尺寸 查表[12]可得：

当700D mm =时，主管直径取50mm ，支管排数取4，管外缘直径取660mm ，最大体积流量为9.5m 3/h 。

4.2 填料塔附属高度

塔上部空间高度可取为1.2m ，塔底液相停留时间按1min 考虑，则塔釜液所占空间高度为：

1260169.57218.02

0.130.7850.7997.083600

h m ??=

=???

考虑到气相接管所占空间高度，底部空间高度可取 1.2m ，故填料塔附属高度为：

1.2 1.2

2.4h m =+=

4.3 填料支承装置[13]

梁式气体喷射式支承板气体流通自由界面率大，阻力小，承载能力强，气液两相分布效果小，性能优良，因此，本设计选用梁式气体喷射式支承板，其尺寸如表4-1。

表4-1支承板波形尺寸 mm

波形

波形尺寸b H ?

t

192250?

192

注：尺寸b 是塔中间支承板宽度，在塔边缘支承板的尺寸b 将随塔径不同而异，左右不对称。H 为波高，t 为波矩。

4.4 填料压紧装置[14]

本设计选用丝网床层限制板，重量约为2300/m N ，限制板的外径选用690mm 。

4.5 液体进、出口管

（1）气体进出口管径计算

工业上，一般气体进料流速为10~20m/s ，本设计取流速为15m/s 。 441820

2073.14153600

S V d mm u π?=

==?? 由标准GB/T 8163-99，选用2258mm mm φ?无缝钢管。 核算：22

441820

14.7/3.143600(0.2250.0082)S V u m s d π?=

==??-?，故满足条件。 （2）液体进出口管径计算

工业上，一般液体进料流速为0.5~1.5m/s ，本设计取流速为1m/s 。 440.0008598

33.13.141

S V d m m

u π?=

==? 由标准GB/T 8163-99，选用403mm mm φ?无缝钢管。 核算：22

440.0008598

0.95/3.14(0.0400.0032)S V u m s d π?=

==?-?，故满足条件。 4.6 液体除雾器

本设计选用上装式丝网除沫器，见图4-1，由标准HGT 21618-1998，得除沫器规格参数见表4-2。

图4-1 网式除沫器

表4-2 上装式丝网除沫器规格参数mm

主要外形尺寸重量（kg）

H H1 D 丝网格栅及定距杆支撑件

150 268 620 8.67 8.78 8.63

4.7 筒体和封头

（1）筒体

由标准JB1153－73，得筒体规格参数见表4-3。

表4-3 筒体规格参数

1米高的容积V/m31米高的内表面积F B/m2厚度δ/mm 1米高筒节钢板理论质量/kg

0.385 2.20 4 69

（2）封头

本设计选用椭圆封头，由标准JB/T 4737－95，得封头规格参数见表4-4。

表4-4 EHA椭圆形封头规格参数

曲边高度h1/mm 直边高度h2/mm 内表面积A/m2容积V/m3 175 25 0.5861 0.0545

4.8 手孔

由标准HG/T 21514-2005，得手孔规格参数见表4-5。

表4-5 手孔规格参数

名称简图密封面

型式及

代号

公称直径DN

（mm）

公称压力PN

（MPa）

标准编号

常压手孔全平面

FF

150 常压

HG/T

21528-2005

4.9 法兰

本设计选用PN0.25MPa（2.5bar）板式平焊钢制管法兰，见图4-2。

图4-2 板式平焊钢制管法兰

由标准HG 20593-1997，得法兰选择结果见表4-6和表4-7。

（1）管法兰的选择

表4-6 管法兰规格参数mm

位置公称通

径

DN

管子外径

A1

连接尺寸法

兰

厚

度

C

法兰内径

B1

法兰

理论

重量

（kg）法兰外

径

D

螺栓孔

中心圆

直径

K

螺栓

孔直

径

L

螺栓孔

数量

n

螺纹

Th

A B

A B

气体进

出口管

250 273 273 375 335 18 12 M16 24 276.5 276 8.96 液体进

出口管

40 48.3 45 130 100 14 4 M12 16 49.5 46 1.38

（2）容器法兰的选择

表4-7容器法兰特性参数 mm

公称通径 DN

管子外径

A 1

连接尺寸

法兰厚度 C

法兰内径 B 1

法兰理论重量（kg ）

法兰外径

D

螺栓孔中心圆直径

K 螺栓孔直径

L 螺栓孔数

量

n 螺纹

Th

A

B

A B 700

711

720

860

810

26

24

M24

36

715

724

44.2

4.10 裙座

本设计选用圆锥形裙座，见图4-3。

图4-3 圆锥形裙座

裙座筒体上端面至塔釜封头切线距离：127h mm =[15] 直进料管高度：mm h 2002=[16]

弯进料管高度：mm h 6003=[17] 检查孔中心高度：4600h mm =[18]

