碳酸丙烯酯PC脱碳填料塔的设计77348939
毕业设计
碳酸丙烯酯（PC）脱碳填料塔设计
目录
化工原理设计任务书3
一、设计目的3
二、设计任务3
三、设计条件3
四、基础数据4
五、设计内容 (5)
一、计算前的准备 (6)
1.CO2在PC中的溶解度关系 (6)
2.PC密度与温度的关系 (7)
3.PC蒸汽压的影响 (8)
4.PC的粘度 (8)
二、物料衡算 (8)
1.各组分在PC中的溶解量 (8)
2.雾沫夹带量Nm3/m3PC (9)
3.溶液带出的气量Nm3/m3PC (9)
4.出脱碳塔净化气量 (10)
5.计算PC循环量 (10)
6.验算吸收液中CO2残量为0.15 Nm3/m3PC
时净化气中CO2的含量 (10)
7.出塔气体的组成 (11)
三、热量衡算 (12)
1.混合气体的定压比热容
C (12)
pV
2.液体的比热容
C (13)
pL
3.CO2的溶解热s (14)
4.出塔溶液的温度1L T (14)
5.最终的衡算结果汇总 (15)
四、设备的工艺与结构尺寸的设计计算 (16)
1.确定塔径及相关参数 (15)
五、填料层高度的计算 (18)
六、填料层的压降 (26)
七、附属设备及主要附件的选型 (25)
八，塔总高计算
28
九、设计概要表
29
十、对本设计的评价与总结
28
参考文献 (28)
+
化工原理课程设计任务书
一、《化工原理》课程设计目的、任务
1. 培养学生查阅资料选用公式和搜索数据的能力
2. 培养学生在填料吸收塔、精馏塔设计时，既考虑技术上的先进性和可行性，又考虑经济上的合理性并注意操作时的劳动条件和环境保护的正确设计思想。
3. 培养学生能迅速准确的对填料塔进行工艺设计计算的能力
4. 培养学生能用简洁的文字清晰的图表来表达自己设计思想的能力
二、设计任务
气体填料吸收塔碳酸丙烯脂（PC）脱出CO
2
设计
三、设计条件
1、混合气（变换气）处理量：40000 Nm3/h
2、进塔混合气体成分：原始数据表（均
为体积%，下同)
3、进塔吸收剂（碳酸丙烯酯PC）入塔浓度，自定；
4、气液两相的入塔均选定为：30℃
5、出塔净化气中CO2浓度＜0.6%
6、操作压力：1.6MPa
原始数据表
四、基础数据
1.碳酸丙烯酯（PC）的物理性质
2.比热计算式 C)k J/(k g ??-+=1000181.039.1t c p
3.CO 2在碳酸丙烯酯（PC ）中的溶解度 2可近似按下式计算（以2
CO H Δ表示） ()676187.459.4=?=i
i
B B H KJ/kmol,2
CO Δ
5.其他物性数据可查化工原理附录 五、《化工原理》课程设计主要内容 1、工艺及设备设计
（1）设计方案和工艺流程的说明 （2）填料吸收塔的工艺计算；
吸收剂用量求取：最小吸收剂用量，吸收剂用量；
操作线方程；
填料塔径求取：选择填料，液泛速度，空塔气速，塔径及圆整，最小润湿速度求取及润湿速度的选取，塔径的校正；
传质单元高度的求取； 传质单元数的求取；
填料层高度；
单位填料层压降的求取； 吸收塔高度计算；
液体分布；再分布及分布器的选型； 填料吸收塔的工艺流程图； （3）填料吸收塔设备设计
填料吸收塔附属结构的选型与设计； 全塔高度：包括上、下封头，裙座高度。 2、制图
包括工艺流程图、设备图。 3、编写设计说明书
一：计算前的准备：
1.CO 2在PC 中不同温度下亨利系数数据
作图得：亨利系数与温度近似成直线，且()3.101594.396204.1?+=t E kPa 因为高浓度气体吸收，故吸收塔内CO 2的溶解热不能被忽略。现假设出塔气体的温度为C 352?=V T ，出塔液体的温度为C ?=401L T ，并取吸收饱和度（定义为出塔溶液浓度对其平衡浓度的百分数）为70%，然后利用物料衡算结合热量衡
算验证上述温度假设的正确性
在40℃下，CO 2在PC 中的亨利系数E 40=103.5×101.3 kPa=10485 kPa 1．出塔溶液中CO 2的浓度（假设其满足亨利定律）
()()()0299.00427.07.010485/4487.0/7.07.011=====*
E p x x （摩尔分数）
2．根据吸收温度变化的假设，在塔内液相温度变化不大，可取平均温度35℃下的CO 2在PC 中溶解的亨利系数作为计算相平衡关系的依据。即：
()97563.101594.39356204.135=?+?=E kPa
CO 2在PC 中溶解的相平衡关系，即：
112.425
.644log log 22CO CO -+
=T
p X 式中：2CO X 为摩尔比，kmolCO 2/kmolPC ；2CO p 为CO 2的分压，kgf/cm 2；T 为热力学温度，K 。
用上述关联式计算出塔溶液中CO 2的浓度有
PC
m X X 332CO CO /10.859Nm /kmolPC kmolCO 0418.0379
.1112.415.31325
.644735.4log log 2
2==-=-+=
()22
CO 11
CO 0.70.70.70.04010.02811X x x X *==?
