合肥学院Hefei University
化工原理课程设计
题目：丙酮填料塔的设计
系别：生物与环境工程系
专业：生物工程
学号：
姓名：
导师：
二0一二年五月
丙酮填料塔设计任务书
一、设计名称
丙酮填料塔的设计
二、设计条件
入塔气体中空气含丙酮为干空气（标态），干空气温度为25℃，压力为101.3 kPa，相对湿度为70%，处理气体量900m3/h.吸收剂为清水，温度为25℃体中丙酮气流量为入塔丙酮流量1/100
三、设计任务
1. 流程的选择：本流程选择逆流操作
2. 丙酮浓度计算
3. 丙酮出塔浓度计算
4. 液体出塔温度变化
式中：q1为丙酮的浓解热，kJ/kmol，q2为丙酮的冷凝热（25℃），kJ/kmol。
5. 平衡线的获取
对丙酮—水体系当X＜0.01时，X为15~45℃，可用下式求解
2040 lg9.171
273 E
t
=-
+
式中：E为亨利系数，kPa；p为总压，kPa；T为温度，K。
6. 吸收剂量求取
(1) 最小吸收剂用量
(2) 吸收剂用量
7. 操作线方程式
8. 填料塔径求取
(1) 选择填料
(2) 液泛速度
(3) 空塔速度
(4) 塔径及圆整
(5) 最小润湿速度求取及润湿速度的选取
(6) 塔径的校正
9. 单位填料层压降的求取
10. 传质单元高度的求取
11. 传质单元数求取
12. 填料层高度
13. 吸收塔高度计算
14. 液体分布，再分布器及分布器的选型
15. 风机选取
16. 画填料塔的工艺设备图
17. 编写设计说明书
四、设计说明书内容
1. 课题名称，目录及页码
2. 前言
3. 吸收系统流程和方案的说明和论证
4. 本设计结果概要
5. 设计计算及说明
6. 设计有关问题的分析讨论
7. 参考文献目录
五、设计进度
下面以总设计时间3周为准：
1＝设计动员，下达设计任务书0.5天
2＝搜集资料，阅读教材，拟订设计进度 1.5天
3＝设计计算（包括电算，编写说明书草稿）5至6天4＝绘图3至4天
5＝整理，抄写说明书2天
6＝设计小结及答辩2天
六．设计成绩评定体系
总成绩分为：及格，不及格，中等，良好，优良
评定方法：说明书45% 图面质量25%
答辩20% 平时表现10%
目录
第一章概述 (5)
1.1填料塔的概述 (5)
1.2填料塔的原理 (5)
1.3填料塔的性能 (5)
第二章设计方案简介 (6)
2.1装置流程的确定 (6)
2.2吸收剂的选择 (6)
2.3设计参数要求 (6)
2.4操作压力与温度的确定 (6)
2.5填料的选择 (6)
第三章吸收系统流程草图及说明 (7)
第四章换热器结构设计 (8)
4.1基础物性数据 (8)
4.2 物料衡算 (9)
4.3 气液平衡曲线 (10)
4.4 吸收剂(水)的用量Ls (11)
4.5 塔底吸收液浓度X1 (11)
4.6 操作线 (11)
4.7 塔径计算 (12)
4.8 填料层高度计算 (15)
第五章结构与辅助设备 (20)
第六章总结。心得 (21)
附录 (22)
1 主要符号说明 (22)
2 参考文献 (22)
第一章概述
1.1填料塔概述
在化工、炼油、医药、食品及环境保护等工业部门，塔设备是一种重要的单元操作设备。其作用实现气—液相或液—液相之间的充分接触，从而达到相际间进行传质及传热的过程。它广泛用于蒸馏、吸收、萃取、等单元操作，随着石油、化工的迅速发展，塔设备的合理造型设计将越来越受到关注和重视。塔设备有板式塔和填料塔两种形式，下面我们就填料塔展开叙述。
1.2填料塔的原理
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。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。
1.3填料塔的性能
填料塔的基本特点是结构简单，压力降小，传质效率高，便于采用耐腐蚀材料制造等，对于热敏性及容易发泡的物料，更显出其优越性。过去，填料塔多推荐用于0.6∽0.7m以下的塔径。近年来，随着高效新型填料和其他高性能塔内件的开发，以及人们对填料流体力学、放大效应及传质机理的深入研究，使填料塔技术得到了迅速发展。
气体吸收过程是化工生产中常用的气体混合物的分离操作，其基本原理是利用气体混合物中各组分在特定的液体吸收剂中的溶解度不同，实现各组分分离的单元操作。板式塔和填料塔都可用于吸收过程，此次设计用填料塔作为吸收的主设备。
第二章设计方案
2.1装置流程的确定
根据设计任务书的要求，本设计的流程选择逆流操作。逆流操作的传质平均推动力较大，传质速率快，分离效率高，吸收剂利用率高。
2.2 吸收剂的选择
用清水作为吸收剂，因为丙酮不做产品，所以采用纯溶剂。
2.3设计参数要求
相对湿度为70%，处理气体量800m3/h.吸收剂为清水，温度为25℃体中丙酮气流量为入塔丙酮流量1/100，丙酮回收率99% 空气中丙酮含量为9.246%
2.4 操作压力与温度的确定
干空气温度为25℃，压力为101.3 kPa
2.5 填料的选择
塔的填料是填料塔气液接触的基本结构，它的优劣决定填料塔操作性能的重要参数。塑料材料的耐腐蚀性较好，可耐一般的无机酸、碱、有机溶剂等的腐蚀，其耐温性良好，可长期在100℃下使用。本设计方案选用的是聚氯乙烯填料。
第三章吸收系统流程草图及说明
草图如下
流程说明:混合气体进入吸收塔，与水逆流接触后，得到净化气排放；吸收丙酮后的水，经取样计算其组分的量，若其值符合国家废水排放标准，则直接排入地沟，若不符合，待处理之后再排入地沟。
第四章换热器结构设计
第五章
4.1基础物性数据
4.1．1气相混合物物性数据
(1) 混合气体
混合气体的平均摩尔量为
M =090754*29=31.68kg/kmol 混合气体的平均密度为 ρ=
3.4620.01
33.086+0.892+(3.4620.01)
??=
3
101.3*31.68 1.295/8.314*298
kg m =
4.1.2液相物性数据
对低浓度吸收过程，溶液的物性数据可以近似取水的物性数据。由化学手册查的，25℃时水的有关物性如下
密度ρ3
996/L
kg m =
粘度μ
0.895*L
m Pa s =
表面张力L σ=71.97Mn/m=932731kg/h 2
丙酮在水中的扩散系数L D =1.277*10 9
- 2m /s=4.592*10
6
-2
m /h
4.1.3热量衡算
热量衡算为计算液相温度的变化以判明是否为等温吸收过程。假设丙酮溶于水放出的热量全被水吸收，且忽略气相温度变化及塔的散热损失(塔的保温良好)。
查《化工工艺算图》第一册，常用物料物性数据，得丙酮的微分溶解热(丙酮蒸气冷凝热及对水的溶解热之和)：
d H 均=30230＋10467.5=40697.5 kJ ／kmol
吸收液(依水计)平均比热容L C ＝75.366 kJ ／kmo l ·℃，通过下式计算
1d n n L
H t t C -=+
均
n n-1（x -x ） 对低组分气体吸收，吸收液浓度很低时，依惰性组分及比摩尔浓度计算较方便，故上式可写为：
40697.62575.366
L t X =+
?
