1、 环境工程原理课程设计 题目： 水吸收氨过程填料吸收塔的设计 班级： 环工 102 姓名： 指 导 教 师 ： 评 审 教 师 ： 完 成 日 期 ： 第一章第一章 前言前言 1、 设计任务 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 3500 m 3/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。 2、 操作条件 a) 操作压力 常压 b) 操作温度 20 填料类型和规格均自选 3、 工作日 每年 300 天，每天 24 小时连续运行 4、 厂址 成都地区 第二章第二章 设计方案的确定设计方案的确定
2、2.12.1 装置流程的确定装置流程的确定 本次设计采用逆流操作：气相自塔底进入由塔顶排出，液相自塔顶进入由塔 底排出，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。 2.22.2 吸收剂的选择吸收剂的选择 吸收剂又叫溶剂，吸收过程是依靠气体在吸收剂中的溶解来实现的，因此， 选择良好的吸收剂是吸收过程的重要一环。 选择吸收剂的基本要求: 1. 吸收剂应具有较大溶解度，以提高吸收速率减少吸收剂用量，降低输送 与再生的能耗。 2. 选择性好，吸收剂对混合气体的溶质要有良好的吸收能力，而对其它组 分不吸收或吸收甚微。以提高吸收速
3、率，减小吸收剂用量。 3. 操作温度下吸收剂的蒸汽压要低，以为离开吸收设备的气体往往被吸收 剂所饱和，吸收剂的挥发度愈大，则在吸收和再生过程中吸收剂损失愈大。 4. 粘度要低，以利于传质与输送；有利于气液接触，提高吸收速率。 5. 具有较好的化学稳定性及热稳定性，以减少吸收剂的降解和变质，尤其 在使用化学吸收剂时。 6. 其它，所选用的吸收剂还应满足无毒性，无腐蚀性，不易燃易爆，不发 泡，冰点低，廉价易得以及化学性质稳定等要求。 因为用水做吸收剂，故采用纯溶剂。 2.32.3 填料的选择填料的选择 2.3.1 2.3.1 填料层填料层 填料塔内充以某种特定形状的固体填料以构成填料层。填料层是塔
4、实现气、 液接触的主要部位。填料的主要作用是：填料层内空隙体积所占比例很大，填 料间隙形成不规则的弯曲通道，气体通过时可达到很高的湍动程度；单位体积 填料层内提供很大的固体表面，液体分布于填料表面呈膜状流下，增大了气、液 之间的接触面积。 填料的选择包括确定填料的种类、规格及材质等。所选填料既要满足生产工 艺的要求，又要使设备投资和操作费用最低。 2.3.2 2.3.2 填料种类的选择填料种类的选择 填料的选择包括确定填料的种类、规格及材质等。所选择填料既要满足生产 工艺的要求，又要使设备投资和操作费用较低。填料种类的选择要考虑分离工艺 的要求，通常考虑以下几个方面： (1)传质效率要高 一般
5、而言，规整填料的传质效率高于散装填料 (2)通量要大 在保证具有较高传质效率的前提下，应选择具有较高泛点气 速或气相动能因子的填料 (3)填料层的压降要低 (4)填料抗污堵性能强，拆装、检修方便 2.3.3 2.3.3 填料规格的选择填料规格的选择 填料规格是指填料的公称尺寸或比表面积。 （1） 散装填料规格的选择 工业塔常用的散装填料主要有 DN16、 DN25、 DN38、 DN50、DN76 等几种规格。同类填料，尺寸越小，分离效率越高，但阻力增加， 通量减少，填料费用也增加很多。而大尺寸的填料应用于小直径塔中，又会产生 液体分布不良及严重的壁流，使塔的分离效率降低。因此，对塔径与填料尺
6、寸的 比值要有一规定，一般塔径与填料公称直径的比值 D/d 应大于 8。 （2） 规整填料规格的选择 工业上常用规整填料的型号和规格的表示方法很 多，国内习惯用比表面积表示，主要有 125、150、250、350、500、700 等几种 规格，同种类型的规整填料，其比表面积越大，传质效率越高，但阻力增加，通 量减少，填料费用也明显增加。选用时应从分离要求、通量要求、场地条件、物 料性质及设备投资、操作费用等方面综合考虑，使所选填料既能满足技术要求， 又具有经济合理性。 应予指出，一座填料塔可以选用同种类型，同一规格的填料，也可选用同种类型 不同规格的填料；可以选用同种类型的填料，也可以选用不同类型的填料；有的 塔段可选用规整填料，而有的塔段可选用散装填料。设计时应灵活掌握，根据技 术经济统一的原则来选择填料的规格。 2.3.4 2.3.4 填料材质的选择填料材质的选择 填料的类型填料的类型 1 拉西环填料 优点：易于