==+
与前者结果相比要小，为安全起见，本设计取后者作为计算的依据。 结论：出料10.0281x =（摩尔分数） 2.PC 密度与温度的关系
利用题给数据作图，得密度与温度的关联表达式为
t 9858.01223-=ρ（式中t 为温度，℃；ρ为密度，kg/m 3）
3.PC 蒸汽压的影响
根据变换气组成及分压可知，PC 蒸汽压与操作总压及CO 2的气相分压相比均很小，故可忽略。 4.PC 的粘度
1
.1535
.185822.0log -+
-=T μ mPa ·s （T 为热力学温度，K ）
5.工艺流程确定：
本次吸收采用逆流吸收的方法。 二、物料衡算
1.各组分在PC 中的溶解量
查各组分在操作压力为1.6MPa 、操作温度为40℃下在PC 中的溶解度数据，并取其相对吸收饱和度均为70%，将计算所得结果列于下表（亦可将除CO 2以外的组分视为惰气而忽略不计，而只考虑CO 2的溶解）：CO 2溶解量的计算如下：
各个溶质溶解量的计算如下：（以CO 2为例）
通过第一部分已知CO 2在40℃的平衡溶解度/kmolPC kmolCO 0418.02CO 2=X
859.101184
/09.1024.220418.0/kmolPC kmolCO 0402.02CO 2=?=
=X Nm 3/m 3
PC
式中：1184为PC 在40℃时的密度，102.09为PC 的相对摩尔质量。 CO 2的溶解量为（10.859-0.15）×0.7=7.496 Nm 3/m 3PC
说明：进塔吸收液中CO 2的残值取0.15 Nm 3/m 3PC ，故计算溶解量时应将其扣除。其他组分溶解度就微小，经解吸后的残值可被忽略。 平均分子量：
入塔混合气平均分子量：
kg/km ol 368.20223.028472.02015.02829.0441=?+?+?+?=m M
溶解气体的平均分子量：
kg/km ol 823.420199.0280199.020014.0289588.044=?+?+?+?=s M
2.雾沫夹带量Nm 3/m 3PC
以0.2 Nm 3/m 3PC 计，各组分被夹带的量如下： CO 2：0.2×0.29=0.058 Nm 3/m 3PC CO ： 0.2×0.015=0.003 Nm 3/m 3PC H 2： 0.2×0.472=0.0944 Nm 3/m 3PC N 2： 0.2×0.223=0.0446 Nm 3/m 3PC 3.溶液带出的气量Nm 3/m 3PC
各组分溶解量：
CO 2： 7.496 Nm 3/m 3PC 95.88% CO ： 0.011 Nm 3/m 3PC 0.14%
H 2： 0.156 Nm 3/m 3
PC 1.99% N 2： 0.156Nm 3/m 3PC 1.99%
7.819 Nm 3/m 3PC 100%
夹带量与溶解量之和：
CO 2：0.028+7.203=7.554Nm 3/m 3PC 94.20% CO ：0.003+0.011=0.014 Nm 3/m 3PC 0.175% H 2：0.0944+0.156=0.250 Nm 3/m 3PC 3.12% N 2：0.0446+0.156=0.201 Nm 3/m 3PC 2.51%
8.019Nm 3/m 3PC 100%
4.出脱碳塔净化气量
以321V V V 、、分别代表进塔、出塔及溶液带出的总气量，以321y y y 、、分别代表CO 2相应的体积分率，对CO 2作物料衡算有：
V 1 =26058 Nm 3/ h
123V V V =+ 332211y V y V y V +=
联立两式解之得
V3=V1(y1-y2)/(y3-y2)=40000×(0.29－0.006)/(0.9420－ 0.006)=12136.75Nm 3/h
V 2 = V 1 - V 3 =27863.25 Nm 3/ h 5.计算PC 循环量
因每1 m 3PC 带出CO 2为7.554 Nm 3 ，故有：
L=V3y3/7.259=12136..75×0.9420/7.554=1513.479m 3/h 操作的气液比为V1/L=40000/1513.479=26.429
6.验算吸收液中CO 2残量为0.15 Nm 3/m 3
PC 时净化气中CO 2的含量
取脱碳塔阻力降为0.3kgf/cm 2，则塔顶压强为16.319-0.3=16.019 kgf/cm 2，此时CO 2的分压为0961.0006.0019.162=?=CO p kgf/cm 2，与此分压呈平衡的CO 2液相浓度为：
112.425
.644log log 22CO CO -+=T
p X PC
/m CO Nm 15.0PC /m CO Nm 2594.01193
/09.10222.40.00099081/kmolPC
kmolCO 00099081.0004
.3112.415
.30325
.6440801.0log log 3233232CO CO 2
2
>=?=
=-=-+=X X
式中：1193为吸收液在塔顶30℃时的密度，近似取纯PC 液体的密度值。计算结果表明，当出塔净化气中CO 2的浓度不超过0.5%，那入塔吸收液中CO 2的极限浓度不可超过0.216 Nm 3/m 3PC ，本设计取值正好在其所要求的范围之内，故选取值满足要求。 入塔循环液相
CO 2：1513.479×0.15=227.022 7.出塔气体的组成
出塔气体的体积流量应为入塔气体的体积流量与PC 带走气体的体积流量之差。
CO 2：40000×0.29-7.554×1513.479=167.179Nm 3/h 0.60% CO ： 40000×0.015-0.014×1513.479=578.811Nm 3/h 2.08% H 2： 40000×0.472-0.250×1513.479=18501.63Nm 3/h 66.40% N 2： 40000×0.223-0.201×1513.479=8615.791Nm 3/h 30.82%
27863.411Nm 3/h 100%
计算数据总表
三、热量衡算
在物料衡算中曾假设出塔溶液的温度为40℃，现通过热量衡算对出塔溶液的温度进行校核，看其是否在40℃之内。否则，应加大溶剂循环量以维持出塔溶液的温度不超过40℃。具体计算步骤如下： 1.混合气体的定压比热容pV C
因未查到真实气体的定压比热容，故借助理想气体的定压比热容公式近似计算。理想气体的定压比热容：32T d T c T b a C i i i i pi +++=，其温度系数如下表：
表中C p 的单位为（kcal/kmol ·℃）/（kJ/kmol ·℃） 进出塔气体的比热容
C kJ/kmol 43.31223.018.29472.090.28015.018.2929.038.371??=?+?+?+?==∑i
pi pV y C C
Cpv2=∑Cpiyi
=37.48×0.0060+29.18×0.0208+28.91×0.664+29.18×0.3082 =29.02 KJ/Kmol ·℃ 2.液体的比热容pL C
溶解气体占溶液的质量分率可这样计算：
质量分率为
()%3.1013.01184
823.424.22819.7==?÷
其量很少，因此可用纯PC 的比热容代之。本设计题目中
()1.390.0018110pl C t =+- kJ/kg ·℃
()()1 1.390.0018110 1.390.001814010 1.444kJ/kg C pL C t =+-=+-=??
()()C kJ/kg 426.1103000181.039.11000181.039.12??=-+=-+=t C pL
文献查得t C pL 0009863.03499.0+= kJ/kg ·℃,据此算得：
3894.01=pL C kJ/kg ·℃；3795.02=pL C kJ/kg ·℃ 本设计采用后者。 3.CO 2的溶解热s Q
12992187.467659.42
CO =??=H ?kJ/kmolCO 2
文献查得146542CO =H ? kJ/kmolCO 2（实验测定值） 本设计采用后者。
CO 2在PC 中的溶解量为7.496×1513.479=11345.039Nm 3/h=506.475kmol/h 故Qs=14654×506.475=7421884.65kJ/h 4.出塔溶液的温度1L T
设出塔气体温度为35℃，全塔热量衡算有：
带入的热量（Q V 1+Q L 2）+ 溶解热量（Q s ）= 带出的热量（Q V2+Q L1）
Q v1=V1Cpv1(Tv1－T0)=40000×31.43×30/22.4=1683750 kJ/h
Q L2=L2CpL2(TL2－T0)=1513.479×1193×1.426×30=20556533.39kJ/h
Q v2=V2Cpv2(Tv2－T0)=27863.25×29.02×35/22.4=1263424.242kJ/h
Q L1=L1CpL1(TL1－T0)=1828203.785 ×1.44×TL1=1724717 TL1kJ/h
式中：
L1=1513.479×1193+(12136.588-0.2×1513.479)×42.823/22.4=1828203.785 kg/h
1683750+20556533.39+7421884.65=1263424.242+1724717TL1
TL1=39.89℃
6.最终衡算结果：
四、设备的工艺与结构尺寸的设计计算
1.确定塔径及相关参数
u
V D s
π4=
()F u u 8.0~5.0= 塔底气液负荷大，依塔底气液负荷条件求取塔径
采用Eckert 通用关联图法求取泛点气速F u ，并确定操作气速。
入塔混合气体的质量流量:
'==kg/h V ÷?（4000022.4）20.36836371.429 注：20.368为入塔混合气体的平均分子量 10.653为出塔混合气体的平均分子量
kg/km ol 368.20223.028472.02015.02829.0441=?+?+?+?=m M
M m2 = 44?0.006+28?0.0208+2?0.664+28?0.3082= 10.653kg/kmol 塔底吸收液的质量流量:
'1828203.785kg/h L =
入塔混合气的密度（未考虑压缩因子）
()()361kg/m 93.1215.3038314/368.20106.1/=???==RT pM m V ρ 吸收液的密度3kg/m 1184=L ρ（40℃） 吸收液的粘度，依下式计算得到：
374.01
.15315.3085
.185822.01.1535.185822.0log =-+-=-+
-=T L μ
368.2=L μmPa ·s （平均温度35℃时的值）
选50g D mm 塑料鲍尔环（米字筋），其湿填料因子1m 120-=φ，空隙率90.0=ε，比
表面积32/m m 4.106=t a ，Bain-Hougen 关联式常数75.10942.0==K A ，
。
（1）选用Eckert 通用关联图法求解F u
关联图的横坐标：（ρv /ρl ）0.5L ’/V ’=(12.83/1184)0.51197720/23508=5.408
查Eckert 通用关联图得纵坐标值为0.0025，即：
()0025.0368.2118483.1281.91201184/10002.02
2.02
=???=???