依上式，可在x ＝0．000~0.009之间，设系列x 值，求出相应x 浓度下吸收液的温度L t ，计算结果列于表1第l ，2列中。由表中数据可见，浓相浓度x 变化0.001时，温度升高0.54℃，依此求取平衡线。
表1 各液相浓度下的吸收液温度及相平衡数据
X t E m Y *×103
0 25 211.5 2.088 0 0.001 25.54 217.6 2.148 2.148 0.002 26.08 223.9 2.210 4.420 0.003 26.62 230.1 2.272 6.816 0.004 27.16 236.9 2.338 9.352 0.005 27.7 243.7 2.406 12.025 0.006 28.24 250.6 2.474 14.844 0.007 28.78 257.7 2.544 17.808 0.008 29.32 264.96 2.616 20.928 0.009
29.86
272.27
2.909
24.192
注：（1）气相浓度1Y 相平衡的液相浓度X 1＝0.0049，故取n X ＝0.009； （2）平衡关系符合亨利定律，与液相平衡的气相浓度可用y*＝mX 表示； （3）吸收剂为清水，x ＝0，X ＝0； （4）近似计算中也可视为等温吸收。
4.2物料衡算
4.2.1 进塔混合气中各组分的量
混合气量m G 900273*
37.44/22.4
27325
km ol h =
=+
混合气体中丙酮含量=37.44*0.09246=3.462kmol/h=3.462*58=200.8kg/h 查附录，25℃饱和水蒸气压强为3168.4Pa ，则相对湿度为70％的混合
气中含水蒸气量＝
4
.31687.010
3.1017.0
4.31683???-
=0.0224 kmol （水气）/ kmol （空气十丙酮）
混合气中水蒸气含量＝37.440.022410.0224
?+＝0.892kmol ／h （《化工单元操作及设备》P189
16-23）
＝0.892×18＝16.06kg ／h
混合气中空气量=37.44-3.462-0.892=33.086kmol ／h=33.086*29=595.5 kg ／h
4.2.2 混合气进出塔的（物质的量）成分
1y ＝0.09246,则
2y =
3.4620.01
33.086+0.892+(3.4620.01)
??=0.00102
4.2.3 混合气进出塔（物质的量比）组成
若将空气与水蒸气视为惰气，则 惰气量＝0.892+33.086＝33.978kmol ／h
＝0.8921833.08629?+?=975.55kg ／h Y 1==0.kmol(丙酮)/kmol(惰气)
Y 2=
3.4620.0133.978
?=0.001012kmol(丙酮)/kmol(惰气)
4.2.4 出塔混合气量
出塔混合气量=33.978+3.462*0.01=34.0126kmol/h =975.55+200.8*0.01=977.558kg/h
4.3 气液平衡曲线
当x ＜0.01，t ＝15~45℃时，丙酮溶于水其亨利常数E 可用下式计算： 1gE ＝9.171－[2040／(t 十273)]
由前设X 值求出液温L t ℃，依上式计算相应E 值，且m ＝
E P
，分别将相应E 值及相平
衡常数m 值列于表1中第3、4列。由y *＝mX 求取对应m 及X 时的气相平衡浓度y *，结果列于表1第5列。
根据X —y *
数据，绘制X —Y 平衡曲线OE 如附图所示。
4.4 吸收剂(水)的用量Ls
由图1查出，当Y 1＝0.1012时,X 1*
=0.0043,计算最小吸收剂用量,m in S L
12,m in 12
*S B
Y Y L V X X -=-=33.978×
0.10120.001012
0.00430
--＝791.67kmol ／h （《化工单元操作
及设备》P204 16-43a ）
取安全系数为1.8，则
Ls ＝1.8×791.67＝1425kmol ／h ＝1425×18＝25650.16kg/h
4.5 塔底吸收液浓度X 1
依物料衡算式：
B V (12Y Y -)＝S L （12X X -） 1X =33.978×
0.10120.001012
1425
-=0.0024
4.6 操作线
依操作线方程式
22S S B
B
L L Y X Y X V V =
+-
=
142533.978
X+0.001012
Y=43.02X+0.001012
由上式求得操作线绘于附图中。
X-Y
0.000005
0.00001
0.0000150.00002
0.000025
0.00003
0.001012
X
Y
Y
(附图二)
4.7 塔径计算
塔底气液负荷大，依塔底条件(混合气25℃)，101.325kPa ，查表1，吸收液28.51℃计
图2
通用压降关联图
算。
4
S
V D u
π=
u =（0.6~~0.8）F u （《化工单元操作及设备》P206
16-45）
4.7.1.采用Eckert 通用关联图法(图2)计算泛点气速F
u
1.有关数据计算
塔底混合气流量V`S ＝595.5+200.8+16.6＝812.9kg ／h
吸收液流量L`＝25650.16＋3.462×0.99×58＝25848.95kg ／h 进塔混合气密度G ρ＝4
.2229×
25
273273+＝1.19kg ／3m (混合气浓度低，可近似视为空
气的密度)
吸收液密度L ρ＝996kg/3m 吸收液黏度L μ＝0.895mP a ·s
经比较，选DG25mm 塑料鲍尔环(米字筋)。查《化工原理》教材附录可得，其填料因子
φ=1071m -，比表面积A ＝20923
/m m
2.关联图的横坐标值
``V L (
L
G ρρ)1/2=
25848.95812.9
(
996
19.1)1/2 =1.1
3.由图2查得纵坐标值为0.13
即
L
L
G 2F g μρρμ）（
Φ0.2
=
2F 107 1.190.895
9.81
996
μ??（）0.2
=0.01432
F u =0.13
故液泛气速F u =0143
.015.0=3.24m/s
4.7.2．操作气速
u ＝0.7F u ＝0.7×3.24 ＝2.268 m/s
4.7.3塔径
4
S
V D u
π=
=
900
36000.785 2.27
??= 0.3746 m=374.6mm
取塔径为0.4m(＝400mm)
4.7.4 核算操作气速
U=
2
900
36000.7850.4
??=1.99m/s< F u
4.7.5．核算径比
D/d ＝400/25＝16，满足鲍尔环的径比要求。
4.7.6．喷淋密度校核
依Morris 等推专，d ＜75mm 约环形及其它填料的最小润湿速率(MWR)为0.083m ／(m ·h),由式（4-12）：
最小喷淋密度m in L =
喷（MWR ）A ＝0.08×209＝16.723
m /(m 2·h) 因
L 喷
＝
25848.952
9960.7850.4
??＝206.63m /(m ·h)
故满足最小喷淋密度要求。
4.8 填料层高度计算
计算填料层高度，即
Z ＝1
2
*
Y B O G O G Y Ya
V dY H N K Y Y =
Ω
-?
4.8.1 传质单元高度O G H 计算
O G H =
B Ya V K Ω
，其中Ya K =G a K P |
111G a
G a
La
K k H k =
+
（《化工单元操作及设备》 P209 16-7）
本设计采用（恩田式）计算填料润湿面积a w 作为传质面积a ，依改进的恩田式分别计算
L k 及G k ，再合并为L a k 和G a k 。
1. 列出备关联式中的物性数据
气体性质(以塔底25℃，101.325kPa 空气计)：G ρ＝1.19 kg/3m (前已算出)；G μ＝0.01885×310-.P a s (查附录)；G D ＝1．09×510-2/m s （依翻Gilliland 式估算)；
液体性质(以塔底27．16℃水为准)：L ρ＝996 kg/3m ；L μ＝0.895×310-Pa ·s ；L D =1.344×9
10
-2
/m s (以120.6
7.4*10L L A
D V βμ-=
0.5
s （m ）T
式计算)(《化学工程手册》 10-89)，式中A V 为
溶质在常压沸点下的摩尔体积，s m 为溶剂的分子量，β为溶剂的缔合因子。L σ＝71．6×
3
10
-N ／m(查化工原理附录)。 气体与液体的质量流速：
L G `=
2
25848.9536000.7850.4
??=57.17/kg 2
（m .s ）
V G `=
812.9
2
36000.7850.4
??=1.8/kg 2
（m .s ）
25Dg mm 塑料鲍尔环(乱堆)特性：p d ＝25mm ＝0.025m ; A ＝
20923/m m ;C σ=40dy/cm=40×10-3 N/m;查《化学工程手册，第12篇，气体吸收》，有关形状系数ψ，ψ=1.45（鲍尔环为开孔环） 2. 依式
???