裙座高度m mm H 220002600600600232=≈?+++=

化工原理课程设计任务书 zong (修复的)共32页

2012年 06月 工业背景及工艺流程 乙醛是无色、有刺激性气味的液体，密度比水小，沸点20.8℃，易挥

发、易燃烧且能和水、乙醇、乙醚、氯仿等互溶，因其分子中具有羰基，反应能力很强，容易发生氧化，缩合，环化，聚合及许多类型加成反应。乙醛也是一种重要的烃类衍生物在合成工业有机化工产品上也是一种重要的中间体。其本身几乎没有直接的用途，完全取决于市场对它的下游产品的需求及下游产品对生产路线的选择，主要用于醋酸、醋酐、醋酸乙烯等重要的基本有机化工产品，也用于制备丁醇、异丁醇、季戊四醇等产品。这些产品广泛应用于纺织、医药、塑料、化纤、染料、香料和食品等工业。 国内乙醛生产方法有乙烯氧化法、乙醇氧化法和乙炔氧化法三种技术路线。工业上生产乙醛的原料最初采用乙炔，以后又先后发展了乙醇和乙烯路线。乙炔水化法成本高，因其催化剂——汞盐的污染难以处理等致命缺点，现以基本被淘汰。乙醇氧化或脱氢法制乙醛虽有技术成熟，不需要特殊设备，投资省，上马快等优点，但成本高于乙烯直接氧化法。乙烯直接氧化法制乙醛。由于其原料乙烯来源丰富而价廉，加之反应条件温和，选择性好，收率高，工艺流程简单及“三废”处理容易等突出优点，深受世界各国重视，发展非常迅速，现以成为许多国家生产乙醛的主要方法。 精馏方案的确定： 精馏塔流程的确定; 塔型的选择; 操作压力的选定; 进料状态选定; 加热方式等

所选方案必须： （1）满足工艺要求； （2）操作平稳、易于调节； （3）经济合理； （4）生产安全。 包括：流程的确定;塔型的选择;操作压力的选定;进料状态选定;加热方式等 操作压力选择 ●精馏可在常压、加压或减压下进行。 ●沸点低、常压下为气态的物料必须选用加压精馏；热敏性、高沸点 物料常用减压精馏。 进料状态的选择 ●一般将料液预热到泡点或接近泡点后送入塔内。这样可使： ● (1)塔的操作比较容易控制； ● (2)精馏段和提馏段的上升蒸汽量相近，塔径相似，设计制造比 较方便。 加热方式： ●（1）间接蒸汽加热 ●（2）直接蒸汽加热 ●适用场合：待分离物系为某轻组分和水的混合物。 ●优点：可省去再沸器；并可利用压力较低的蒸汽进行加热。操作 费用和设备费用均可降低。

化工原理课程设计水吸收氨填料吸收塔设计正式版分解

《化工原理》课程设计 水吸收氨气过程填料塔的设计学院 专业制药工程 班级 姓名 学号 指导教师 2013 年 1 月 15 日 目录 设计任务书 (4)

参考文献 (15) 对本设计的评述及心得 (15)

附表：附表附表

设计任务书 (一)、设计题目：水吸收氨气过程填料吸收塔的设计 试设计一座填料吸收塔，用于脱除混于空气中的氨气。混合气体的处理量为7500 m3/h，其中含氨气为5％（体积分数），要求塔顶排放气体中含氨低于％（体积分数）。采用清水进行吸收，吸收剂的用量为最小用量的倍。 (二)、操作条件 （1）操作压力常压 （2）操作温度 20℃. (三)填料类型 选用聚丙烯阶梯环填料，填料规格自选。 (四)工作日 每年300天，每天24小时连续进行。 (五)厂址 厂址为衡阳地区 (六)设计内容 1.吸收塔的物料衡算； 2.吸收塔的工艺尺寸计算；

3.填料层压降的计算； 4.液体分布器简要设计 5.吸收塔接管尺寸计算； 6.绘制吸收塔设计条件图； 7.对设计过程的评述和有关问题的讨论。 (七)操作条件 20℃氨气在水中的溶解度系数为H＝（m3kPa）。 第一节前言 填料塔的有关介绍 填料塔洗涤吸收净化工艺不单应用在化工领域 ,在低浓度工业废气净化方面也能很好地发挥作用。工程实践表明 ,合理的系统工艺和塔体设计 ,是保证净化效果的前提。本文简述聚丙烯阶梯填料应用于水吸收氨过程的工艺设计以及工程问题。 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，它是化工类企业中最常用的气液传质设备之一。 填料塔的主体结构如下图所示： 图1 填料塔结构图 填料塔不但结构简单，且流体通过填料层的压降较小，易于用耐腐蚀材料制造，所以它特别适用于处理量小、有腐蚀性的物料及要求压降小的场合。液体自塔顶经液体分布器喷洒于填料顶部，并在填料的表面呈膜状流下，气体从塔底的气体口送入，流过填料的空隙，在填料层中与液体逆流接触进行传质。因气液两相组成沿塔高连续变化，所

化工原理水吸收丙酮的课程设计

吉林化工学院 化工原理课程设计题目水吸收丙酮填料吸收塔的设计 教学院化工与生物技术学院 专业班级生工1101 学生姓名 学生学号 指导教师张卫华 2013年12月 19 日

课程设计任务书 1、设计题目：水吸收丙酮过程填料吸收塔的设计； 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1550（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倍。（25C°下该系统的平衡关系为y＝） 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。

目录 摘要........................................................................ III 第1章绪论 (1) 吸收技术概况 (1) 吸收设备的发展 (1) 吸收在工业生产中的应用..................................... 错误!未定义书签。 吸收的应用......................................................... 错误! 未定义书签。 塔设备在化工生产中的作用和地位..................................... 错误! 未定义书签。 化工生产对塔设备的要求.............................................. 错误! 未定义书签。 第2章设计方案............................................................... 错误!未定义书签。 吸收剂的选择............................................................. 错误! 未定义书签。 2. 2吸收工艺流程的确......................................................... 错误!未定义书签。 吸收工艺流.......................................................... 错误! 未定义书签。 吸收工艺流程图及工艺过程说明........................................ 错误! 未定义书签。 吸收塔设备及填料的选择...................................... 错误!未定义书签。 吸收塔的设备选择.................................................... 错误! 未定义书签。 填料的选择.......................................................... 错误! 未定义书签。 操作参数的选择...........................................................错误! 未定义书签。 操作温度的选择..................................................... 错误! 未定义书签。 操作压力的选择..................................................... 错误! 未定义书签。 第3章吸收塔的工艺计算...................................................错误!未定义书签。 基础物性数据................................................ 错误!未定义书签。 液相物性数据....................................................... 错误! 未定义书签。 气相物性数据....................................................... 错误! 未定义书签。 物料衡算.................................................... 错误!未定义书签。 填料塔的工艺尺寸的计算...................................... 错误!未定义书签。 塔径的计算......................................................... 错误!