? ??F L
L
V
F u g u μρρψφ m/s 14.0=F u
（2）选用Bain-Hougen 关联式求解F u
8
/14
/12.0328
/14
/12.032
118483.1223508119772075.10942.0368.2118483.129.04.10681.9lg lg ??
?
????? ??-=??
???????? ????? ?????
?
????? ??''-=??
???????? ????? ??F
L V
L L V t F u V L K A a g
u ρρμρρε
14m/s
.0m/s 12.0==F F u u 取
11m/s .0~07.0的取值范围则u
根据设计u=0.1m/s 2求取塔径
Vs=40000×(0.1013/1.6)(303.15/273.15)=2810.644m 3/h=0.781m 3/s D=(4×0.781/3.14×0.1)0.5=3.154m 本次设计取D=3200mm 3核算操作气速
u=4Vs/3.14×D 2=4×0.781/3.14×3.22=0.0972m/s 则操作气体速度取u=0.10m/s 合适
4 核算径比
D/d=3200/50=64>10―15（满足鲍尔环的径比要求） 5校核喷淋密度
采用聚丙烯填料表面
L 喷，min =（MWR ）at =0.08×106.4=8.512m 3/(m 2.h)
（通常对于直径不超过75mm 的散装填料，最小润湿速率可取为0.08m 3/（m ·h ）;对于直径大于75mm 的散装填料，可取为0.12m 3/（m ·h ））
L 喷=
)/(512.864.1904
2.31193785.1828203232h m m ?>=?π
（满足要求）
五、填料层高度的计算
塔截面积Ω=0.785D 2=0.785×3.22=8.038㎡
因其他气体的溶解度很小，故将其他气体看作是惰气并视作为恒定不变，那么，惰气的摩尔流率m V
m 40000(10.29)/(22.43600)0.0438V =?-??Ω=
又溶剂的蒸汽压很低，忽略蒸发与夹带损失，并视作为恒定不变，那么有 L ’=1513.479×1193/(102.09×3600×8.038)=0.611kmol/(m 2·s)
006.02=y ，000573.009
.102/11934.22/15.04
.22/15.02=+=
x
吸收塔物料衡算的操作线方程为
222211m y x V Y L X y x ????'-=- ? ?--???
?
将上述已知数据代入操作线方程，整理得
510195.30716.0-?+=Y X
采用数值积分法求解，步骤如下：
1.将气相浓度28.0~005.0=y 在其操作范围内10等份，其等份间距为0.0284，并将各分点的y 值代入式（1）计算出对应的x 值，并列入后面表格中的第1、2列中。
填 料 塔 设 计 说 明 书 设计题目：水吸收氨填料吸收塔学院：资源环境学院 指导老师：吴根义罗惠莉 设计者：海江 学号：7 专业班级：08级环境工程1班
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2400m3/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、吸收剂的选择 吸收剂对溶质的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，且挥发度要低。所以本设计选择用清水作吸收剂，氨气为吸收质。水廉价易得，物理化学性能稳定，选择性好，符合吸收过程对吸收剂的基本要求。且氨气不作为产品，故采用纯溶剂。 四、流程选择及流程说明 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，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。工业生产中多用逆流操作。 五、塔填料选择 阶梯环填料。阶梯环是对鲍尔环的改进，与鲍尔环相比，阶梯环高度减少了一半，并在一端增加了一个锥形翻边。由于高径比减少，使得气体绕填料外壁的平均路径大为缩短，减少了气体通过填料层的阻力。锥形翻边不仅增加了填料的机械强度，而且使填料之间由线接触为主变成以点接触为主，这样不但增加了填料间的间隙，同时成为液体沿填料表面流动的汇集分散点，可以促进液膜的表面更新，有利于传质效率的提高。阶梯环的综合性能优于鲍尔环，成为目前使用的环形填料中最为优良的一种 选用聚丙烯阶梯环填料，填料规格：
六、填料塔塔径的计算 1、液相物性数 对低浓度吸收过程，溶液的物性数据可近似取纯水的物性数据。由手册查得，20℃水的有关物性数据如下： 密度为:L ρ=998.2 kg/m3 粘度为:μL=0.001004 Pa·S=3.6 kg/（m·h） 表面力为σL=72.6 dyn/cm =940896 kg/h2 2、气相物性数据： 20℃下氨在水中的溶解度系数为：H=0.725kmol/(m3·kPa)。 混合气体的平均摩尔质量为： Mvm=0.05×17.03g/mol +0.95×29g/mol=28.40g/mol , 混合气体的平均密度为：ρvm =1.183 kg/m3 混合气体的粘度可近似取为空气的粘度，查手册得20℃空气的粘度为: μv=1.81×10-5 Pa·S=0.065 kg/(m·h) 3、气相平衡数据 20℃时NH3在水中的溶解度系数为H=0.725 kmol/(m3·kPa),常压下20℃时NH3在水中的亨利系数为E=76.41kPa 。 4、物料衡算： 亨利系数 S L HM E ρ= 相平衡常数 754.03 .10102.18725.02 .998=??=== P HM P E m S L ρ E ——亨利系数 H ——溶解度系数 Ms ——相对摩尔质量
填料吸收塔设计任务书 一、设计题目 填料吸收塔设计 二、设计任务及操作条件 １、原料气处理量：5000m3/h。 ２、原料气组成：98％空气＋％的氨气。 ３、操作温度：20℃。 ４、氢氟酸回收率：98％。 ５、操作压强：常压。 ６、吸收剂：清水。 ７、填料选择：拉西环。 三、设计内容 1.设计方案的确定及流程说明。 2.填料吸收塔的塔径，填料层的高度，填料层的压降的计算。 3.填料吸收塔的附属机构及辅助设备的选型与设计计算。 4.吸收塔的工艺流程图。 5.填料吸收塔的工艺条件图。
目录 第一章设计方案的简介 (4) 第一节塔设备的选型 (4) 第二节填料吸收塔方案的确定 (6) 第三节吸收剂的选择 (6) 第四节操作温度与压力的确定 (7) 第二章填料的类型与选择 (7) 第一节填料的类型 (7) 第二节填料的选择 (9) 第三章填料塔工艺尺寸 (10) 第一节基础物性数据 (10) 第二节物料衡算 (11) 第三节填料塔的工艺尺寸的计算 (12) 第四节填料层压降的计算 (16) 第四章辅助设备的设计与计算 (16) 第一节液体分布器的简要设计 (16) 第二节支承板的选用 (17) 第三节管子、泵及风机的选用 (18) 第五章塔体附件设计 (20) 第一节塔的支座 (20) 第二节其他附件 (20)