????
??????
?
??-???????
?????? ???
??
--=2.022'05.02'1.075
.02')(45.1exp 1g L G L L G t G g a L L a L c
at aw
t ρρμσσ =1exp -{-1.45（
3
3
10
6.7110
40--??）0.75（
3
51.17
2090.89510
206.2
-???）0.1（
2
51.172099969.81
??）-0.05
2
3
51.17
99671.610209
-???）0.2}
=1exp -{-1.45（0.646）（1.03）（1.406）（0.706）} =1exp -（-0.9577）=0.616 故w a =
.w a A A
=0.616×209=128.752
3
/m m
3. 依式
K L =0.0051(
L
t G a L μ`)2/3(
L
L L D ρμ)1/\3(
L
L g ρμ)1/3(a t d p )0.4
=0.0051(
3
57.172090.89510
-??)2/3
(
9
3
10
334.199610
895.0--???)1/3
(
996
81
.910
895.03
??-)1/3(0.025209?)
0.4
=0.0051×45.283×0.0396×0.02066×1.94=3.67×10-5m/s 4. 依式
k G= 5.23(
G
t G a V μ`)0.7(
G
G G D ρμ)1\3(
RT
D a G t )(a t d p )
= 5.23(
5
1.8
209 1.88510
-??)0.7
(
5
5
10
09.119.110
885.1--???)1/3
(
5
209 1.0910
8.314298
-???)(5.225)
=5.23(456.89)(1.133)(9.195×10-7
)(5.225) =1.3×10-2kmol/(m 2·S ·kPa)
故L L w k a k a ==3.67×10-5×128.75=4.72 ×10-3(m/s)
G G w k a k a ==1.3×10-2
×128.75=1.672
/(..)km ol m s kPa
4.8.2 计算Y K a
Y K a ＝G K aP ，而
111G a
G a
L a
K k Hk =+
，H=
L
S
EM ρ（（《化工单元操作及设备》 P189
16-21a ）。由于在操作范围内，随液相组成和温度L t 的增加，m (E)亦变，故本设计分为两个液相区间，分别计算G K a (I)和G K a (II)
区间I X ＝0．0049~0.002(为G K a (I)) 区间II X ＝0.002~0 (为G K a (II)) 由表1知
I E ＝2.26×2
10kPa , I H ＝
L
I S
E M ρ=
2
9962.261018
??=0.2453/(.)km ol m kPa
II E =2.115×2
10 kPa, II H =
L
II S
E M
ρ=
2
9962.1151018
??=0.2623/(.)km ol m kPa
)
I (1a K G =
11.67
＋
3
1
0.245 4.7210
-??＝864.8
()G a I K =
1
864.8
=1.156×10-33/(..)km ol m S kPa
()Ya I K =()G a I K .P=1.156×10-3
×101.3=0.1173/(.)kmol m S
)
II (1a K G =
11.67
＋
3
1
0.262 4.7210
-??=808.7
()G a II K =1.24×10-4
3
/(..)km ol m S kPa
()().Ya II G a II K K P ==1.24×10-3
×101.3=0.1263/(.)kmol m S
4.8.3 计算O G H
()O G I H =ΩI Y B a K V =
2
33.978/36000.1170.7850.4
??=0.643m ()O G II H =
Ω
II a K V Y B
=
2
33.978/3600
0.1260.7850.4
?? =0.6m
备注：B V 是出塔的惰性气体量
4.8.4．传质单元数OG N 计算
在上述两个区间内，可将平衡线视为直线，操作线系直线，故采用对数平均推动力法计算OG N 。两个区间内对应的X 、Y 、Y*浓度关系如下： I
II
X 0.0049~0.002 0.002~0 Y 0.024~0.0111 0.0111~0.0024 Y *
0.01176~0.00442
0.00442~0
N OG =
m
Y Y Y ?-21（《化工单元操作及设备》 P209 16-54a ）
*)
(*)(ln
*)
(*)(22112211Y Y Y Y Y Y Y Y Y m -----=
?（《化工单元操作及设备》 P212 16-26）
=
?I )(m Y )
00442.00111.0()0118.0024.0(ln
004421.00111.00118.0024.0-----）
（）（=0.00916 ()O G N I =
3
10
16.9)0111.0024.0(-?-=1.41m
=
?I I )(m Y )
00024.0()00442.00111.0(ln
00024.000442.00111.0-----）
（）（=0.00419 ()OG N II =
3
10
19.4)
0024.00111.0(-?-=2.07m
4.8.5．填料层高度z 计算
Z ＝Z 1十Z 2＝H OG （I ）N OG （I ）+ H OG （II ）N OG （II ） ＝0.643×1.41十0.6×2.07＝0.907+1.242m=2.148m
取25％富余量，则完成本设计任务需Dg25mm 塑料鲍尔环的填料层高度z ＝1．25×2.148=2.685m 。
第五章填料吸收塔的附属设备
1、填料支承板
分为两类：气液逆流通过平板型支承板，板上有筛孔或栅板式;气体喷射型，分为圆柱升气管式的气体喷射型支承板和梁式气体喷射型支承板。
2、填料压板和床层限制板
在填料顶部设置压板和床层限制板。有栅条式和丝网式。
3、气体进出口装置和排液装置
填料塔的气体进口既要防止液体倒灌，更要有利于气体的均匀分布。对500mm直径以下的小塔，可使进气管伸到塔中心位置，管端切成45度向下斜口或切成向下切口，使气流折转向上。对1.5m以下直径的塔，管的末端可制成下弯的锥形扩大器。气体出口既要保证气流畅通，又要尽量除去夹带的液沫。最简单的装置是除沫挡板（折板），或填料式、丝网式除雾器。
液体出口装置既要使塔底液体顺利排出，又能防止塔内与塔外气体串通，常压吸收塔可采用液封装置。
注：(1)本设计任务液相负荷不大，可选用排管式液体分布器；且填料层不高，可不设液体再分布器。
(2)塔径及液体负荷不大，可采用较简单的栅板型支承板及压板。其它塔附件及气液出口装置计算与选择此处从略。
兰州交通大学化工原理课程设计 化工原理课程设计 课程名称: ____填料塔设计____ 设计题目: ____水吸收丙酮____ 院系: ___ 化学学院_____ 学生姓名: _____ 荆卓_______ 学号: ____ 200907134____ 专业班级: ____化艺093班____ 指导教师: ______张玉洁______
化工原理课程设计任务书 （一）设计题目：水吸收空气中的丙酮填料塔的工艺设计（二）设计条件 1．生产能力:每小时处理混合气体9000Nm3 /h 2．设备形式:填料塔 3．操作压力：101.3KPa 4．操作温度:298K 5．进塔混合气体中含丙酮4%（体积比） 6．丙酮的回收率为99% 7．每年按330天计，每天按24小时连续生产 8．建厂地址：兰州地区 9．要求每米填料的压降都不大于103Pa。 （三）设计步骤及要求 1．确定设计方案 （1）流程的选择 （2）初选填料的类型 （3）吸收剂的选择 2．查阅物料的物性数据 （1）溶液的密度、粘度、表面张力、氨在水中的扩散系数（2）气相密度、粘度、表面张力、氨在空气中的扩散系数