水吸收丙酮填料塔设计(化工课程设计)[1]

兰州交通大学化工原理课程设计 化工原理课程设计 课程名称: ____填料塔设计____ 设计题目: ____水吸收丙酮____ 院系: ___ 化学学院_____ 学生姓名: _____ 荆卓_______ 学号: ____ 200907134____ 专业班级: ____化艺093班____ 指导教师: ______张玉洁______

化工原理课程设计任务书 （一）设计题目：水吸收空气中的丙酮填料塔的工艺设计（二）设计条件 1．生产能力:每小时处理混合气体9000Nm3 /h 2．设备形式:填料塔 3．操作压力：101.3KPa 4．操作温度:298K 5．进塔混合气体中含丙酮4%（体积比） 6．丙酮的回收率为99% 7．每年按330天计，每天按24小时连续生产 8．建厂地址：兰州地区 9．要求每米填料的压降都不大于103Pa。 （三）设计步骤及要求 1．确定设计方案 （1）流程的选择 （2）初选填料的类型 （3）吸收剂的选择 2．查阅物料的物性数据 （1）溶液的密度、粘度、表面张力、氨在水中的扩散系数（2）气相密度、粘度、表面张力、氨在空气中的扩散系数

（3）丙酮在水中溶解的相平衡数据 3．物料衡算 （1）确定塔顶、塔底的气流量和组成 （2）确定泛点气速和塔径 （3）校核D/d>8~10 （4）液体喷淋密度校核：实际的喷淋密度要大于最小的喷淋密度。4．填料层高度计算 5．填料层压降核算 如果不符合上述要求重新进行以上计算 6．填料塔附件的选择 （1）液体分布装置 （2）液体再分布装置 （3）填料支撑装置 （4）气体的入塔分布. (四）参考资料 1、《化工原理课程设计》贾绍义柴诚敬天津科学技术出版 2、《现代填料塔技术》王树盈中国石油出版 3、《化工原理》夏清天津科学技术出版 （五）计算结果列表（见下页）

化工原理课程设计 吸收塔汇总

《化工原理》课程设计 课题: 设计水吸收半水煤气体混合物中的二氧化碳的填料吸收塔设计者：王涛 学号：1043082002 指导老师：曹丽淑

目录 第一章设计任务????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????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 第二章设计方案???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4 2.1设计流程的选择及流程图??????????????????????????????????????????????????????????????????????4 第三章填料塔的工艺设计??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4 3.1气液平衡关系????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4 3.2吸收剂用量???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????5 3.3计算热效应???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????5 3.4定塔径??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????6 3.5喷淋密度的校核?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????6 3.6体积传质系数的计算??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7 3.7填料层高度的计算??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????8 3.8附属设备的选择???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????9第四章设计结果概要??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????15第五章设计评价 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 17

水吸收丙酮填料吸收塔课程设计

目录 目录 ............................................................................................................................................ I 第1章概述 (1) 1.1吸收塔的概述 (1) 1.2吸收设备的发展 (1) 1.3吸收过程在工业生产上应用 (2) 第2章设计方案 (3) 2.1设计任务 (3) 2.2吸收剂的选择 (3) 2.3吸收流程的确定 (4) 2.4吸收塔设备的选择 (5) 2.5吸收塔填料的选择 (5) 第3章吸收塔的工艺计算 (9) 3.1基础物性数据 (9) 3.1.1液相物性数据 (9) 3.1.2气相物性数据 (9) 3.1.3气液相平衡数据 (9) 3.2物料衡算 (10) 3.3填料塔的工艺尺寸的计算 (11) 3.3.1塔径的计算 (11) 3.3.2填料层高度计算 (12) 3.4填料层压降的计算zz (14) 第4章塔内件及附属设备的计算 (15) I

4.1液体分布器的计算 (15) 4.2选用DN 2.5 Φ32无缝钢管 (15) 4.2.1填料塔附属高度的计算 (16) 4.3填料支撑板 (16) 4.4填料压紧装置 (17) 4.5气进出管的选择 (17) 4.6液体除雾器 (18) 4.7筒体和封头的设计 (19) 4.8手孔的设计 (20) 4.9法兰的设计 (20) 第5章设计总结 (23) 符号说明 (25) 参考文献： (27) 致谢 (28)

化工原理课程设计简易步骤

《化工原理》课程设计说明书 设计题目 学生姓名 指导老师 学院 专业班级 完成时间

目录 1.设计任务书……………………………………………（） 2.设计方案的确定与工艺流程的说明…………………（） 3.精馏塔的物料衡算……………………………………（） 4.塔板数的确定………………………………………（） 5.精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算………（） 6.精馏段的汽液负荷计算………………………………（） 7.精馏段塔体主要工艺尺寸的计算…………………（） 8.精馏段塔板主要工艺尺寸的计算…………………………（） 9.精馏段塔高的计算…………………………………（） 10.精馏段塔板的流体力学验算…………………………（） 11.精馏段塔板的汽液负荷性能图………………………（） 12.精馏段计算结果汇总………………………………（） 13.设计评述……………………………………………（） 14.参考文献………………………………………………（） 15.附件……………………………………………………（） 附件1：附图1精馏工艺流程图………………………（） 附件2：附图2降液管参数图……………………………（）附件3：附图3塔板布孔图………………………………（）

