1、 1 化工原理课程设计说明书化工原理课程设计说明书 设计题目设计题目 年产 1.5107m3丙酮吸收塔的设计 学生姓名学生姓名 指导老师指导老师 学学 院院 化学化工学院 专业班级专业班级 化工 08 级 4 班 完成时间完成时间 2010 年 10 月 2 目目 录录 1 前言 3 3 设计条件及设计方案说明 . 4 3.3 设计方案补充说明 5 4.1 液相物性数据 6 5 物料衡算 . 7 7 附属设备的设计 15 7.1 液体分布器简要设计 .15 7.3 塔附属高度的计算 .17 8 其他附属设备的选型及计算 17 8.1 其他附属设备的选型 17 8.2 填料塔接管尺寸计算 .17
2、 9 计算结果总表 .18 10 参考文献 18 11 后记 .19 12 附录 .20 附录 2 22 3 1 前言前言 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， 已有百余年的 历史，也是化工类企业中最常用的气液传质设备之一。吸收塔设备一般可分为级 式接触和微分接触两类。一般级式接触采用气相分散，设计采用理论板数及板效 率；而微分接触设备常采用液相分散，设计采用传质单元高度及传质单元数,本 设计采用后者 1 。 在化学工业及同类工业中，分离工作不断趋于采用规整和散装填料塔，这 始于 1973 年的经济危机， 以及之后要求通过过程的优化设计和操作来节约燃料。 另一个因素是生态立法
3、越来越严格，从而促进了填料塔在工业中获得广泛的应 用。因为他们可在更为适度的条件下操作，所以满足节能和环保的需求时，因此 填料塔胜过板式塔。与板式塔相比，新型的填料塔有以下的优点(1)生产能力大， 在需要大量理论技术的分离过程中能耗小， 可以更容易满足经济的应用热泵的要 求; （2）分离效率高；（3）压降小；（4）操作弹性大；（5）持液量小。 填料塔 2的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。液体 从塔顶经液体分布器喷淋到填料上，并沿填料表面流下。气体从塔底送入，经气 体分布装置（小直径塔一般不设气体分布装置
4、）分布后，与液体呈逆流连续通过 填料层的空隙，在填料表面上，气液两相密切接触进行传质。当填料层较高时， 需要进行分段，中间设置再分布装置。液体再分布装置包括液体收集器和液体再 分布器两部分，上层填料流下的液体经液体收集器收集后，送到液体再分布器， 经重新分布后喷淋到下层填料上。其中填料是填料塔的主要构建，塔的特性主要 由他决定。工业上采用的填料形式分为散装填料，规整填料和格栅填料。工业上 要求填料的传质分离效率高，压降小，气液相通量大。填料流体力学和传质性能 的最基本特性为比表面积和孔隙率，以及干填料因子。 为了使填料塔的设计获得满足分离要求的最佳设计参数(如理论板数、热负 荷等)和最优操作工
5、况(如进料位置!回流比等),准确地计算出全塔各处的组分浓 度分布(尤其是腐蚀性组分)、温度分布、汽液流率分布等,常采用高效填料塔成 套分离技术。而且,20 世纪 80 年代以来,以高效填料及塔内件为主要技术代表的 新型填料塔成套分离工程技术在国内受到普遍重视。由于其具有高效、低阻、大 通量等优点,广泛应用于化工、石化、炼油及其它工业部门的各类物系分离。 2 设计任务设计任务 (1) 原料气组成: 丙酮空气双组分混合气体 丙酮含量 8%（体积%） (2) 处理量: 1.510 7 m 3 /a（标准体积流量） ，年开工 7200 小时。 (3) 操作条件: 连续常压操作 (t=20 ) (4)
6、尾气要求: 出塔气体中丙酮含量不大于原料气中丙酮含量的 1%. (5) 吸收剂： 清 水 4 (6) 填料：陶瓷拉西环 3 设计条件及设计方案说明设计条件及设计方案说明 3.1 吸收剂的选择吸收剂的选择 对填料吸收塔，其吸收装置的流程主要有逆流操作、并流操作、吸收剂部分 再循环操作、多塔串联操作和串联-并联混合操作。逆流操作由于其传质平均推 动力大，传质速率快，分高效率高，吸收剂利用率高的特点在工业生产中得到广 泛应用。 吸收过程是依靠气体溶质在吸收剂中的溶解来实现的，因此，吸收剂性能的优 劣，是决定吸收操作效果的关键之一，选择吸收剂时应着重考虑以下几方面。 溶解度 吸收剂对溶质组分的溶解度要大，以提高吸收速率并减少吸收剂的需 用量。 选择性 吸收剂对溶质组分要有良好地吸收能力，而对混合气体中的其他组分 不吸收或吸收甚微，否则不能直接实现有效的分离。 挥发度要低 操作温度下吸收剂的蒸气压要低，以减少吸收