第一章设计方案的简介 第一节塔设备的选型 塔设备是化工、石油化工、生物化工制药等生产过程中广泛采用的气液传质设备。根据塔内气液接触构件的结构形式，可分为板式塔和填料塔两大类。 1、板式塔 板式塔为逐级接触式气液传质设备，是最常用的气液传质设备之一。传质机理如下所述：塔内液体依靠重力作用，由上层塔板的降液管流到下层塔板的受液盘，然后横向流过塔板，从另一侧的降液管流至下一层塔板。溢流堰的作用是使塔板上保持一定厚度的液层。气体则在压力差的推动下，自下而上穿过各层塔板的气体通道（泡罩、筛孔或浮阀等），分散成小股气流，鼓泡通过各层塔板的液层。在塔板上，气液两相密切接触，进行热量和质量的交换。在板式塔中，气液两相逐级接触，两相的组成沿塔高呈阶梯式变化，在正常操作下，液相为连续相，气相为分散相。 一般而论，板式塔的空塔速度较高，因而生产能力较大，塔板效率稳定，操作弹性大，且造价低，检修、清洗方便，故工业上应用较为广泛。 ２、填料塔 填料塔是最常用的气液传质设备之一，它广泛应用于蒸馏、吸收、解吸、汽提、萃取、化学交换、洗涤和热交换等过程。几年来，由于填料塔研究工作已日益深入，填料结构的形式不断更新，填料性能也得到了迅速的提高。金属鞍环，改型鲍尔环及波纹填料等大通量、低压力降、高效率填料的开发，使大型填料塔不断地出现，并已推广到大型汽—液系统操作中，尤其是孔板波纹填料，由于具有较好的综合性能，使其不仅在大规模生产中被采用，且由于其在许多方面优于各种塔盘而越来越得到人们的重视，在某些领域中，有取代板式塔的趋势。近年来，在蒸馏和吸收领域中，最突出的变化是新型填料，特别是规整填料在大直径
课程设计说明书 题 目：S H S 20-25型锅炉低硫烟煤 烟 气袋式除尘湿式脱硫系统设计 学生姓名： 周永博 学 院： 能源与动力工程学院 班 级： 环工13-1 指导教师：曹英楠
2016年7 月 1 日 内蒙古工业大学课程设计（论文）任务书 课程名称：大气污染控制工程学院：能源与动力工程学院班级：环工13-1 学生姓名：周永博学号：201320303014 指导教师：曹英楠
技术参数： 锅炉型号：SHS20-25 即，双锅筒横置式室燃炉（煤粉炉），蒸发量20t/h，出口蒸汽压力25MPa 设计耗煤量：2.4t/h 设计煤成分：C Y=75.2% H Y=3% O Y=4% N Y=1% S Y=0.8% A Y=10% W Y=6%； V Y＝18％；属于低硫烟煤 排烟温度：160℃ 空气过剩系数＝1.25 飞灰率＝29％ 烟气在锅炉出口前阻力800Pa 污染物排放按照锅炉大气污染物排放标准中2类区新建排污项目执行。 连接锅炉、净化设备及烟囱等净化系统的管道假设长度150m，90°弯头30个。
参考文献： 《大气污染控制工程》郝吉明、马广大； 《环保设备设计与应用》罗辉..北京.高等教育出版社.1997； 《除尘技术》高香林..华北电力大学.2001.3； 《环保设备?设计?应用》郑铭..北京.化学工业出版社.2001.4； 《火电厂除尘技术》胡志光、胡满银..北京.中国水利水电出版社.2005； 《除尘设备》金国淼..北京.化学工业出版社.2002； 《火力发电厂除尘技术》原永涛..北京.化学工业出版社.2004.10； 《环境保护设备选用手册》鹿政理..北京.化学工业出版社.2002.5； 《工业通风》孙一坚主编..中国建筑工业出版社，1994； 《锅炉及锅炉房设备》奚士光等主编..中国建筑工业出版社，1994； 《除尘设备设计》金国淼主编..上海科学技术出版社，1985； 《环境与工业气体净化技术》. 朱世勇主编.化学工业出版社，2001； 《湿法烟气脱硫系统的安全性及优化》曾庭华，杨华等主编..中国电力出版社；《燃煤烟气脱硫脱硝技术及工程实例》. 钟秦主编.化学工业出版社，2004； 《环保工作者使用手册》. 杨丽芬，李友琥主编.冶金工业出版社，2001； 《工业锅炉房设计手册》航天部第七研究设计院编.中国建筑工业出版社，1986；《火电厂烟气湿法脱硫装置吸收塔的设计》王祖培编.化学工业第二设计院，1995；《大气污染控制工程》. 吴忠标编.科学出版社，2002； 《湿法烟气脱硫吸收塔系统的设计和运行分析》. 曾培华著.电力环境保护，2002。
目录
前言 世界卫生组织和联合国环境组织发表的一份报告说：“空气污染已成为全世界城市居民生活中一个无法逃避的现实。”如果人类生活在污染十分严重的空气里，那就将在几分钟内全部死亡。工业文明和城市发展，在为人类创造巨大财富的同时，也把数十亿吨计的废气和废物排入大气之中，人类赖以生存的大气圈却成了空中垃圾库和毒气库。因此，大气中的有害气体和污染物达到一定浓度时，就会对人类和环境带来巨大灾难，对有害气体的控制更必不可少。 一．设计任务书 1.设计目的 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。 2.设计任务 试设计一个填料塔，常压，逆流操作，操作温度为25℃，以清水为吸收剂， ，气体处理量为1500m3/h，其中含氨%（体积分数），吸收脱除混合气体中的NH 3
要求吸收率达到99%，相平衡常数m=。 3.设计内容和要求 1）研究分析资料。 2）净化设备的计算，包括计算吸收塔的物料衡算、吸收塔的工艺尺寸计算、填料层压降的计算及校核计算。 3）附属设备的设计等。 4）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，格式参照学校要求。 5）设计图纸。包括填料塔剖面结构图、工艺流程图。应按比例绘制，标出设备、零部件等编号，并附明细表，即按工程制图要求。图纸幅面、图线等应符合国家标准；图面布置均匀；符合制图规范要求。 6）对设计过程的评述和有关问题的讨论。 二．设计资料 1.工艺流程 采用填料塔设计，填料塔是塔设备的一种。塔内填充适当高度的填料，以增加两种流体间的接触表面。例如应用于气体吸收时，液体由塔的上部通过分布器进入，沿填料表面下降。气体则由塔的下部通过填料孔隙逆流而上，与液体密切接触而相互作用。结构较简单，检修较方便。广泛应用于气体吸收、蒸馏、萃取等操作。 2.进气参数 进气流量: 1500m3/h 进气主要成分：NH 3
碳酸丙烯酯（PC）脱碳填料吸收塔课程设计任务书 一、设计任务 某厂以天然气为原料生产合成氨，选择碳酸丙烯酯(PC)为吸收剂脱除变换气中的CO2，脱碳气供合成氨下一工段使用。试设计一座碳酸丙烯酯(PC)脱碳填料塔。 二、操作条件 1．合成氨原料气量（30000+200X）m3 /h【X代表学号最后两位数】 2．变换气组成为：CO2 28%；CO 2.5%；H2 49.5%；N2 16.5%；CH4 3.5%。(均为体积%，下同。其它组分被忽略)； 3．要求出塔净化气中CO2的浓度不超过0.5%； 4．PC吸收剂的入塔浓度根据操作情况自选； 5．气液两相的入塔温度均选定为30℃； 6．操作压强为2.8MPa； 三、设计内容 1．设计方案的确定及工艺流程的说明； 2．填料吸收塔的工艺设计； (1) 塔填料选择； (2) 吸收塔塔径计算； (3) 吸收塔填料层高度和填料层压降计算； (4) 吸收塔诸接管口径计算； (5) 主要设计参数核算； 3．填料吸收塔主要附属内件选型 主要附属内件包括初始液体分布器、液体再分布器、填料支承板、填料压板、除雾器、气体入塔分布器等。 4．附属尺寸确定 附件包括塔顶空间、塔底空间、人孔、裙座、封头和进出管口等。 5．填料塔高度计算 6．主要附属设备的计算与选型 计算贫液冷却器的换热面积，确定吸收剂循环泵的型号。 7．塔的工艺计算结果汇总一览表； 8．工艺流程简图和主体设备工艺条件图； 9．对本设计的评述或对有关问题的分析与讨论。
(4)密度与温度的关系 C)kJ/(kg ) 10(00181.039.1p ??-+=t c (6)表面张力 (7)凝固点 2．CO 2在碳酸丙烯酯（PC ）中的亨利系数 3．CO 2在碳酸丙烯酯（PC ）中的溶解度数据(一) 注：表中溶解度数据单位为STPm 3CO 2/m 3PC 。 4．CO 2在碳酸丙烯酯（PC ）中的溶解度数据(二)（单位为STPm 3CO 2/m 3PC ）