板式塔设计简易步骤 一、 设计方案的确定及工艺流程的说明 对塔型板型、工艺流程、加料状态、塔顶蒸汽冷凝方式、塔釜加热方式等进行说明，并 绘制工艺流程图。（图可附在后面） 二、 精馏塔物料衡算：见教材P270 计算出F 、D 、W ，单位：kmol/h 三、 塔板数的确定 1. 汽液相平衡数据： 查资料或计算确定相平衡数据，并绘制t-x-y 图。 2. 确定回流比： 先求出最小回流比：P 266。再确定适宜回流比：P 268。 3. 确定理论板数 逐板法或梯级图解法（塔顶采用全凝器）计算理论板层数，并确定加料板位置：P 257-258。（逐板法需先计算相对挥发度） 确定精馏段理论板数N 1、提馏段理论板数N 2 4. 确定实际板数： 估算塔板效率：P 285。（①需知全塔平均温度，可由 t-x-y 图确定塔顶、塔底温度，或通过试差确定塔顶、塔底温度，再取算术平均值。②需知相对挥发度，可由安托因方程求平均温度下的饱和蒸汽压，再按理想溶液计算。） 由塔板效率计算精馏段、提馏段的实际板层数N 1’,N 2’：P 284式6-67。 四、 精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算 1. 操作压力m p ：取2 F D m p p p += 2. 精馏段平均温度m t ：查t-x-y 图确定塔顶、进料板温度，再取平均值。或由泡点方程试差法确定塔顶、进料板温度。 3. 平均摩尔质量M Vm 、M Lm ：由P 8式0-27分别计算塔顶、进料板处的摩尔质量，再分别 取两处的算术平均值。汽相的摩尔分率查t-x-y 图。 4. 平均密度Vm ρ、Lm ρ： Lm ρ：用P 13式1-7分别计算塔顶、进料板处液相密度，再 取算术平均值。m Vm m Vm T R M p ??= ρ 5. 液体表面张力m σ：由B B A A m x x σσσ+=分别计算塔顶mD σ与进料板mF σ，再取 平均值。 6. 液体粘度m μ：与表面张力的计算类似。 五、 精馏段汽液负荷（Vs 、Ｌs ）计算 V=（R+1）D L=RD

清水吸收二氧化硫化工原理课程设计毕业设计(论文)

摘要 在化工生产中，气体吸收过程是利用气体混合物中，各组分在液体中溶解度或化学反应活性的差异，在气液两相接触是发生传质，实现气液混合物的分离。在化学工业中，经常需将气体混合物中的各个组分加以分离，其目的是： ①回收或捕获气体混合物中的有用物质，以制取产品； ②除去工艺气体中的有害成分，使气体净化，以便进一步加工处理；或除去工业放空尾气中的有害物，以免污染大气。根据不同性质上的差异，可以开发出不同的分离方法。吸收操作仅为其中之一，它利用混合物中各组分在液体中溶解度或化学反应活性的差异，在气液两相接触时发生传质，实现气液混合物的分离。 一般说来，完整的吸收过程应包括吸收和解吸两部分。在化工生产过程中，原料气的净化，气体产品的精制，治理有害气体，保护环境等方面都要用到气体吸收过程。填料塔作为主要设备之一，越来越受到青睐。二氧化硫填料吸收塔，以水为溶剂，经济合理，净化度高，污染小。此外，由于水和二氧化硫反应生成硫酸，具有很大的利用。 本次化工原理课程设计，我设计的题目是：炉气处理量为m3 4200炉气吸过程填料吸收塔设计。本次任务为用水吸收二氧化硫常压填料塔。具体设计条件如下： 1、混合物成分：空气和二氧化硫； 2、二氧化硫的含量：0.05（摩尔分率） 3、操作压强；常压操作 4、进塔炉气流量：h 4200 m3 5、二氧化硫气体回收率：95% 吸收过程视为等温吸收过程。

目录 摘要 .................................................................................................................................................. I 第一章 设计方案的确定 (1) 1.1流程方案 (1) 1.2设备方案 (1) 1.3流程布置 (1) 1.4吸收剂的选择 (1) 第二章 填料的选择 (2) 2.1对填料的要求 (2) 2.2填料的种类和特性 (2) 2.3填料尺寸 (3) 2.4填料材质的选择 (3) 第三章 工艺计算 (4) 3.1气液平衡的关系 (4) 3.2吸收剂用量及操作线的确定 (4) 3.2.1吸收剂用量的确定 (4) 3.2.2操作线的确定 (5) 3.3塔径计算 (5) 3.3.1采用Eckert 通用关联图法计算泛点速率f u ： (5) 3.3.2操作气速 (7) 3.3.3塔径计算 (7) 3.3.4喷淋密度U 校核 (7) 3.3.5单位高度填料层压降（Z P ）的校核 (8) 3.4填料层高度计算 (9) 3.4.1传质系数的计算 (9) 3.4.2填料高度的计算 (12) 第四章 填料塔内件的类型与设计 (13) 4.1 塔内件的类型 (13) 第五章 辅助设备的选型 (16) 5.1管径的选择 (16) 5.2泵的选取： (17) 5.3风机的选型： (17) 第六章 填料塔附属高度计算 (17) 第七章 分布器简要计算 (18) 第八章 关于填料塔设计的选材 (18) 参考文献 (19) 附录 (20) 附图 (21) 致谢 (22)