（3）丙酮在水中溶解的相平衡数据 3．物料衡算 （1）确定塔顶、塔底的气流量和组成 （2）确定泛点气速和塔径 （3）校核D/d>8~10 （4）液体喷淋密度校核：实际的喷淋密度要大于最小的喷淋密度。4．填料层高度计算 5．填料层压降核算 如果不符合上述要求重新进行以上计算 6．填料塔附件的选择 （1）液体分布装置 （2）液体再分布装置 （3）填料支撑装置 （4）气体的入塔分布. (四）参考资料 1、《化工原理课程设计》贾绍义柴诚敬天津科学技术出版 2、《现代填料塔技术》王树盈中国石油出版 3、《化工原理》夏清天津科学技术出版 （五）计算结果列表（见下页）
吉林化工学院 化工原理课程设计题目水吸收丙酮填料吸收塔的设计 教学院化工与生物技术学院 专业班级生工1101 学生姓名 学生学号 指导教师张卫华 2013年12月 19 日
课程设计任务书 1、设计题目：水吸收丙酮过程填料吸收塔的设计； 试设计一座填料吸收塔，用于脱除混于空气中的丙酮气体。混合气体的处理量为1550（m3/h），其中含空气为96％，丙酮气为4％（mol分数），要求丙酮回收率为98％（mol分数），采用清水进行吸收，吸收剂的用量为最小用量的倍。（25C°下该系统的平衡关系为y＝） 2、工艺操作条件： （1）操作平均压力常压 （2）操作温度t=25℃ （3）填料类型及规格自选。 3、设计任务： 完成吸收工艺设计与计算，有关附属设备的设计和选型，绘制吸收系统的工艺流程图和吸收塔的工艺条件图，编写设计说明书。
目录 摘要........................................................................ III 第1章绪论 (1) 吸收技术概况 (1) 吸收设备的发展 (1) 吸收在工业生产中的应用..................................... 错误!未定义书签。 吸收的应用......................................................... 错误! 未定义书签。 塔设备在化工生产中的作用和地位..................................... 错误! 未定义书签。 化工生产对塔设备的要求.............................................. 错误! 未定义书签。 第2章设计方案............................................................... 错误!未定义书签。 吸收剂的选择............................................................. 错误! 未定义书签。 2. 2吸收工艺流程的确......................................................... 错误!未定义书签。 吸收工艺流.......................................................... 错误! 未定义书签。 吸收工艺流程图及工艺过程说明........................................ 错误! 未定义书签。 吸收塔设备及填料的选择...................................... 错误!未定义书签。 吸收塔的设备选择.................................................... 错误! 未定义书签。 填料的选择.......................................................... 错误! 未定义书签。 操作参数的选择...........................................................错误! 未定义书签。 操作温度的选择..................................................... 错误! 未定义书签。 操作压力的选择..................................................... 错误! 未定义书签。 第3章吸收塔的工艺计算...................................................错误!未定义书签。 基础物性数据................................................ 错误!未定义书签。 液相物性数据....................................................... 错误! 未定义书签。 气相物性数据....................................................... 错误! 未定义书签。 物料衡算.................................................... 错误!未定义书签。 填料塔的工艺尺寸的计算...................................... 错误!未定义书签。 塔径的计算......................................................... 错误!
目录 目录 ............................................................................................................................................ I 第1章概述 (1) 1.1吸收塔的概述 (1) 1.2吸收设备的发展 (1) 1.3吸收过程在工业生产上应用 (2) 第2章设计方案 (3) 2.1设计任务 (3) 2.2吸收剂的选择 (3) 2.3吸收流程的确定 (4) 2.4吸收塔设备的选择 (5) 2.5吸收塔填料的选择 (5) 第3章吸收塔的工艺计算 (9) 3.1基础物性数据 (9) 3.1.1液相物性数据 (9) 3.1.2气相物性数据 (9) 3.1.3气液相平衡数据 (9) 3.2物料衡算 (10) 3.3填料塔的工艺尺寸的计算 (11) 3.3.1塔径的计算 (11) 3.3.2填料层高度计算 (12) 3.4填料层压降的计算zz (14) 第4章塔内件及附属设备的计算 (15) I
4.1液体分布器的计算 (15) 4.2选用DN 2.5 Φ32无缝钢管 (15) 4.2.1填料塔附属高度的计算 (16) 4.3填料支撑板 (16) 4.4填料压紧装置 (17) 4.5气进出管的选择 (17) 4.6液体除雾器 (18) 4.7筒体和封头的设计 (19) 4.8手孔的设计 (20) 4.9法兰的设计 (20) 第5章设计总结 (23) 符号说明 (25) 参考文献： (27) 致谢 (28)
摘要 空气-丙酮混合气填料吸收塔设计任务为用水吸收丙酮常压填料塔，即在常压下，从含丙酮1.82%、相对湿度70%、温度35℃的混合气体中用25℃的吸收剂清水在填料吸收塔中吸收回收率为90%丙酮的单元操作。设计主要包括设计方案的确定、填料选择、工艺计算等内容，其中整个工艺计算过程包括确定气液平衡关系、确定吸收剂用量及操作线方程、填料的选择、确定塔径及塔的流体力学性能计算、填料层高度计算、附属装置的选型以及管路及辅助设备的计算，在设计计算中采用物料衡算、亨利定律以及一些经验公式，该设计的成果有设计说明书和填料吸收塔的装配图及其附属装置图。
