1、 过程过程工程工程原理课程设计原理课程设计 题 目处理量为 3.5 万 Nm 3/h 的氨空混合物 吸收塔设计 姓 名 学 号 专业班级 化学工程与工艺 101 班 指导教师 学 院 生物与化学工程分院 完成日期 2013 年 4 月 9 日 过程过程原理课程设计任务书原理课程设计任务书 1.设计题目：吸收氨过程填料塔的设计设计题目：吸收氨过程填料塔的设计 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 3.5 万万 Nm3/h，其中含氨为，其中含氨为 4%（体积分数），要求塔顶排放气体中含氨低于（体积分数）
2、，要求塔顶排放气体中含氨低于 0.02%（体（体 积分数）。积分数）。 2操作条件操作条件 （1）操作压力）操作压力 常压常压 （2）操作温度）操作温度 20 3工作日工作日 每天每天 24 小时连续运行。小时连续运行。 4厂址厂址 宁波宁波地区地区 5设计内容设计内容 （1）吸收塔的物料衡算；）吸收塔的物料衡算； （2）吸）吸收塔的工艺尺寸计算；收塔的工艺尺寸计算； （3）填料层压降的计算；）填料层压降的计算； （4）液体分布器简要设计；）液体分布器简要设计； （5）吸收塔接管尺寸的计算；）吸收塔接管尺寸的计算； （6）绘制生产工艺流程图；）绘制生产工艺流程图； （7）绘制吸收塔设计图；）绘
3、制吸收塔设计图； （9）对设计过程的评述和有关问题的讨论。）对设计过程的评述和有关问题的讨论。 6设计基础数据设计基础数据 20下氨在水中的溶解度系数为下氨在水中的溶解度系数为 H=0.725kmol/(m3.kPa)。 附：设计说明书的目录附：设计说明书的目录 目目 录录 1 设计方案简介设计方案简介 2 工艺计算工艺计算 2.1 基础物性数据基础物性数据 2.1.1 液相物性的数据液相物性的数据 2.1.2 气相物性数据气相物性数据 2.1.3 气液相平衡数据气液相平衡数据 2.1.4 物料衡算物料衡算 2.2 填料塔的工艺尺寸的计算填料塔的工艺尺寸的计算 2.2.1 塔径的计算塔径的计算
4、 2.2.2 填料层高度计算填料层高度计算 2.2.3 填料层压降计算填料层压降计算 2.2.4 吸收塔接管口径的计算吸收塔接管口径的计算 3 辅助设备的计算及选型辅助设备的计算及选型 4 设计一览表设计一览表 5 对本设计的评述对本设计的评述 6 参考文献参考文献 7 主要符号说明主要符号说明 8 附图（带控制点的工艺流程简图、主体设备设计图）附图（带控制点的工艺流程简图、主体设备设计图） 1.吸收方案的确定吸收方案的确定 1.1 吸收剂的选择吸收剂的选择 一般说来，任何一种吸收剂都难以满足以上所有要求，选用时应针对具体情况和 主要矛盾，既考虑工艺要求又兼顾经济合理性。工业上常用的吸收剂列于
5、下 表表 1 1 工业上常用吸收剂工业上常用吸收剂 溶质 吸收剂 溶质 吸收剂 氨 水、硫酸 硫化氢 碱 液 、 砷 碱 液、有机溶剂 丙酮蒸汽 水 苯蒸汽 煤油、洗油 氯化氢 水 丁二烯 乙醇、乙腈 二氧化碳 水、碱液、碳 酸丙烯酯 二氯乙烯 煤油 二氧化硫 水 一氧化碳 铜氨液 本方案选择水作为吸收剂， 因为氨在水中的溶解度大， 且水的挥发性小， 粘度小， 物理和化学性质稳定，对溶质的选择性好，又廉价易得，符合吸收过程对吸收剂的选 择要求。因氨气不作为产品，故采用纯溶剂。 1.2 吸收流程的确定吸收流程的确定 吸收装置的流程主要选择逆流与并流操作。 （1）逆流操作 气相自塔底进入由塔顶排出
6、，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。工业生产中多采用逆流操作。 （2） 并流操作 气液两相均从塔顶流向塔底，即并流操作。并流操作的 特点是，系统不受液流限制，可提高操作气速，以提高生产能力。易溶气体的吸收或 待处理不需要吸收很完全。 用水吸收氨属高溶解度的吸收过程，为提高传质效率和分离效率，所以，选用逆 流吸收流程。 1.3 操作的温度和压力操作的温度和压力 操作压力以选择常压为最佳，吸收压力高能提高吸收过程的推动力，但是降低了 吸收剂的选择性，同时吸收塔的造价也会升高。因此，选择常压兼顾了吸收和经济两 个方面。 操作温度为常温 20，由于吸收分物理和化学吸收，低温易于物理，氨气的溶 解度增大，但低于常温会增加操作费用。高温时，