二 基础物性参数的确定 1 液相物性数据 对于低浓度吸收过程，溶液的物性数据可近似取纯水的物性数据。由手册查得，2 气相物性参数 设计压力：101.3kPa ,温度：20C ? 氨气在水中的扩散系数：92621.7610/ 6.33610/L D cm s m h --=?=? 氨气在空气中的扩散系数： 查表得，氨气在0°C ，101.3kPa 在空气中的扩散系数为0.17 2/cm s ， 根据关系式换算出20C ?时的空气中的扩散系数： 33 2 2 0002 2 293.150.171273.150.189/0.06804/V P T D D P T cm s m h ??????==?? ? ? ??????? == 混合气体的平均摩尔质量为 m i 0.05170.982929.27V i M y M ==?+?=∑ 混合气体的平均密度为 3 m 101.329.27 1.2178.314293.15 V V m P M kg m R T ρ?= = =? 混合气体的粘度可近似取空气的粘度，查手册得20C ?空气粘度为
51.81100.065()V Pa s kg m h μ-=??=? 3 气液相平衡数据 由手册查得，常压下20C ?时，氨气在水中的亨利系数 76.3a E kP = 相平衡常数 76.30.7532 101.3 E m P = == 溶解度系数 3 s 998.20.726076.318.02 L H km ol kPa m EM ρ= = =?? 4 物料衡算 进塔气相摩尔比 1= 11 0.050.05263110.05 y Y y = =-- 出塔气相摩尔比 3 21(1)0.05263(10.98) 1.05310 A Y Y ?-=-=-=? 混合气体流量 33 0.1013(273.1520) 16.10100.1013273.15V N Q Q m h ? ?+==?? 惰性气体摩尔流量 273.15(10.05)636.1622.4 273.1520 V Q V km ol h = ? -=+ 该吸收过程属低浓度吸收，平衡关系为直线，最小液气比可按下式计算： 1212 L Y Y V Y m X -??= ? -?? 对于纯溶剂吸收过程，进塔液相组成 20X = m in 0.052630.0010530.73810.052630.7532L V -?? == ? ?? 取操作液气比为 m in 1.4L L V V ?? = ??? 1.40.7381 1.0333L V =?= 1.0333636.16657.34L kmol h =?=
xxxxx 大学 化工原理课程设计任务书 专业: 班级: 组长: 成员: 设计日期: 设计题目: 空气丙酮填料塔的吸收 设计条件: 空气-丙酮体系 ●混合气：丙酮蒸气和空气 ●吸收剂：清水（25℃） ●处理量：1500m3/h(标准状态) ●相对湿度：70% ●温度：20O℃ ●含量：进塔混合气中含丙酮：1.82%（V%）
●要求：丙酮回收率：90% ●操作条件：常压操作 ●厂址地区：任选 ●设备型式：自选 设计内容：相关说明 1.设计方案的选择及流程说明 2.工艺计算 3.主要设备工艺尺寸设计 (1)塔径的确定 (2)填料层高度计算 (3)总塔高、总压降及接管尺寸的确定 4.辅助设备选型与计算 5.设计结果汇总 6.工艺流程图及换热器工艺条件 指导教师: xxxx 目录 第一节概述------------------------------------------4
1.1吸收技术概况------------------------------------------4 1.2吸收设备的发展------------------------------------------4 1.3吸收过程在工业生产中的应用------------------------------------------5 1.4丙酮的相关资料------------------------------------------6 第二节设计方案的确定-----------------------------------------7 2.1吸收剂的选择--------------------------------------------7 2.2吸收流程的选择----------------------------------------8 2.3吸收塔设备及填料的选择-------------------------------------------------9 2.4操作参数的选择------------------------------------------9 2.5设计模型图------------------------------------------10 第三节吸收塔的工艺计算----------------------------------------11 3.1基础性数据--------------------------------------------11 3.2物料计算-------------------------------11 3.3填料塔工艺尺寸的计算--------------------------------------------12 第四节设计后的感想-------------------------------------------------18 4.1对设计过程的评述和有关问题的讨论-------------------------------------------------18 4.2设计感想-------------------------------------------------------------------------------------------18 附录：参考文献-----------------------------------------------------------------------------------20
碳酸丙烯酯（PC）脱碳填料塔的工艺设计 学校上海工程技术大学 专业 姓名 学号 上海工程技术大学
48000t/a合成氨碳酸丙烯酯（PC）脱碳填料塔设计 目录 碳酸丙烯酯（PC）脱碳填料塔设计工艺设计任务书 3 一、设计题目 3 二、操作条件 3 三、设计内容 3 四、基础数据 4 设计依据： (5) 一、计算前的准备 (6) 1.CO2在PC中的溶解度关系 (6) 2.PC密度与温度的关系 (7) 3.PC蒸汽压的影响 (8) 4.PC的粘度 (8) 二、物料衡算 (8) 1.各组分在PC中的溶解量 (8) 2.溶剂夹带量Nm3/m3PC (9) 3.溶液带出的气量Nm3/m3PC (9) 4.出脱碳塔净化气量 (10) 5.计算PC循环量 (10) 6.验算吸收液中CO2残量为0.15 Nm3/m3PC时净化气中CO2的含量 (10) 7.出塔气体的组成 (11) 三、热量衡算 (12) C (12) 1.混合气体的定压比热容 pV C (13) 2.液体的比热容 pL Q (13) 3.CO2的溶解热 s T (14) 4.出塔溶液的温度 1L 5.最终的衡算结果汇总 (15) 四、设备的工艺与结构尺寸的设计计算 (16) （一）确定塔径及相关参数 (16) 五、填料层高度的计算 (18) 六、填料层的压降 (26) 七、附属设备及主要附件的选型 (26) 1.塔壁厚 (26) 2．液体分布器 (26) 3．除沫器 (26) 4．液体再分布器 (27) 5．填料支撑板 (27) 6．塔的顶部空间高度 (27)
八、设计概要表 27 九、对本设计的评价 28 参考文献 (28)
二基础物性参数的确定 由手册查得，常压下20C ?时，氨气在水中的亨利系数 相平衡常数 溶解度系数 4物料衡算 进塔气相摩尔比 出塔气相摩尔比 混合气体流量 惰性气体摩尔流量 该吸收过程属低浓度吸收，平衡关系为直线，最小液气比可按下式计算： 对于纯溶剂吸收过程，进塔液相组成
取操作液气比为 Eckert 通用关联图： 气体质量流量为 液体质量流量可近似按纯水的流量计算： Eckert 通用关联图的横坐标为 根据关联图对应坐标可得 由表2-4-1可知 F φ=2601m - 取0.80.8 2.360 1.888/F u u m s ==?=
