有害气体控制工程课程设计.doc

课程设计报告(2010 -2011年度第 二 学期)名 称： 有害气体控制工程 题 目： 填料吸收塔的设计 院 系： 环境学院 班 级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 设计周数： 1周 成 绩： 日期：2011 年 5 月 日1一、课程设计的目的与要求目的:通过对气态污染物净化系统的工艺设计，初步掌握气态污染物净化系统设计的基本方法。培养学生利用所学理论知识，综合分析问题和解决实际问题的能力、绘图能力、以及正确使用设计手册和相关资料的能力。要求:1. 研究分析资料。2. 净化设备的计算，并进行相应校核计算。3. 编写设计计算书。设计计算书的内容应按要求编写，即包括与设计有关的阐述、说明及计算。要求内容完整，叙述简明，层次清楚，计算过程详细、准确，书写工整，装订成册。设计计算书应包括目录、前言、正文及参考文献等。有能力的同学采用打印稿。4. 设计图纸。包括工艺流程图，塔器剖面结构图。在剖面图上标出尺寸和部件。有能力的同学采用计算机AUTOCAD制图。二、设计正文1. 物料衡算1. 1进气量V=15kmol/h1. 2进塔气中CO2的浓度Y1=0.001 出塔气中CO2的浓度Y2=0.00051. 3进塔吸收液中CO2的浓度X2=01. 4用液量Ls=L=70kmol/h1. 5操作线方程为Y=L(X-X2)/V+Y2=4.67X+0.00051. 6塔底出液中CO2的浓度X1=X2+V(Y1-Y2)/L=0.00012. 选用25250.5的鲍尔环，其填料因子为255m-1.比表面积=219m2/m33. 塔径计算3. 1Wv=32kg/mol15kmol/h=480kg/hVv=15kmol22.4L/mol293K/273K=360.6m3/hv=Wv/Vv=480kg/mol360.6m3/h=1.331kg/m3因为NaOH溶液浓度较小，所以其密度约为水的密度，即l=1000kg/m3Wv=70kmol/h18kg/kmol=1260kg/h 查eckert图，横坐标为0.0958时，纵坐标为0.14泛点气速3. 2操作气速=0.8f=1.6m/s3 3混合气体的体积流量Vs=360.6m3/h3600s/h=0.1002m3/s塔径取0.3 m3. 4实际操作气速 3. 5校核填料尺寸 D/d=300/25=1210,所选材料符合要求4 填料高度4. 1物料衡算方程G=4V/D2=415/(3.140.33)=212.3 kmol/(m2h)Lg=4Ls/D2=470/(3.140.33)=990.8 kmol/(m2h)b=2 cb=56kmol/m3 PA2=0.0005 CB2=0.7kmol/m3带入数据整理得CB=0.712-24PA出塔处CB1=0.712-1240.001=0.688 kmol/m3 kLa=2.7810-53600=0.1h-1塔顶的临界浓度塔底的临界浓度因为活性组分的浓度超过临界浓度，所以可以认为全塔气膜控制 设计高度h=1.225h=6m4. 2填料层压降横坐标0.0958 纵坐标查表的P/Z=1109.81=1079.1Pa/m压降P=1079.16=6474.6Pa4. 3校核淋湿密度 因为填料尺寸小于75um,所以取(Lw)=0.08 m3/(m2h)最小喷淋密度Umin=0.08219=17.52m3/(m2h)实际喷淋密度UUmin,符合要求4 4取每个填料层的高度Z0=3m,Z0/D=10,符合要求4.5总塔高H计算 取塔上部空间：1000mm液体再分配器:800 mm塔底部空间：1400mm填料层高度为：6000mmH=1000+800+1400+6000=9200mm5.填料塔附属设备设计 5. 1液体喷淋装置的选择由于塔径小于0.6m,采用莲蓬头是喷洒器，莲蓬头的直径取1/4的塔径。0.075m，取到0.08m,球面半径为莲蓬头直径的0.5倍，即0.04m,喷洒角取60，小孔直径取5mm.5. 2再布器的选择因为塔径小于0.6m,所以选择截锥式液体再分布器。5. 3填料支撑架的装置：支撑装置：用开气管式，自由截面面积75压降装置：用金属网和网版，自由截面面积75气体分布装置：下斜式出气，分布气体。三、课程设计总结或结论该填料塔的设计查阅了大量的有关数据公式及物性数据图表，经过严密的运算，核算，并绘制了清晰的图像，基本上符合化工设计的要求。这次设计，让我了解工程设计的基本内容，掌握了最基本的设计方法和设计程序，培养了我分析和解决实际工程问题的能力，同时，也让我认识到了将我们从课本上学习到的知识应用到实际生活的重要思想性和可行性，以及严谨的思维。通过这次的设计，我树立了正确的设计思想，严谨的工作态度，培养了实事求是，严肃工作，高度负责的工作作风。总之，我对本次设计较为满意，当然，由于是第一次做化工设计，其中的错误在所难免，望老师指正！四、参考文献1.有害气体控制工程，赵