水吸收丙酮吸收塔设计

目录 目录............................................................... I 摘要.............................................................. I II 第1章绪论.. (1) 1.1吸收技术概况 (1) 1.2吸收设备的发展 (1) 1.3吸收在工业生产中的应用 (2) 第2章设计方案 (3) 2.1 吸收剂的选择 (3) 2.2 吸收流程的选择 (3) 2.3吸收塔设备及填料的选择 (4) 2.4 吸收参数的选择 (5) 第3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 气液相平衡数据 (6) 3.2 物料衡算 (7) 3.3 填料塔的工艺尺寸的计算 (7) 3.3.1 塔径的计算 (7) 3.3.2 填料塔填料层高度的计算 (9) 3.4 塔附属高度的计算 (12) 3.5 液体初始分布器和再分布器的选择与计算 (12) 3.5.1 液体分布器 (12) 3.5.2 液体再分布器 (12) 3.5.3 塔底液体保持管高度 (13) 3.6 其他附属塔内件选择的选择 (13) 3.7 吸收塔的流体力学参数计算 (13) 3.7.1 吸收塔的压力降 (13) 3.7.2 吸收塔的泛点率 (14) 3.7.3 气体动能因子 (14) 3.8 附属设备的计算与选择 (15) 3.8.1 离心泵的选择与计算 (15) 3.8.2 吸收塔的主要接管尺寸的计算 (16) 结论 (18)

水吸收丙酮填料塔设计

摘要 空气-丙酮混合气填料吸收塔设计任务为用水吸收丙酮常压填料塔，即在常压下，从含丙酮1.82%、相对湿度70%、温度35℃的混合气体中用25℃的吸收剂清水在填料吸收塔中吸收回收率为90%丙酮的单元操作。设计主要包括设计方案的确定、填料选择、工艺计算等内容，其中整个工艺计算过程包括确定气液平衡关系、确定吸收剂用量及操作线方程、填料的选择、确定塔径及塔的流体力学性能计算、填料层高度计算、附属装置的选型以及管路及辅助设备的计算，在设计计算中采用物料衡算、亨利定律以及一些经验公式，该设计的成果有设计说明书和填料吸收塔的装配图及其附属装置图。

目录 摘要............................................................ I 水吸收丙酮填料塔设计. (1) 第一章任务及操作条件 (1) 第二章设计方案的确定 (2) 2.1 设计方案的内容 (2) 2.1.1 流程方案的确定 (2) 2.1.2 设备方案的确定 (2) 2.2 流程布置 (3) 2.3 收剂的选择 (3) 2.4 操作温度和压力的确定 (3) 第三章填料的选择 (4) 3.1填料的种类和类型 (4) 3.1.1 颗粒填料 (4) 3.1.2 规整填料 (4) 3.2 填料类型的选择 (4) 3.3填料规格的选择 (5) 3.4填料材质的选择 (5) 第四章工艺计算 (6) 4.1 物料计算 (6) 4.1.1 进塔混合气中各组分的量 (6) 4.1.2 混合气进出塔的摩尔组成 (6) 4.1.3 混合气进出塔摩尔比组成 (7) 4.1.4 出塔混合气量 (7) 4.2气液平衡关系 (7) L (7) 4.3 吸收剂(水)的用量s X (8) 4.4 塔底吸收液浓度 1 4.5 操作线 (8) 4.6 塔径计算 (8) 4.6.1采用Eckert通用关联图法计算泛点气速 u (8) F 4.6.2 操作气速的确定 (9) 4.6.3 塔径的计算 (9) 4.6.4 核算操作气速 (10) 4.6.5 核算径比 (10) 4.6.6 喷淋密度校核 (10)

化工原理课程设计(水吸收氨填料吸收塔设计)(正式版)分解

《化工原理》课程设计水吸收氨气过程填料塔的设计 学院 专业制药工程 班级 姓名 学号 指导教师 2013 年 1 月 15 日

目录 设计任务书 (4) 第一节前言 (3) 1.1 填料塔的有关介绍 (4) 1.2 塔内填料的有关介绍............................. 错误！未定义书签。第二节填料塔主体设计方案的确定 .. (5) 2.1 装置流程的确定 (5) 2.2 吸收剂的选择 (5) 2.3 填料的类型与选择 (7) 2.4 液相物性数据 (6) 2.5 气相物性数据 (8) 2.6 气液相平衡数据 (7) 2.7 物料横算 (7) 第三节填料塔工艺尺寸的计算 (8) 3.1 塔径的计算 (8) 3.2 填料层高度的计算及分段 (9) 3.2.1 传质单元数的计算 (10) 3.2.2 传质单元高度的计算 (10) 3.2.3 填料层的分段 (11) 第四节填料层压降的计算 (12) 第五节填料塔内件的类型及设计 (13) 第六节填料塔液体分布器的简要设计 (13) 参考文献 (15) 对本设计的评述及心得 (15) 附表： 附表1填料塔设计结果一览表 (15) 附表2 填料塔设计数据一览 (15) 附件一：塔设备流程图 (17)

设计任务书 (一)、设计题目：水吸收氨气过程填料吸收塔的设计 试设计一座填料吸收塔，用于脱除混于空气中的氨气。混合气体的处理量为7500 m3/h，其中含氨气为5％（体积分数），要求塔顶排放气体中含氨低于0.02％（体积分数）。采用清水进行吸收，吸收剂的用量为最小用量的1.5倍。 (二)、操作条件 （1）操作压力常压 （2）操作温度 20℃. (三)填料类型 选用聚丙烯阶梯环填料，填料规格自选。 (四)工作日 每年300天，每天24小时连续进行。 (五)厂址 厂址为衡阳地区 (六)设计内容 1.吸收塔的物料衡算； 2.吸收塔的工艺尺寸计算； 3.填料层压降的计算； 4.液体分布器简要设计 5.吸收塔接管尺寸计算； 6.绘制吸收塔设计条件图； 7.对设计过程的评述和有关问题的讨论。 (七)操作条件 20℃氨气在水中的溶解度系数为H＝0.725kmol/（m3?kPa）。