由 1.737 D===m 圆整塔径（常用的标准塔径有400mm、500mm、600mm、800mm、1000mm、1200mm、1400mm、1600mm、 2000mm、2200mm等）本设计方案取D=2000mm。 泛点率校核： 因为填料塔的适宜空塔气速一般取泛点气速的50%-80%，泛点率值在允许范围内。 填料塔规格校核： 2000 808 25 D d ==>（在允许范围之内） 液体喷淋密度校核： max D 取8 h D =，则 计算得填料层高度为4000mm，故不需分段 5.3填料层压降计算 采用Eckert通用关联图计算 横坐标为 由表2-4-1得，1 176 P m φ- = 纵坐标为 查Eckert通用关联图，P ?/Z位于40g~50gPa/m范围内，取 P ?/Z=45g=441.45Pa/m
填料层压降为 ?=441.45?4.0=1765.80Pa P 6液体分布器的简要设计 6.1液体分布器的选型 本设计的吸收塔气液相负荷相差不大，无固体悬浮物和液体粘度不大，加上设计建议是优先选用槽 盘式分布器，所以本设计选用槽盘式分布器。 6.2分布点密度计算 按Eckert建议值，1200 m，由于该塔喷淋密度较小，设计区分喷淋D≥时，喷淋点密度为42点/2 点密度为90点/2 m。 槽宽度为
目录 1.前言 (4) 2.设计任务 (6) 3.设计方案说明 (6) 4.基础物性数据 (6) 5.物料衡算 (6) 6.填料塔的工艺尺寸计算 (8) 7.附属设备的选型及设备 (14) 8.参考文献 (19) 9.后记及其他 (20)
1.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，它是化工类企业中最常用的气液传质设备之一。而塔填料塔内件及工艺流程又是填料塔技术发展的关键。聚丙烯材质填料作为塔填料的重要一类，在化工上应用较为广泛，与其他材质的填料相比，聚丙烯填料具有质轻、价廉、耐蚀、不易破碎及加工方便等优点，但其明显的缺点是表面润湿性能。 1.1填料塔技术 填料塔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）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。填料塔属于连续接触式气液传质设备，两相组成沿塔高连续变化，在正常操作状态下，气相为连续相，液相为分散相。 当液体沿填料层向下流动时，有逐渐向塔壁集中的趋势，使得塔壁附近的液流量逐渐增大，这种现象称为壁流。壁流效应造成气液两相在填料层中分布不均，从而使传质效率下降。因此，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。 填料塔具有生产能力大，分离效率高，压降小，持液量小，操作弹性大等优点。填料塔也有一些不足之处，如填料造价高；当液体负荷较小时不能有效地润湿填料表面，使传质效率降低；不能直接用于有悬浮物或容易聚合的物料；对侧线进料和出料等复杂精馏不太适合等。 1.2 填料的类型 填料的种类很多，根据装填方式的不同，可分为散装填料和规整填料。 散装填料是一个个具有一定几何形状和尺寸的颗粒体，一般以随机的方式堆积在塔内，又称为乱堆填料或颗粒填料。散装填料根据结构特点不同，又可分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料及球形填料等。
1.填料塔的一般结构 填料塔可用于吸收气体等。填料塔的主要组件是：流体分配器，填料板或床限制板，填料，填料支架，液体收集器，液体再分配器等。 2.填料塔的设计步骤 （1）确定气液负荷，气液物理参数和特性，根据工艺要求确定出气口上述参数（2）填料的正确选择对塔的经济效果有重要影响。对于给定的设计条件，有多种填充物可供选择。因此，有必要对各种填料进行综合比较，限制床层，以选择理想的填料。 （3）塔径的计算：根据填料特性数据，系统物理参数和液气比计算出驱替速度，再乘以适当的系数，得出集液器设计的空塔气速度，以计算塔径。;或者直接使用从经验中获得的气体动能因子的设计值来计算塔的直径。 （4）填充层的总高度通过传质单位高度法或等板高度法算出。
（5）计算填料层的压降。如果压降超过极限值，则应调整填料的类型和尺寸或降低工作气体的速度，然后再重复计算直至满足条件。 （6）为了确保填料塔的预期性能，填料塔的其他内部组件（分配器，填料支座，再分配器，填料限位板等）必须具有适当的设计和结构。结构设计包括两部分：塔身设计和塔内构件设计。填料塔的内部组件包括：液体分配装置，液体再分配装置，填料支撑装置，填料压板或床限制板等。这些内部构件的合理设计是确保正常运行和预期性能的重要条件。 废气处理设备 第六章小型吸收塔的设计32参考文献33设计师：武汉工程大学环境工程学院08级环境工程去除工艺气体中更多的有害成分以净化气体以进一步处理或去除工业废气中的更多有害物质，以免造成空气污染。1.2吸收塔的应用塔式设备是气液传质设备，广泛用于炼油，化工，石家庄汕头化工等生产。根部列车塔中气液接触部分的结构类型可分为板式塔和填料塔。根据气体和液体的接触方式的不同，吸收设备可分为两类：阶
气相色谱分析在碳酸丙烯酯生产中的应用 1、前言 碳酸丙烯酯的生产是以环氧丙烷和二氧化碳为原料，在催化剂作用下，于反应器内控制一定的温度和压力合成粗碳酸丙烯酯液，粗碳酸丙烯酯液经真空蒸馏得到纯度大于99.5％产品。为保证环氧丙烷转化率需要监控粗碳酸丙烯酯液的成分，根据环氧丙烷的含量及时调整反应条件，根据成品质量调整精馏操作。根据物料特性我们确定选用气相色谱进行中控分析。合成液中有碳酸丙烯酯、水、环氧丙烷、丙二醇、催化剂、溴乙烷、三乙胺等组分，其中溴乙烷、三乙胺为催化剂的分解产物，需将各组分分离开，由于组分较多采用恒温气相色谱分析时分离效果较差。我们经实验采用程序升温法，优选实验操作条件，可将组分分离，定量满足中控和成品检测要求，测试结果准确度较高。 2、实验 2.1仪器和试剂 仪器：气相色谱仪及色谱工作站，电子天平(精确0.0001g)，φ3mmx2m不锈钢填充柱，5μL微量注射器。 试剂：碳酸丙烯酯、丙二醇、环氧丙烷、溴乙烷、三乙胺均为分析纯；氢气，纯度≥99.9％。 2.2实验方法 2.2.1相对质量校正因子f值的确定 在分析天平上准确称量一定质量的各基准试剂(精确到0.0001g)配成混合样品，用微量进样器吸取此混合样1μL，注入气相色谱仪进行分析，以碳酸丙烯酯为标准物，经色谱工作站处理得各物质的峰面积，计算出各物质的相对校正因子。 2.2.2实验步骤 采用归一化法进行各组分定量测定，用微量进样器吸取待测样品1μL注入气相色谱仪中，在选定操作条件下得到色谱图，经色谱工作站处理，得出样品溶液中的碳酸丙烯酯、环氧丙烷、溴乙烷、丙二醇、三乙胺、水等组分的含量。2.3操作条件的选择 2.3.1升温的选择
二 基础物性参数的确定 本设计方案信息如下表所示： 1 液相物性数据 对于低浓度吸收过程，溶液的物性数据可近似取纯水的物性数据。由手册查得， 20C ?时水的有关物性数据如下： 2 气相物性参数 设计压力：101.3kPa ,温度：20C ? 氨气在水中的扩散系数：92621.7610/ 6.33610/L D cm s m h --=?=? 氨气在空气中的扩散系数： 查表得，氨气在0°C ，101.3kPa 在空气中的扩散系数为0.17 2/cm s ，