目录 摘要............................................................ I 水吸收丙酮填料塔设计. (1) 第一章任务及操作条件 (1) 第二章设计方案的确定 (2) 2.1 设计方案的内容 (2) 2.1.1 流程方案的确定 (2) 2.1.2 设备方案的确定 (2) 2.2 流程布置 (3) 2.3 收剂的选择 (3) 2.4 操作温度和压力的确定 (3) 第三章填料的选择 (4) 3.1填料的种类和类型 (4) 3.1.1 颗粒填料 (4) 3.1.2 规整填料 (4) 3.2 填料类型的选择 (4) 3.3填料规格的选择 (5) 3.4填料材质的选择 (5) 第四章工艺计算 (6) 4.1 物料计算 (6) 4.1.1 进塔混合气中各组分的量 (6) 4.1.2 混合气进出塔的摩尔组成 (6) 4.1.3 混合气进出塔摩尔比组成 (7) 4.1.4 出塔混合气量 (7) 4.2气液平衡关系 (7) L (7) 4.3 吸收剂(水)的用量s X (8) 4.4 塔底吸收液浓度 1 4.5 操作线 (8) 4.6 塔径计算 (8) 4.6.1采用Eckert通用关联图法计算泛点气速 u (8) F 4.6.2 操作气速的确定 (9) 4.6.3 塔径的计算 (9) 4.6.4 核算操作气速 (10) 4.6.5 核算径比 (10) 4.6.6 喷淋密度校核 (10)
目录 目录............................................................... I 摘要.............................................................. I II 第1章绪论.. (1) 1.1吸收技术概况 (1) 1.2吸收设备的发展 (1) 1.3吸收在工业生产中的应用 (2) 第2章设计方案 (3) 2.1 吸收剂的选择 (3) 2.2 吸收流程的选择 (3) 2.3吸收塔设备及填料的选择 (4) 2.4 吸收参数的选择 (5) 第3章吸收塔的工艺计算 (6) 3.1 基础物性数据 (6) 3.1.1 液相物性数据 (6) 3.1.2 气相物性数据 (6) 3.1.3 气液相平衡数据 (6) 3.2 物料衡算 (7) 3.3 填料塔的工艺尺寸的计算 (7) 3.3.1 塔径的计算 (7) 3.3.2 填料塔填料层高度的计算 (9) 3.4 塔附属高度的计算 (12) 3.5 液体初始分布器和再分布器的选择与计算 (12) 3.5.1 液体分布器 (12) 3.5.2 液体再分布器 (12) 3.5.3 塔底液体保持管高度 (13) 3.6 其他附属塔内件选择的选择 (13) 3.7 吸收塔的流体力学参数计算 (13) 3.7.1 吸收塔的压力降 (13) 3.7.2 吸收塔的泛点率 (14) 3.7.3 气体动能因子 (14) 3.8 附属设备的计算与选择 (15) 3.8.1 离心泵的选择与计算 (15) 3.8.2 吸收塔的主要接管尺寸的计算 (16) 结论 (18)
山山东师范大学 课程论文（设计） 题目丙酮与空气的混合气体填料吸收塔设计 课程名称化工设计 二级学院化学化工与材料科学学院 专业化学工程与工艺 班级化工一班 学生姓名 学号 指导教师张其坤 设计起止时间：2016年11月01日至2017年01月01日
设计任务书 设计任务：丙酮与空气的混合气体填料吸收塔设计 设计参数：原料气组成：丙酮—空气二元混合气体，丙酮含量8.5%（体积分数），进塔混合气温度为40℃，要求丙酮回收率95%以 上 年处理量：2000、2500、3000、3500、4000m3/h 操作条件：连续常压操作 年工作日：300天 工作地点：临沂市 吸收剂：软水 设计要求： （1）完成设计说明书一份，字数在6000字以上 （2）完成带控制点的工艺流程图、车间布置图、吸收塔工艺条件图各一张
重要符号说明D——塔径，m； DL——液体扩散系数，㎡/s； Dv——气体扩散系数，㎡/s ； ev——液沫夹带量,kg(液)/kg(气)； g——重力加速度，9.81 m/s^2 ； h——填料层分段高度，m； HETP关联式常数； H max——允许的最大填料层高度，m；HB——塔底空间高度，m； HD——塔顶空间高度，m； HOG——气相总传质单元高度，m；kG——气膜吸收系数，kmol/(㎡?s?kPa)；kL——液膜吸收系数，m/s； KG——气相总吸收系数，kmol/(?㎡s?kPa)；Lb——液体体积流量，m3/h； LS——液体体积流量，m3/s； LW——润湿速率，m3/(m?s)； m——相平衡常数，无因次； n——筛孔数目；
《化工原理》课程设计清水吸收丙酮填料塔的设计 学院医药化工学院 专业高分子材料与工程 班级高分子材料与工程13（1）班姓名李凯杰 学号13155301xx 指导教师严明芳、龙春霞 年月日
设计书任务 （一）设计题目 试设计一座填料吸收塔，用于脱除空气中的丙酮蒸汽。混合气体处理量为___4000____m3/h。进口混合气中含丙酮蒸汽__6％__（体积百分数）；混合气进料温度为35℃。采用25℃清水进行吸收，要求： 丙酮的回收率达到___95%___ （二）操作条件 （1）操作压力101.6 kPa （2）操作温度25℃ （3）吸收剂用量为最小用量的倍数自己确定 （4）塔型与填料自选，物性查阅相关手册。 （三）设计内容 （1）设计方案的确定和说明 （2）吸收塔的物料衡算； （3）吸收塔的工艺尺寸计算； （4）填料层压降的计算； （5）液体分布器简要设计； （6）绘制液体分布器施工图； （7）其他填料塔附件的选择； （8）塔的总高度计算； （9）泵和风机的计算和选型； （10）吸收塔接管尺寸计算； （11）设计参数一览表； （12）绘制生产工艺流程图（A3号图纸）； （13）绘制吸收塔设计条件图（A3号图纸）； （14）对设计过程的评述和有关问题的讨论。
目录 前言 (1) 第1章填料塔主体设计方案的确定 (2) 1.1 装置流程的确定 (2) 1.2 吸收剂的选择 (2) 1.3 操作温度与压力的确定 (2) 1.4 填料的类型与选择 (2) 第2章基础物性数据与物料衡算 (2) 2.1 基础物性衡算 (3) 2.1.1 液相物性数据 (3) 2.1.2 气相物性数据 (3) 2.1.3 气液相平衡数据 (4) 2.2 物料衡算 (4) 第3章填料塔的工艺尺寸计算 (5) 3.1 塔径的计算 (5) 3.2 泛点率的校核 (6) 3.3 填料规格校核 (7) 3.4 液体喷淋密度校核 (7) 3.5 填料塔填料高度的计算 (7) 3.5.1 传质单元数的计算 (7) 3.5.2 传质单元高度的计算 (8) 3.5.3 填料层高度的计算 (9) 3.6 填料塔附属高度的计算 (10) 3.7 填料层压降的计算 (10) 第4章填料塔附件的选择与计算 (11) 4.1 液体分布器简要设计 (11) 4.1.1 液体分布器的选型 (11) 4.1.2 分布点密度计算 (11) 4.1.3 布液计算 (12) 4.2 液体收集及分布装置 (12) 4.3 气体分布装置 (13) 4.4 除沫装置 (14) 4.5 填料支承及压紧装置 (14) 4.5.1 填料支承装置 (14) 4.5.2 填料限定装置 (14) 4.6 裙座 (14) 4.7 人孔 (15) 第5章填料塔的流体力学参数计算 (15) 5.1 吸收塔主要接管的计算 (15) 5.1.1 液体进料管的计算 (15) 5.1.2 气体进料管的计算 (16) 5.2 离心泵和风机的计算与选型 (16) 5.2.1 离心泵的计算与选型 (16)
