水吸收氨过程填料吸收塔设计

1、设计任务书（一）     设计题目试设计一座填料吸收塔，用于脱出混于空气中的氨气。混合气体的处理为3350m3/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。（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小时连续运行（五） &

2、#160;      厂址广西柳州（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、  绘制生产工艺流程图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）     设计基础数据20下氨在水中的溶解度系数为H=0.725Kmol/(m3*Kpa).目 录（一）   

3、 设计方案简介4（二）    工艺计算 41基础物性数据（1）液相物性的数据 5 （2）气相物性数据 5（3） 气液相平衡数据5（4）物料衡算 52填料塔的工艺尺寸的计算（1）塔径的计算 6（2）填料层高度计算 73填料层压降计算 94液体分布器简要设计10(三) 辅助设备的计算及选型10(四) 设计一览表 12（五）对本设计的评述 12（六）参考文献13（七）主要符号说明14（八）附图（带控制点的工艺流程简图、主体设备设计条件图）（一）设计方案简介一       方案的的确定12吸收塔的工艺尺寸的计算（

4、1）塔径计算气相质量流量为 wv=3500×1.181=4133.5 /h液相质量流量可近似按纯水的流量计算，即 WL=155.88×18.02=2808.96 /h用贝恩霍根关联式计算泛点气速： 查附录五得空隙率e =0.927计算得 uF=4.375 m/s取u =0.8 u F=0.8 4.375=3.5 m/s由D= = =0.595 m 圆整塔径，取 D=0.6 m泛点率校核： u= =3.440 m/s = = 78.63% (在允许范围内)填料规格校核： = =14>8液体喷淋密度校核： 取最小润湿速度为（Lw）min=0.08 m3/(m·h

5、)查常用散装填料的特性参数表，得at=114.2 m2/m3Umin=（Lw）min at=114.2×0.08=9.136 m3/m2·hU= =9.96Umin经以上校核可知，填料塔直径选用D=600mm是合理的。（2）填料层高度计算 Y1*=mX1=0.7543×0.04649=0.0351=0.03507Y2*=mX2=0 脱吸因数为 S= 0.669 气相总传质单元数为 =13.517气相总传单元高度采用修正的思田关联式计算：查表得sc =33dyn/cm=427680 kg/h2液体质量通量为 UL= =9937.70 kg/(m2·h)故

6、=0.353气膜吸收系数由下式计算 KG=0.237 气体质量通量为 Uv= KG=0.237 液膜吸收系数有下式计算：KL=0.0095 =0.0095 =.0553 由kG=kGw1.1 查表得 =1.45 则kG=0.147 KL= KLw0.4=0.553 由kG= kG，KL= kL则kG= KL= KG= 由 HOG= m 由 Z= HoGNoG=0.342×13.517=4.623 m，得 Z=1.25 4.623=5.779 m设计取填料高度为 Z=6 m查表5-16，对于阶梯填料， h 8m h= mm计算得填料层高度为6000 mm,故不需要分段。3 填料层压降计

7、算采用Eckert通用关联图计算填料层压降。横坐标为： 查表得， 纵坐标为： 查图得， 98 9.81=961.38Pa/m填料层压降为 P=961.38×6=5768.28 Pa液体分布器简要设计 （1）液体分布器的选型 该吸收塔的塔径为600mm而多孔直管式喷淋器的适用范围为600D800，并且其液体负荷为中等以下，所以选择多孔直管式喷淋器。（2）分布点密度计算按Eckert建议值，D=600时，喷淋点密度为246点/m2，所以，塔径为600mm时，根据需要取喷淋点密度为246点/m2布液点数为： n=0.785×0.62×24668点（3） 布液计算：由 取

8、=0.6 H=160mm =0.0037 m 设计取d0=3.7 mm（三）辅助设备的计算及选型 1填料支撑结构 填料支承结构应满足3个基本条件：使起液能顺利通过.设计时应取尽可能大的自由截面。要有足够的强度承受填料的重量，并考虑填料孔隙中的持液重量。要有一定的耐腐蚀性能。本设计根据需要，选择孔管型支承装置。 2填料压紧装置 为防止在上升气流的作用下填料床层发生松动或者跳动，需在填料层上方设置填料压紧装置。 对于散装填料本设计选用压紧栅板。3填料塔接管尺寸计算为防止流速过大引起管道冲蚀，磨损，震动和噪音，液体流速一般不超过3m/s ，气体流速一般不超过100m/s。管径计算公式： 常用管道的公

9、称通径、外径、壁厚公称通径（mm）管子外径(mm)常用碳钢管壁厚m10143151832025325323.532383.540453.550573.580894（1）     管径的计算： 选 ， 则根据管道的公称通径、外径、壁厚表得，公称通径=32mm，=2.5mm碳钢板， 管子外径D=38mm 则 管子内径 d=D-2=38-2×2.5=33mm（2）     底液出口管径： 选 则 根据管道的公称通径，外径，壁厚表，得公称通径=20mm，=2mm碳钢板 ， 管子外径D=25mm 则 管子内径 d=

10、D-2=25-2×2=21mm（3）     塔顶气体出口管径 选 ，根据管道的公称通径，外径，壁厚表，得公称通径=80mm，=3mm碳钢板， 管子外径D=89mm 则 管子内径 d=D-2=89-2×3=83mm （4）泵的选型就计算的结果可以选用：50-32-125型的泵（四）设计一览表吸收塔类型：阶梯环吸收填料塔混合气处理量：3500m3/h工艺参数名称管程管壳物料名称清水氨气操作压力，KPa101.3101.3操作温度，2020流速，m/s2.5液体密度，kg/m3998.21.181流量，kg/h2808.964133.5塔径，mm600填料层高度，mm8000压差，KPa101.3操作液气比1.12