根据关系式换算出20C ?时的空气中的扩散系数： 332 2 00022293.150.171273.150.189/0.06804/V P T D D P T cm s m h ?????? ==?? ? ? ??????? == 混合气体的平均摩尔质量为 m i 0.05170.982929.27V i M y M ==?+?=∑ 混合气体的平均密度为 3m 101.329.27 1.2178.314293.15 V Vm PM kg m RT ρ?= ==? 混合气体的粘度可近似取空气的粘度，查手册得20C ?空气粘度为 5 1.81 100.065() V P a s k g m h μ-=??=? 3 气液相平衡数据 由手册查得，常压下20C ?时，氨气在水中的亨利系数 76.3a E kP = 相平衡常数 76.30.7532101.3 E m P = == 溶解度系数 3s 998.2 0.726076.318.02 L H kmol kPa m EM ρ= = =?? 4 物料衡算 进塔气相摩尔比 1= 110.05 0.05263110.05 y Y y ==-- 出塔气相摩尔比 321(1)0.05263(10.98) 1.05310A Y Y ?-=-=-=?
化工原理课程设计 -填料塔的设计说明书 院（系）别：化学与化工学院 专业：应用化学 年级班： 09级3班 姓名： 学号： 指导老师：
前言： 化工原理课程设计是培养学生化工设计能力的重要教学环节，通过课程设计使我们初步掌握化工设计的基础知识、设计原则及方法；学会各种手册的使用方法及物理性质、化学性质的查找方法和技巧；掌握各种结果的校核，能画出工艺流程、塔板结构等图形。在设计过程中不仅要考虑理论上的可行性，还要考虑生产上的安全性、经济合理性。同时，通过课程设计，还可以使学生树立正确的设计思想，培养实事求是、严肃认真、高度责任感的工作作风。课程设计是增强工程观念，培养提高学生独立工作能力的有益实践。 在设计过程中应考虑到设计的业精馏塔具有较大的生产能力满足工艺要求，另外还要有一定的潜力。节省能源，综合利用余热。经济合理，冷却水进出口温度的高低，一方面影响到冷却水用量。另一方面影响到所需传热面积的大小。即对操作费用和设备费用均有影响，因此设计是否合理的利用热能R等直接关系到生产过程的经济问题。 经过学习,我知道，填料塔吸收净化工艺不单应用在化工领域 ,在低浓度工业废气净化方面也能很好地发挥作用。工程实践表明 ,合理的系统工艺和塔体设计 ,是保证净化效果的前提。这次课程设计我把聚丙烯阶梯填料应用于水吸收氨过程的工艺设计以及工程问题。
目录 一、设计任务 (5) 二、设计条件 (5) 三、设计方案 (5) 1、吸收剂的选择 (5) 2、吸收过程的选择 (5) 3、流程图及流程说明 (5) 4、塔填料选择 (6) 四、工艺计算 (6) 1、物料衡算，确定塔顶、塔底的气液流量和组成 (7) 2、塔径计算 (8) 3、填料层高度计算 (9) 4．填料层压降计算 (11) 五、液体分布装置 (12) 1、液体分布器的选型 (12) 2、分布点密度计算 (12) 六、吸收塔塔体材料的选择 (13) 1、吸收塔塔体材料：Q235-B (13) 2、吸收塔的内径 (13) 3、壁厚的计算 (13) 4、强度校核 (14) 七、封头的选型依据，材料及尺寸规格 (14) 1、封头的选型：标准的椭圆封头 (14) 2、封头材料的选择 (14) 3、封头的高 (14) 4、封头的壁厚 (15) 八、液体再分布装置 (15) 九、气体分布装置 (16) 十、填料支撑装置 (16) 十一、液体分布装置 (16) 十二、除沫装置 (17) 1、设计气速的计算 (17) 2、丝网盘的直径 (17) 3、丝网层厚度H的确定 (18) 十三、管结构 (18) 1、气体和液体的进出的装置 (18) 2、填料卸出口 (19) 3、塔体各开孔补强设计 (19) 十四、填料塔高度的确定（除去支座） (20) 1吸收高度 (20) 2、支持圈高度 (20) 3、栅板高度 (20) 4、支持板高度 (20)
填料塔计算和设计
填料塔计算和设计 Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】
填料塔设计 2012-11-20 一、填料塔结构 填料塔是以塔内装有大量的填料为相间接触构件的气液传质设备。填料塔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。在填料的上方安装填料压板，以限制填料随上升气流的运动。液体从塔顶加入，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（小直径塔一般不设置）分布后，与液体呈逆流接触连续通过填料层空隙，在填料表面气液两相密切接触进行传质。填料塔属于连续接触式的气液传质设备，正常操作状态下，气相为连续相，液相为分散相。二、填料的类型及性能评价 填料是填料塔的核心构件，它提供了气液两相接触传质的相界面，是决定填料塔性能的主要因素。填料的种类很多，根据装填方式的不同，可分为散装填料和规整填料两大类。散装填料根据结构特点不同，分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料等；规整填料按其几何结构可分为格栅填料、波纹填料、脉冲填料等，目前工业上使用最为广泛的是波纹填料，分为板波纹填料和网波纹填料； 填料的几何特性是评价填料性能的基本参数，主要包括比表面积、空隙率、填料因子等。1.比表面积：单位体积填料层的填料表面积，其值越大，所提供的气液传质面积越大，性能越优； 2.空隙率：单位体积填料层的空隙体积；空隙率越大，气体通过的能力大且压降低；
3.填料因子：填料的比表面积与空隙率三次方的比值，它表示填料的流体力学性能，其值越小，表面流体阻力越小。 三、填料塔设计基本步骤 1.根据给定的设计条件，合理地选择填料； 2.根据给定的设计任务，计算塔径、填料层高度等工艺尺寸； 3.计算填料层的压降； 4.进行填料塔的结构设计，结构设计包括塔体设计及塔内件设计两部分。 四、填料塔设计 1.填料的选择 填料应根据分离工艺要求进行选择，对填料的品种、规格和材质进行综合考虑。应尽量选用技术资料齐备，适用性能成熟的新型填料。对性能相近的填料，应根据它的特点进行技术经济评价，使所选用的填料既能满足生产要求，又能使设备的投资和操作费最低。 （1）填料种类的选择 填料的传质效率要高：传质效率即分离效率，一般以每个理论级当量填料层高度表示，即HETP值； 填料的通量要大：在同样的液体负荷下，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； 填料层的压降要低：填料层压降越低，塔的动力消耗越低，操作费越小；对热敏性物系尤为重要；
目录 第一章前言 ................................................................................. 错误!未定义书签。 塔设备设计简介 .................................................................. 错误!未定义书签。 填料塔结构简介 .................................................................. 错误!未定义书签。第二章设计方案的确定 ............................................................. 错误!未定义书签。 装置流程的确定 .................................................................. 错误!未定义书签。 吸收剂的选择 ...................................................................... 错误!未定义书签。 填料的选择 .......................................................................... 