— 摘要 空气-丙酮混合气填料吸收塔设计任务为用水吸收丙酮常压填料塔，即在常压下，从含丙酮%、相对湿度70%、温度35℃的混合气体中用25℃的吸收剂清水在填料吸收塔中吸收回收率为90%丙酮的单元操作。设计主要包括设计方案的确定、填料选择、工艺计算等内容，其中整个工艺计算过程包括确定气液平衡关系、确定吸收剂用量及操作线方程、填料的选择、确定塔径及塔的流体力学性能计算、填料层高度计算、附属装置的选型以及管路及辅助设备的计算，在设计计算中采用物料衡算、亨利定律以及一些经验公式，该设计的成果有设计说明书和填料吸收塔的装配图及其附属装置图。 ! |
目录 摘要............................................................ I ~ 水吸收丙酮填料塔设计 (1) 第一章任务及操作条件 (1) 第二章设计方案的确定 (2) 设计方案的内容 (2) 流程方案的确定 (2) 设备方案的确定 (2) 流程布置 (3) 收剂的选择 (3) ; 操作温度和压力的确定 (3) 第三章填料的选择 (4) 填料的种类和类型 (4) 颗粒填料 (4) 规整填料 (4) 填料类型的选择 (4) 填料规格的选择 (5) 填料材质的选择 (5) - 第四章工艺计算 (6) 物料计算 (6) 进塔混合气中各组分的量 (6) 混合气进出塔的摩尔组成 (6) 混合气进出塔摩尔比组成 (7) 出塔混合气量 (7) 气液平衡关系 (7) L (7) 吸收剂(水)的用量s ，
塔底吸收液浓度 1 X (8) 操作线 (8) 塔径计算 (8) 采用Eckert通用关联图法计算泛点气速 F u (8) 操作气速的确定 (9) 塔径的计算 (9) 核算操作气速 (10) 核算径比 (10) … 喷淋密度校核 (10) 单位填料程压降（ p Z ）的校核 (10) 填料层高度的确定 (11) 传质单元高度 OG H计算 (11) 计算 Y K a (13) 计算 OG H (13) 传质单元数 OG N计算 (13) 填料层高度z的计算 (14) > 填料塔附属高度的计算 (14) 第五章填料吸收塔的附属设备 (15) 填料支承板 (15) 填料压板和床层限制板 (15) 气体进出口装置和排液装置 (15) 分布点密度及布液孔数的计算 (15) 塔底液体保持管高度的计算 (16) 第六章辅助设备的选型 (18) 。 管径的计算 (18) 参考文献 (19) 附录 (20) 附表 (21) 致谢 (24) `
环境工程原理课程设计题目水吸收丙酮填料塔设计 学院 专业班级 学生姓名 学生学号 指导教师 2014年6月16日
目录 第一章设计任务书 (3) 1.1 设计题目 (3) 1.2 设计任务及操作条件 (3) 1.3 设计内容 (3) 1.4 设计要求 (3) 第二章设计方案的确定 (4) 2.1 设计方案的内容 (4) 2.1.1 流程方案的确定 (4) 2.1.2 设备方案的确定 (4) 2.2 填料的选择 (5) 第三章吸收塔的工艺计算 (6) 3.1 基础物性数据 (6) 3.1.1 液相物性数据 (6) 3.1.2 气相物性数据 (6) 3.1.3气液平衡相数据 (7) 3.2 物料衡算 (7) 3.3 填料塔塔径的计算 (8) 3.3.1 泛点气速的计算 (8) 3.3.2 塔径的计算及校核 (9) 3.4.1 气相总传质单元数的计算 (10) 3.4.2 气相总传质单元高度的计算 (10) 3.5 填料塔流体力学校核 (13) 3.5.1 气体通过填料塔的压降 (13) 3.5.2 泛点率 (13) 3.5.3 气体动能因子 (13) 第四章塔内辅助设备的选择和计算 (14) 4.1 液体分布器 (14) 4.2 填料塔附属高度 (15) 4.3 填料支承装置 (15) 4.4 填料压紧装置 (15) 4.5 液体进、出口管 (16) 4.6 液体除雾器 (16) 4.7 筒体和封头 (17) 4.8 手孔 (17) 4.9 法兰 (18) 4.10 裙座 (19) 第五章设计计算结果总汇表 (21) 第六章课程设计总结 (24) 参考文献 (25) 附录 (26)
填料吸收塔课程设计说明书 专业 班级 姓名 班级序号 指导老师 日期
目录 前言 (2) 水吸收丙酮填料塔设计 (2) 一任务及操作条件 (2) 二吸收工艺流程的确定 (2) 三物料计算 (3) 四热量衡算 (4) 五气液平衡曲线 (5) 六吸收剂(水)的用量Ls (5) 七塔底吸收液浓度X1 (6) 八操作线 (6) 九塔径计算 (6) 十填料层高度计算 (9) 十一填科层压降计算 (13) 十二填料吸收塔的附属设备 (13) 十三课程设计总结 (15) 十四主要符号说明 (16) 十五参考文献 (17) 十六附图 (18)
前言 塔设备是炼油、化工、石油化工等生产中广泛应用的气液传质设备。根据塔内气液接触部件的形式，可以分为填料塔和板式塔。板式塔属于逐级接触逆流操作，填料塔属于微分接触操作。工业上对塔设备的主要要求：（1）生产能力大（2）分离效率高（3）操作弹性大（4）气体阻力小结构简单、设备取材面广等。 塔型的合理选择是做好塔设备设计的首要环节，选择时应考虑物料的性质、操作的条件、塔设备的性能以及塔设备的制造、安装、运转和维修等方面的因素。板式塔的研究起步较早，具有结构简单、造价较低、适应性强、易于放大等特点。 填料塔由填料、塔内件及筒体构成。填料分规整填料和散装填料两大类。塔内件有不同形式的液体分布装置、填料固定装置或填料压紧装置、填料支承装置、液体收集再分布装置及气体分布装置等。与板式塔相比，新型的填料塔性能具有如下特点：生产能力大、分离效率高、压力降小、操作弹性大、持液量小等优点。 水吸收丙酮填料塔设计 一任务及操作条件 ①混合气(空气、丙酮蒸汽)处理量：12493/ m h。 ②进塔混合气含丙酮 2.34％(体积分数)；相对湿度:70％；温度:35℃； ③进塔吸收剂(清水)的温度25℃； ④丙酮回收率：90％； ⑤操作压力为常压。 二吸收工艺流程的确定 采用常规逆流操作流程．流程如下。
《化工原理》课程设计 清水吸收丙酮填料塔的设计 学院医药化工学院 专业高分子材料与工程 班级高分子材料与工程13（1）班 姓名李凯杰 学号 xx 指导教师严明芳、龙春霞 年月日 设计书任务 （一）设计题目 试设计一座填料吸收塔，用于脱除空气中的丙酮蒸汽。混合气体处理量为___4000____m3/h。进口混合气中含丙酮蒸汽__6％__（体积百分数）；混合气进料温度为35℃。采用25℃清水进行吸收，要求： 丙酮的回收率达到___95%___ （二）操作条件 （1）操作压力101.6 kPa （2）操作温度25℃ （3）吸收剂用量为最小用量的倍数自己确定 （4）塔型与填料自选，物性查阅相关手册。 （三）设计内容 （1）设计方案的确定和说明 （2）吸收塔的物料衡算； （3）吸收塔的工艺尺寸计算； （4）填料层压降的计算； （5）液体分布器简要设计；
（6）绘制液体分布器施工图； （7）其他填料塔附件的选择； （8）塔的总高度计算； （9）泵和风机的计算和选型； （10）吸收塔接管尺寸计算； （11）设计参数一览表； （12）绘制生产工艺流程图（A3号图纸）； （13）绘制吸收塔设计条件图（A3号图纸）； （14）对设计过程的评述和有关问题的讨论。 目录 前言 (1) 第1章填料塔主体设计方案的确定 (2) 1.1 装置流程的确定 (2) 1.2 吸收剂的选择 (2) 1.3 操作温度与压力的确定 (2) 1.4 填料的类型与选择 (2) 第2章基础物性数据与物料衡算 (2) 2.1 基础物性衡算 (3) 2.1.1 液相物性数据 (3) 2.1.2 气相物性数据 (3) 2.1.3 气液相平衡数据 (4) 2.2 物料衡算 (4) 第3章填料塔的工艺尺寸计算 (5) 3.1 塔径的计算 (5) 3.2 泛点率的校核 (6) 3.3 填料规格校核 (7) 3.4 液体喷淋密度校核 (7) 3.5 填料塔填料高度的计算 (7) 3.5.1 传质单元数的计算 (7) 3.5.2 传质单元高度的计算 (8) 3.5.3 填料层高度的计算 (9) 3.6 填料塔附属高度的计算 (10) 3.7 填料层压降的计算 (10) 第4章填料塔附件的选择与计算 (11) 4.1 液体分布器简要设计 (11) 4.1.1 液体分布器的选型 (11) 4.1.2 分布点密度计算 (11) 4.1.3 布液计算 (12) 4.2 液体收集及分布装置 (12) 4.3 气体分布装置 (13) 4.4 除沫装置 (14)