化工原理课程设计任务书

（封面） XXXXXXX学院 化工原理课程设计任务书 题目： 院（系）： 专业班级： 学生姓名： 指导老师： 时间：年月日

目录 1、工艺生产流程线 (4) 2、流程及方案的说明和论证 (4) 3、换热器的设计计算及说明 (5) 4、计算校核 (6) 5、设计结果概要表 (9) 6、设计评价及讨论 (11) 参考文献 (11) 附图：主体设备结构图和花版设计图

化工原理课程设计任务书 一、设计题目：列管式换热器设计。 二、设计任务：将自选物料用河水冷却至生产工艺所要求的温度。 /d； 三、设计条件：1.处理能力：G=29*300 t 物料 2. 冷却器用河水为冷却介质，考虑广州地区可取进口水温度为 20～30℃； 3.允许压降：不大于105 Pa； 4.传热面积安全系数5~15%； 5.每年按330天计，每天24小时连续运行。 四、设计要求：1.对确定的工艺流程进行简要论述； 2.物料衡算、热量衡算； 3.确定列管式换热器的主要结构尺寸； 4.计算阻力； 5.选择适宜的列管式换热器并进行核算； 6.用Autocad绘制列管式冷却器的结构图（3号图纸）、花板布 置图（4号图纸）。 7.编写设计说明书(包括：①封面；②目录；③设计题目（任务 书）；④流程示意图；⑤流程及方案的说明和论证；⑥设计计 算及说明（包括校核）；⑦主体设备结构图；⑧设计结果概要 表；⑨对设计的评价及问题讨论；⑩参考文献。) 备注：参考文献格式： 期刊格式为：作者姓名.出版年.论文题目.刊物名称.卷号（期号）：起止页码 专著格式为：作者姓名.出版年.专著书名.出版社名.起止页码 例：潘继红等.管壳式换热器的分析和计算.北京：科学出版社，1996,70～90 陈之瑞，张志耘.桦木科植物叶表皮的研究.植物分类学报,1991,29（2）:127～135 1.工艺生产流程： 物料通过奶泵被送入冷却器后，经管盖进行多次往返方向的流动。冷却后由出料管流出，不合格的物料由回流阀送回冷却器重新冷却，直至符合要求。经过处理的河水由冷却器的进口管流入，由出口管流出，其与牛奶进行逆流交换热量。 牛奶灭菌后温度高达110～115℃，然后进行第一阶段的冷却，冷却到均质温度55～75℃，而后进行均质。无菌均质后，牛奶经过第二阶段的冷却，最终由冷却水冷却至所需的出口温度。本实验所设计的就是第一阶段冷却的列管式换热器。

化工原理实验—吸收

填料吸收塔的操作及吸收传质系数的测定 一、实验目的 1．了解填料吸收塔的结构和流程； 2．了解吸收剂进口条件的变化对吸收操作结果的影响； 3．掌握吸收总传质系数K y a 的测定方法 4. 学会使用GC 二、实验原理 吸收操作是分离气体混合物的方法之一，在实际操作过程中往往同时具有净化与回收双重目的。因而，气体出口浓度y 2是度量该吸收塔性能的重要指标，但影响y 2的因素很多，因为吸收传质速率N A 由吸收速率方程式决定。 (一). 吸收速率方程式： 吸收传质速率由吸收速率方程决定 ： m y A y aV K N ?=填 或 m y A y A K N ?= 式中： Ky 气相总传系数，mol/m 3.s ； A 填料的有效接触面积，m 2； Δy m 塔顶、塔底气相平均推动力， V 填 填料层堆积体积，m 3； K y a 气相总容积吸收传质系数，mol/m 2.s 。

从前所述可知，N A 的大小既与设备因素有关，又有操作因素有关。 (二).影响因素： 1．设备因素： V 填与填料层高度H 、填料特性及放置方式有关。然而，一旦填料塔制成，V 填就为一定值。 2．操作因素： a ．气相总容积吸收传质系数K y a 根据双膜理论，在一定的气温下，吸收总容积吸收传质系数K y a 可表示成： a k m a k a K x y y +=11 又有文献可知：a y G A a k ?=和b x L B a k ?=，综合可得b a y L G C a K ?=，显然K y a 与气体流量及液体流量均有密切关系。比较a 、b 大小，可讨论气膜控制或液膜控制。 b ．气相平均推动力Δy m 将操作线方程为：22)(y x x G L y +-= 的吸收操作线和平衡线方程为：y ＝mx 的平衡线在方格纸上作图，从图5-1中可得知： 2 12 1ln y y y y y m ???-?= ?