错误!未定义书签。 材料选择 .............................................................................. 错误!未定义书签。第三章工艺参数 ......................................................................... 错误!未定义书签。第四章机械设计 ......................................................................... 错误!未定义书签。 塔体厚度计算 ...................................................................... 错误!未定义书签。 封头厚度计算 ...................................................................... 错误!未定义书签。 填料塔的载荷分析及强度校核 .......................................... 错误!未定义书签。 塔体的水压试验 .................................................................. 错误!未定义书签。 水压试验时各种载荷引起的应力 .............................. 错误!未定义书签。 水压试验时应力校核 .................................................. 错误!未定义书签。第五章零部件选型 ..................................................................... 错误!未定义书签。 人孔 ...................................................................................... 错误!未定义书签。 法兰 ...................................................................................... 错误!未定义书签。 除雾沫器 .............................................................................. 错误!未定义书签。 填料支撑板 .......................................................................... 错误!未定义书签。
碳酸丙烯酯化学品安全技术说明书(MSDS) 第一部分：化学品名称 化学品中文名称：1,2-丙二醇碳酸酯 化学品英文名称：propylene carbonate 中文别名： 英文别名： 技术说明书编码： 分子式： C 4 H 6 O 3 分子量：102.09 第二部分：成分/组成信息 主要成分：纯品 CAS No.：108-32-7 第三部分：危险性概述 危险性类别： 侵入途径： 健康危害：吸入、摄入或经皮肤吸收后对身体有害。对眼睛、皮肤有刺激作用。环境危害： 燃爆危险： 第四部分：急救措施 皮肤接触：脱去污染的衣着，用流动清水冲洗。 眼睛接触：提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。就医。 吸入：脱离现场至空气新鲜处。如呼吸困难，给输氧。就医。
食入：饮足量温水，催吐。就医。 第五部分：消防措施 危险特性：遇明火、高热可燃。 有害燃烧产物： 灭火方法：消防人员须佩戴防毒面具、穿全身消防服，在上风向灭火。尽可能将容器从火场移至空旷处。喷水保持火场容器冷却，直至灭火结束。处在火场中的容器若已变色或从安全泄压装置中产生声音，必须马上撤离。灭火剂：雾状水、泡沫、干粉、二氧化碳、砂土。灭火注意事项及措施： 第六部分：泄漏应急处理 应急处理：迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防毒服。尽可能切断泄漏源。防止流入下水道、排洪沟等限制性空间。小量泄漏：用砂土、蛭石或其它惰性材料吸收。也可以用大量水冲洗，洗水稀释后放入废水系统。大量泄漏：构筑围堤或挖坑收容。用泵转移至槽车或专用收集器内，回收或运至废物处理场所处置。 第七部分：操作处置与储存 操作注意事项： 储存注意事项：储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。应与氧化剂分开存放，切忌混储。配备相应品种和数量的消防器材。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。 第八部分：接触控制/个体防护 最高容许浓度：中国MAC:未制定标准；前苏联MAC:未制定标准 监测方法： 工程控制：密闭操作，注意通风。 呼吸系统防护：空气中浓度超标时，必须佩戴自吸过滤式防毒面具（半面罩）。紧急事态抢救或撤离时，应该佩戴空气呼吸器。 眼睛防护：戴化学安全防护眼镜。 身体防护：穿防毒物渗透工作服。 手防护：戴橡胶耐油手套。 其他防护：工作现场严禁吸烟。工作完毕，淋浴更衣。特别注意眼和呼吸道的防护。
一、设计方案的确定 (一) 操作条件的确定 1．1吸收剂的选择 1．2装置流程的确定 1．3填料的类型与选择 1．4操作温度与压力的确定 45℃常压 （二）填料吸收塔的工艺尺寸的计算 2．1基础物性数据 ①液相物性数据 对于低浓度吸收过程，溶液的物性数据可近似取质量分数为30%MEA 的物性数据
7.熔 根据上式计算如下： 混合密度是：1013.865KG/M3 混合粘度0.001288 Pa ·s 暂取CO2在水中的扩散系数 表面张力б=72.6dyn/cm=940896kg/h 3 ②气相物性数据 混合气体的平均摩尔质量为 M vm = y i M i =0.133*44+0.0381*64+0.7162*14+0.00005*96+0.1125*18 =20.347 混合气体的平均密度ρvm = =??=301 314.805 .333.101RT PMvm 101.6*20.347/（8.314*323）=0.769kg/m 3 混合气体粘度近似取空气粘度，手册28℃空气粘度为
μV =1.78×10-5Pa ·s=0.064kg/(m ?h) 查手册得CO2在空气中的扩散系数为 D V =1.8×10-5m 2/s=0.065m 2/h 由文献时CO 2在MEA 中的亨利常数： 在水中亨利系数E=2.6?105kPa 相平衡常数为m=1.25596 .101106.25 =?= P E 溶解度系数为H=)/(1013.218 106.22.9973 45 kPa m kmol E M s ??=??= -ρ 2.2物料衡算 进塔气相摩尔比为Y1=0.133/（1-0.133）= 0.153403 出塔气相摩尔比为Y2= 0.153403×0.05=0.00767 进塔惰性气相流量为V=992.1mol/s=275.58kmol/h 该吸收过程为低浓度吸收，平衡关系为直线，最小液气比按下式 计算，即 2 121min /X m Y Y Y ）V L （ --= 对于纯溶剂吸收过程，进塔液组成为X2=0 2 121min /X m Y Y Y ）V L （ --==（0.153403-0.00767）/（0.1534/1.78）=1.78 取操作液气比（？）为L/V=1.5L/V=1.5×1.78=2.67 L=2.67×275.58=735.7986kmol/h ∵V(Y1-Y2)=L(X1-X2) ∴X1=0.054581