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。
实用文案 填料吸收塔课程设计说明书 专业 班级 姓名 班级序号 指导老师 日期
目录 前言 (2) 水吸收丙酮填料塔设计 (2) 一任务及操作条件 (2) 二吸收工艺流程的确定 (2) 三物料计算 (3) 四热量衡算 (4)
五气液平衡曲线 (5) 六吸收剂(水)的用量Ls (5) 七塔底吸收液浓度X1 (6) 八操作线 (6) 九塔径计算 (6) 十填料层高度计算 (9) 十一填科层压降计算 (13) 十二填料吸收塔的附属设备 (13) 十三课程设计总结 (15) 十四主要符号说明 (16) 十五参考文献 (17) 十六附图 (18)
前言 塔设备是炼油、化工、石油化工等生产中广泛应用的气液传质设备。根据塔内气液接触部件的形式，可以分为填料塔和板式塔。板式塔属于逐级接触逆流操作，填料塔属于微分接触操作。工业上对塔设备的主要要求：（1）生产能力大（2）分离效率高（3）操作弹性大（4）气体阻力小结构简单、设备取材面广等。 塔型的合理选择是做好塔设备设计的首要环节，选择时应考虑物料的性质、操作的条件、塔设备的性能以及塔设备的制造、安装、运转和维修等方面的因素。板式塔的研究起步较早，具有结构简单、造价较低、适应性强、易于放大等特点。 填料塔由填料、塔内件及筒体构成。填料分规整填料和散装填料两大类。塔内件有不同形式的液体分布装置、填料固定装置或填料压紧装置、填料支承装置、液体收集再分布装置及气体分布装置等。与板式塔相比，新型的填料塔性能具有如下特点：生产能力大、分离效率高、压力降小、操作弹性大、持液量小等优点。 水吸收丙酮填料塔设计 一任务及操作条件 ①混合气(空气、丙酮蒸汽)处理量：12493/m h。 ②进塔混合气含丙酮2.34％(体积分数)；相对湿度:70％；温度:35℃； ③进塔吸收剂(清水)的温度25℃； ④丙酮回收率：90％；
化工设计任务书 （一）设计题目：水吸收丙酮填料塔设计 （二）设计任务及操作条件 1）气体处理量2200Nm3 /h 2）进塔气体含丙酮1.82%（Vol），相对湿度70%，湿度35。C 3）进塔吸收剂（清水）的温度 25。C水洗 4）丙酮吸收率95% 5）操作压强：常压 （三）设备内容 1．设计方案的确定及流程说明 2．填料塔的塔径、塔高及填料层压降的计算 3．填料塔附属结构的选型及设计 4．塔的机械强度校核 5．设计结果列表或设计一览表 6．填料塔的装配图 7．对设计结果的自我评价、总结与说明 (四) 设计主要参考书 [1] 柴诚敬等，化工原理课程设计，天津科学技术出版社 [2] 潘国昌等，化工设备设计，清华大学出版社 [3] 顾芳珍，化工设备设计基础，天津大学出版社，1997 [4] 化工设备设计中心站，材料与零部件，上海科学技术出版社，1982 [5] 化学工业部化工设计公司主编，化工工艺算图第一册常用物料物性数据， 化学工业出版社，1982 [6] 机械设计手册，化学工业出版社，1982 [7] 茅晓东，典型化工设备机械设计指导，华东理工大学出版社，1995 [8] 刁玉玮，化工设备机械基础，大连理工大学出版社 [9] 贺匡国，简明化工设备设计手册，化工出版社 [10] GB150-89 钢制压力容器（全国压力容器标准委员会）学苑出版社
化原部分 [设计计算] （一）设计方案的确定 用水吸收丙酮属易溶气体的吸收过程为提高传质效率，选用逆流吸收过程。因用水作吸收剂，若丙酮不作为产品，则采用纯溶剂；若丙酮作为产品，则采用含一定丙酮的水溶液。现以纯溶剂为例进行设计。 （二）填料的选择 对于水吸收丙酮的过程，操作温度及操作压力较低，塑料可耐一般的酸碱腐蚀，所以工业上通常选用塑料散装填料。在塑料散装填料中，阶梯环填料气体通量大、流动阻力小、传质效率高，故此选用D N 38聚丙烯阶梯环填料。 （三）基础物性数据 1.液相物性数据 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 [ 1 ] 查得，25℃时水的有关物性数据如下： 密度为 3997.08/L kg m ρ= 粘度为 0.8937 3.2173/()L mPa s kg m h μ=?=? 表面张力为 272.14/934934.4/L dyn cm kg h σ== 查手册 [ 2 ]丙酮在水中的扩散系数为 ： [ 3 ]L D 式中 L D ————丙酮在水中的扩散系数，2m s T ————温度，K ； μ————溶液的黏度，Pa s ?； B M ————容积的摩尔质量，/kg kmol ； A υ—————溶质的摩尔体积，3/m kmol B φ————溶剂的缔合因子（水为2.26） 52621.6510 5.9410/L D m s m h --=?=? 2.气相物性数据 混合气体的平均摩尔质量为 =0.018258.080.98182929.53/m V i i M y M kg kmol =?+?=∑ 混合气体的平均密度为 161/21/20.6 1.17310B B A L M T D φμυ-?=
《化工原理》课程设计丙酮填料塔设计 学院医药化工学院 专业化学工程与工艺精细化工方向班级09精细化工（1）班 姓名黄健枫 学号0903505124 指导教师蒋赣、严明芳 2011年12 月26 日
课程设计任务书 1、设计题目 试设计一座填料吸收塔，用于脱除空气中的丙酮蒸汽。混合气体处理量为3200m3/h。进口混合气中含丙酮蒸汽7%（体积百分数）；混合气进料温度为35℃。采用清水进行吸收。要求丙酮的回收率达到97% 2、操作条件 （1）操作压力常压 （2）操作温度25℃ （3）吸收剂用量为最小用量的倍数1.5倍 3、设计任务 完成吸收工艺设计与计算，有关设备的设计和选型，绘制吸收系统的工艺流程图和填料塔的工艺条件图，编写设计说明书。
目录 1. 设计方案简介 (1) 1.1设计方案的确定 (1)
1.2填料的选择 (1) 2. 工艺计算 (1) 2.1 基础物性数据 (1) 2.1.1液相物性的数据 (1) 2.1.2气相物性的数据 (2) 2.1.3气液相平衡数据 (2) 2.1.4 物料衡算 (2) 2.2 填料塔的工艺尺寸的计算 (3) 2.2.1 塔径的计算 (3) 2.2.2 填料层高度计算 (5) 2.2.3 填料层压降计算 (7) 2.2.4 液体分布器简要设计 (8) 3. 辅助设备的计算及选型 (8) 3.1 填料支承设备 (9) 3.2填料压紧装置 (9) 3.3液体再分布装置 (9) 4. 设计一览表 (9) 5. 后记 (10) 6. 参考文献 (10) 7. 主要符号说明 (10) 8. 附图（工艺流程简图、主体设备设计条件图）
江苏大学京江学院填料吸收塔课程设计说明书 专业 班级 姓名 班级序号 指导老师 日期 成绩