清水吸收丙酮填料塔的设计

《化工原理》课程设计清水吸收丙酮填料塔的设计 学院医药化工学院 专业高分子材料与工程 班级高分子材料与工程13（1）班姓名李凯杰 学号13155301xx 指导教师严明芳、龙春霞 年月日

设计书任务 （一）设计题目 试设计一座填料吸收塔，用于脱除空气中的丙酮蒸汽。混合气体处理量为___4000____m3/h。进口混合气中含丙酮蒸汽__6％__（体积百分数）；混合气进料温度为35℃。采用25℃清水进行吸收，要求： 丙酮的回收率达到___95%___ （二）操作条件 （1）操作压力101.6 kPa （2）操作温度25℃ （3）吸收剂用量为最小用量的倍数自己确定 （4）塔型与填料自选，物性查阅相关手册。 （三）设计内容 （1）设计方案的确定和说明 （2）吸收塔的物料衡算； （3）吸收塔的工艺尺寸计算； （4）填料层压降的计算； （5）液体分布器简要设计； （6）绘制液体分布器施工图； （7）其他填料塔附件的选择； （8）塔的总高度计算； （9）泵和风机的计算和选型； （10）吸收塔接管尺寸计算； （11）设计参数一览表； （12）绘制生产工艺流程图（A3号图纸）； （13）绘制吸收塔设计条件图（A3号图纸）； （14）对设计过程的评述和有关问题的讨论。

目录 前言 (1) 第1章填料塔主体设计方案的确定 (2) 1.1 装置流程的确定 (2) 1.2 吸收剂的选择 (2) 1.3 操作温度与压力的确定 (2) 1.4 填料的类型与选择 (2) 第2章基础物性数据与物料衡算 (2) 2.1 基础物性衡算 (3) 2.1.1 液相物性数据 (3) 2.1.2 气相物性数据 (3) 2.1.3 气液相平衡数据 (4) 2.2 物料衡算 (4) 第3章填料塔的工艺尺寸计算 (5) 3.1 塔径的计算 (5) 3.2 泛点率的校核 (6) 3.3 填料规格校核 (7) 3.4 液体喷淋密度校核 (7) 3.5 填料塔填料高度的计算 (7) 3.5.1 传质单元数的计算 (7) 3.5.2 传质单元高度的计算 (8) 3.5.3 填料层高度的计算 (9) 3.6 填料塔附属高度的计算 (10) 3.7 填料层压降的计算 (10) 第4章填料塔附件的选择与计算 (11) 4.1 液体分布器简要设计 (11) 4.1.1 液体分布器的选型 (11) 4.1.2 分布点密度计算 (11) 4.1.3 布液计算 (12) 4.2 液体收集及分布装置 (12) 4.3 气体分布装置 (13) 4.4 除沫装置 (14) 4.5 填料支承及压紧装置 (14) 4.5.1 填料支承装置 (14) 4.5.2 填料限定装置 (14) 4.6 裙座 (14) 4.7 人孔 (15) 第5章填料塔的流体力学参数计算 (15) 5.1 吸收塔主要接管的计算 (15) 5.1.1 液体进料管的计算 (15) 5.1.2 气体进料管的计算 (16) 5.2 离心泵和风机的计算与选型 (16) 5.2.1 离心泵的计算与选型 (16)

化工原理课程设计换热器设计

化工原理 课 程 设 计 设计任务：换热器 班级：13级化学工程与工艺（3）班 姓名：魏苗苗 学号：90 目录 化工原理课程设计任务书 (2) 设计概述 (3) 试算并初选换热器规格 (6) 1. 流体流动途径的确定 (6)

2. 物性参数及其选型 (6) 3. 计算热负荷及冷却水流量 (7) 4. 计算两流体的平均温度差 (7) 5. 初选换热器的规格 (7) 工艺计算 (10) 1. 核算总传热系数 (10) 2. 核算压强降 (13) 设计结果一览表 (16) 经验公式 (16) 设备及工艺流程图 (17) 设计评述 (17)

参考文献 (18) 化工原理课程设计任务书 一、设计题目： 设计一台换热器 二、操作条件：1、苯：入口温度80℃，出口温度40℃。 2、冷却介质：循环水，入口温度℃。 3、允许压强降：不大于50kPa。 4、每年按300天计，每天24小时连续运行。 三、设备型式：管壳式换热器 四、处理能力：109000吨/年苯 五、设计要求： 1、选定管壳式换热器的种类和工艺流程。 2、管壳式换热器的工艺计算和主要的工艺尺寸的设计。 3、设计结果概要或设计结果一览表。

4、设备简图。（要求按比例画出主要结构及尺寸） 5、对本设计的评述及有关问题的讨论。 六、附表： 1.设计概述 热量传递的概念与意义 热量传递的概念 热量传Array递是指由于 温度差引起 的能量转移， 简称传热。由 热力学第二 定律可知，在 自然界中凡 是有温差存 在时，热就必 然从高温处 传递到低温 处，因此传热

是自然界和工程技术领域中极普遍的一种传递现象。 化学工业与热传递的关系 化学工业与传热的关系密切。这是因为化工生产中的很多过程和单元操作，多需要进行加热和冷却，例如：化学反应通常要在一定的温度进行，为了达到并保持一定温度，就需要向反应器输入或输出热量；又如在蒸发、蒸馏、干燥等单元操作中，都要向这些设备输入或输出热量。此外，化工设备的保温，生产过程中热能的合理利用以及废热的回收利用等都涉及到传热的问题，由此可见；传热过程普遍的存在于化工生产中，且具有极其重要的作用。总之，无论是在能源，宇航，化工，动力，冶金，机械，建筑等工业部门，还是在农业，环境等部门中都涉及到许多有关传热的问题。 应予指出，热力学和传热学既有区别又有联系。热力学不研究引起传热的机理和传热的快慢，它仅研究物质的平衡状态，确定系统由一个平衡状态变成另一个平衡状态所需的总能量；而传热学研究能量的传递速率，因此可以认为传热学是热力学的扩展。 传热的基本方式 根据载热介质的不同，热传递有三种基本方式： 热传导（又称导热）物体各部分之间不发生相对位移，仅借分子、原子和自由电子等微观粒子的热运动而引起的热量传递称为热传导。热传导的条件是系统两部分之间存在温度差。