目录 前言 (2) 水吸收丙酮填料塔设计 (2) 一任务及操作条件 (2) 二吸收工艺流程的确定 (2) 三物料计算 (3) 四热量衡算 (4) 五气液平衡曲线 (5) 六吸收剂(水)的用量Ls (5) 七塔底吸收液浓度X1 (6) 八操作线 (6) 九塔径计算 (6) 十填料层高度计算 (9) 十一填科层压降计算 (13) 十二填料吸收塔的附属设备 (13) 十三课程设计总结 (15) 十四主要符号说明 (16) 十五参考文献 (17) 十六附图 (18)
前言 塔设备是炼油、化工、石油化工等生产中广泛应用的气液传质设备。根据塔内气液接触部件的形式，可以分为填料塔和板式塔。板式塔属于逐级接触逆流操作，填料塔属于微分接触操作。工业上对塔设备的主要要求：（1）生产能力大（2）分离效率高（3）操作弹性大（4）气体阻力小结构简单、设备取材面广等。 塔型的合理选择是做好塔设备设计的首要环节，选择时应考虑物料的性质、操作的条件、塔设备的性能以及塔设备的制造、安装、运转和维修等方面的因素。板式塔的研究起步较早，具有结构简单、造价较低、适应性强、易于放大等特点。 填料塔由填料、塔内件及筒体构成。填料分规整填料和散装填料两大类。塔内件有不同形式的液体分布装置、填料固定装置或填料压紧装置、填料支承装置、液体收集再分布装置及气体分布装置等。与板式塔相比，新型的填料塔性能具有如下特点：生产能力大、分离效率高、压力降小、操作弹性大、持液量小等优点。 水吸收丙酮填料塔设计 一任务及操作条件 ①混合气(空气、丙酮蒸汽)处理量：80003/ m h。 ②进塔混合气含丙酮15％(体积分数)；相对湿度:70％；温度:25℃； ③进塔吸收剂(清水)的温度25℃； ④丙酮回收率：95％； ⑤操作压力为常压。 二吸收工艺流程的确定 采用常规逆流操作流程．流程如下。
大庆师范学院 《化工原理》课程设计说明书 设计题目 学生姓名 指导老师 学院 专业班级 完成时间
目录 第一节前言 (6) 1.1 填料塔的主体结构与特点 (6) 1.2 填料塔的设计任务及步骤 (6) 1.3 填料塔设计条件及操作条件 (6) 第二节填料塔主体设计方案的确定 (7) 2.1 装置流程的确定 (7) 2.2 吸收剂的选择 (7) 2.3填料的类型与选择 (7) 2.3.1 填料种类的选择 (7) 2.3.2 填料规格的选择 (7) 2.3.3 填料材质的选择 (8) 2.4 基础物性数据 (8) 2.4.1 液相物性数据 (8) 2.4.2 气相物性数据 (8) 2.4.3 气液相平衡数据 (9) 2.4.4 物料横算 (9) 第三节填料塔工艺尺寸的计算 (10) 3.1 塔径的计算 (10) 3.2 填料层高度的计算及分段 (11) 3.2.1 传质单元数的计算 (11) 3.2.3 填料层的分段 (13) 3.3 填料层压降的计算 (13) 第四节填料塔内件的类型及设计 (14) 4.1 塔内件类型 (14) 4.2 塔内件的设计 (14) 4.2.1 液体分布器设计的基本要求： (14) 4.2.2 液体分布器布液能力的计算 (14) 注：15
1填料塔设计结果一览表 (15) 2 填料塔设计数据一览 (15) 3 参考文献 (17) 4 后记及其他 (17) 附件一：塔设备流程图 (17) 附件二：塔设备设计图 (18)
大庆师范学院本科学生 化工原理课程设计任务书 设计题目苯和氯苯的精馏塔塔设计 系（院）、专业、年级化学化工学院、化学工程与工艺专业、08级化工四班学生姓名学号 指导教师姓名下发日期 任务起止日期：2010 年日6 月21 日至2010 年7 月20
丙酮填料塔设计
湖北大学 化学化工学院 课程设计（2） 设计题目：丙酮填料塔设计任务书 学生姓名胡斌胡凡 席嶅余焕专业化学工程与工艺 年级2007级 指导老师杨世芳 日期2010年6月
目录 前言 (2) 第一部分丙酮填料塔设计 (3) 一、设计任务和操作条件 (3) 二、设计方案的确定及流程的选择 (3) 三、物料计算 (3) 四、热量衡算 (4) 五、气液平衡曲线 (4) 六、吸收剂水的用量 (5) 七、塔径计算 (5) 1、填料的选择 (5) 2、塔径的校正 (7) 八、单位填料层压强降 (7) 九、填料层高度的计算 (9) 十、填料吸收塔的附属设备 (11) 1、分布器的设计 (11) 2、风机的选取 (11) 3、填料支承板 (12) 4、填料压板和床层限制板 (12) 5、气体进出口装置和排液装置 (12) 第二部分设计总结 (13) 第三部分附录 (13)
前言 在化工、炼油、医药、食品及环境保护等工业部门，塔设备是一种重要的单元操作设备。其作用实现气—液相或液—液相之间的充分接触，从而达到相际间进行传质及传热的过程。它广泛用于蒸馏、吸收、萃取、等单元操作，随着石油、化工的迅速发展，塔设备的合理造型设计将越来越受到关注和重视。塔设备有板式塔和填料塔两种形式，下面我们就填料塔展开叙述。 填料塔的基本特点是结构简单，压力降小，传质效率高，便于采用耐腐蚀材料制造等，对于热敏性及容易发泡的物料，更显出其优越性。过去，填料塔多推荐用于0.6至0.7m以下的塔径。近年来，随着高效新型填料和其他高性能塔内件的开发，以及人们对填料流体力学、放大效应及
水吸收丙烯酸气体吸收塔设计 一、设计条件的选定 1、混合气：产物：丙烯酸气体 副产物：醋酸，甲酸，二氧化碳，马来酸，丙烯醛，乙醛，丙酮等气体。 混合气的处理量为：h /m 640.467393 2、进塔混合气组成：含丙烯酸摩尔分率：%6.6 3、进塔混合气温度：100℃ 4、进塔吸收剂（水）的温度：25℃ 5、丙烯酸回收率：%64.74 6、操作条件：操作压力在常压下进行 第一章 概述 1.1吸收塔的概述 气体吸收过程是化工生产中常用的气体混合物的分离操作，其基本原理是利用混合物中各组分在特定的液体吸收剂中的溶解度不同，实现各组分分离的单元操作。 实际生产中，吸收过程所用的吸收剂常需回收利用。故一般来说，完整的吸收过程应包括吸收和解吸两部分。在设计上应将两部分综合考虑，才能得到较为理想的设计结果。作为吸收过程的工艺设计，其一般性问题是在给定混合气体处理量、混合气体组成、温度、压力以及分离要求的条件下，完成以下工作： (1) 根据给定的分离任务，确定吸收方案； (2) 根据流程进行过程的物料和热量衡算，确定工艺参数； (3) 依据物料及热量衡算进行过程的设备选型或设备设计； (4) 绘制工艺流程图及主要设备的工艺条件图； 1.2吸收设备的发展 吸收操作主要在填料塔和板式塔中进行，尤以填料塔的应用较为广泛。 塔填料的研究与应用已取得长足的发展：鲍尔环、阶梯环、金属环矩鞍等的出现标志散装填料朝高通量、高效率、低阻力方向发展有新的突破；规整填料在工业装置大型化和要求高分离效率的情况下倍受重视，已成为塔填料的重要品种。 填料塔仍处于发展之中，今后的研究方向主要是提高传质效率，同时考虑填料的强度、操作性能及使用上的通用因素并综合环型、鞍型及规整填料的优点开发构型优越、堆积接触方式合理、流体在整个床层均匀分布的新型填料。目前看来，填料的材质以陶瓷、金属、塑料为主，为满足化工生产温度和耐腐蚀要求，已开发了氟塑料制成的填料。 填料塔的发展，与塔填料的开发研究是分不开的。除了提高原有填料的流体力学与传质性能外，还开发了效率高、放大效应小的新型填料。加上塔填料本身具有压降小、持液量小、耐腐蚀、操作稳定、弹性大等优点，使填料塔开发研究达到了新的台阶。 1.3吸收过程在工业生产上应用 化工生产中吸收操作广泛应用于混合气体的分离： (1) 净化或精制气体，混合气体中去除杂质。如用K 2CO 3水溶液脱除合成气中的CO 2，丙酮脱除石油裂解气中的乙炔等。 (2) 制取某种气体的液态产品。如用水吸收氯化氢气体制取盐酸。 (3) 混合气体以回收所需组分。如用汽油处理焦炉气以回收其中的芳烃。 (4) 工业废气处理。工业生产中所排放的废气中常含有丙酮，NO ，NO 2，HF 等有害组分，组成一般很低，但若直接排入大气，则对人体和自然环境危害都很大。因此排放之前必须加以处理，选用碱性吸收剂吸收这些有害的气体是环保工程中最长采用的方法