化工原理课程设计(氨气填料吸收塔设计)

化工原理课程设计任务书设计题目填料吸收塔设计—15 主要内容1、设计方案简介：对给定或选定的工艺流程、主要设备进行简要 论述； 2、主要设备的工艺设计计算：物料衡算、能量衡算、工艺参数的 选定、填料塔结构设计和工艺尺寸的设计计算； 3、辅助设备的选型 4、绘流程图：以单线图的形式描绘，标出主体设备和辅助设备的 物料方向、物流量、能流量。 5、吸收塔的设备工艺条件图 6、编写设计计算说明书 设计参数用清水吸收空气中的NH 3 气体，混合气体处理量5000m3/h，其中NH 3 含量为0.14kg/m3干空气（标态），干空气温度为25℃，相对湿度为 70%，要求净化气中NH 3 含量不超过0.07%（体积分数），气体入口温 度40℃，入塔吸收剂中不含NH 3 ，水入口温度30℃。 设计计划进度布置任务，学习课程设计指导书，其它准备……………0.5天主要工艺设计计算…………………………………………2.5天辅助设备选型计算／绘制工艺流程图……………………1.0天绘制主要设备工艺条件图…………………………………1.0天编写设计计算说明书（考核）……………………………1.0天合计：（1周）………………………………………………6.0天 主要参考文献1. 《化工原理课程设计》，贾绍义等编，天津大学出版社，2002.08 2.《化工原理》（上、下册），夏清，陈常贵主编，天津大学出版社， 2005.01 3. 《化工原理课程设计》，大连理工大学编，大连理工大学出版社， 1994.07 4.《化工工艺设计手册》（第三版）（上、下册），化学工业出版社， 2003.08 5.《化学工程手册》（第二版）（上、下卷），时钧等主编，化学工 业出版社，1998.11 6.《化工设备机械基础》，董大勤编，化学工业出版社，2003.01 7.《化工数据导引》，王福安主编，化工出版社，1995.10 8.《化工工程制图》，魏崇光等主编，化学工业出版社1994.05 9.《现代填料塔技术指南》，王树楹主编，中国石化出版社，1998.08 设计文件要求1.设计说明书不得少于7000字，A4幅面； 2.工艺流程图为A2幅面； 3.设备工艺条件图为A3幅面； 备注

化工原理课程设计换热器的设计

中南大学《化工原理》课程设计说明书 题目：煤油冷却器的设计 学院：化学化工学院 班级：化工0802 学号： 1505080802 姓名： ****** 指导教师：邱运仁 时间：2010年9月

目录 §一.任务书 (2) 1.1.题目 1.2.任务及操作条件 1.3.列管式换热器的选择与核算 §二.概述 (3) 2.1.换热器概述 2.2.固定管板式换热器 2.3.设计背景及设计要求 §三.热量设计 (5) 3.1.初选换热器的类型 3.2.管程安排（流动空间的选择）及流速确定 3.3.确定物性数据 3.4.计算总传热系数 3.5.计算传热面积 §四. 机械结构设计 (9) 4.1.管径和管内流速 4.2.管程数和传热管数 4.3.平均传热温差校正及壳程数 4.4.壳程内径及换热管选型汇总 4.4.折流板 4.6.接管 4.7.壁厚的确定、封头 4.8.管板 4.9.换热管 4.10.分程隔板 4.11拉杆 4.12.换热管与管板的连接 4.13.防冲板或导流筒的选择、鞍式支座的示意图(BI型) 4.14.膨胀节的设定讨论 §五.换热器核算 (21) 5.1.热量核算 5.2.压力降核算 §六.管束振动 (25) 6.1.换热器的振动 6.2.流体诱发换热器管束振动机理 6.3.换热器管束振动的计算 6.4.振动的防止与有效利用 §七. 设计结果表汇 (28) §八.参考文献 (29) §附：化工原理课程设计之心得体会 (30)

§一.化工原理课程设计任务书 1.1.题目 煤油冷却器的设计 1.2.任务及操作条件 1.2.1处理能力：40t/h 煤油 1.2.2.设备形式：列管式换热器 1.2.3.操作条件 (1).煤油：入口温度160℃，出口温度60℃ (2).冷却介质：循环水，入口温度17℃，出口温度30℃ (3).允许压强降：管程不大于0.1MPa,壳程不大于40KPa (4).煤油定性温度下的物性数据ρ=825kg/m3，黏度7.15×10-4Pa.s，比热容2.2kJ/(kg.℃)，导热系数0.14W/(m.℃) 1.3.列管式换热器的选择与核算 1.3.1.传热计算 1.3. 2.管、壳程流体阻力计算 1.3.3.管板厚度计算 1.3.4.膨胀节计算 1.3.5.管束振动 1.3.6.管壳式换热器零部件结构 §二.概述 2.1.换热器概述 换热器是化工、炼油工业中普遍应用的典型的工艺设备。在化工厂，换热器的费用约占总费用的10%～20%，在炼油厂约占总费用35%～40%。换热器在其他部门如动力、原子能、冶金、食品、交通、环保、家电等也有着广泛的应用。因此，设计和选择得到使用、高效的换热器对降低设备的造价和操作费用具有十分重要的作用。 在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交换器，即简称换热器，是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备。 换热器的类型按传热方式的不同可分为：混合式、蓄热式和间壁式。其中间壁式换热器应用最广泛，如表2-1所示。 表2-1 传热器的结构分类