目录
一、设计任务书 (2)
1.1、设计题目 (2)
1.2、设计任务 (2)
二、绪论 (3)
三、设计方案简介 (4)
四、填料塔的主要工艺尺寸计算 (5)
4.1、物料衡算 (5)
4.2、填料吸收塔的工艺尺寸计算（塔径、塔高） (7)
4.3、填料层高度计算 (10)
4.4、填料压降计算 (11)
五、填料塔内部构件设计 (12)
5.1泵的选择 (12)
5.2.工艺管道的材质选用 (12)
5.3、液体分布器设计 (12)
5.4、液体再分布器设计 (15)
5.5、支承板的设计 (16)
5.6、压板的选取 (17)
六、壁厚的计算 (17)
6.1、筒体的设计计算 (17)
6.2、封头设计计算 (18)
6.3、人孔的选取 (19)
七、各接管尺寸的设置 (19)
7.1 进气管直径 (19)
7.2 出气管直径 (19)
7.3吸收剂进料管直径 (19)
7.4吸收剂出料管直径 (20)
八、设计结果一览表 (20)
九、主要符号说明 (21)
十、参考文献 (23)
十一、设计体会及今后改进意见 (24)
一、设计任务书
1.1、设计题目
炼油厂中催化裂化装置生产的富气用稳定汽油进行吸收。试设计一座稳定汽油吸收富气的填料吸收塔。
1.2、设计任务
富气处理量：8.0万吨∕年 富气组成：
组成 22CO N +
2H
4
CH
4
2H C 6
2H C 63H C 83H C 104H C 125H C 总和
摩尔
组成
0.09
0.30 0.10
0.03
0.10
0.11
0.07
0.15
0.05
1.00
吸收剂组成：
组分 C 5H 12 C 6以上组分 总和 摩尔组成
0.10
0.90
1.00
吸收剂在该塔操作温度下不挥发。 分离要求：
C 3H 6吸收率：≥95%，CO 2、N 2、H 2不吸收。 操作条件：
平均操作压力：atm 10（绝） 平均液气比：()min /4.1V L 平均温度：50℃
工作日：每年280天，24小时连续生产 填料类型：填料规格和类型自选
二、绪论
课程设计是“分离工程”课程的一个总结性教学环节，是培养学生综合运用本门课程及有关先修课程的基本知识去解决某一设计任务的一次训练，在整个教学计划中它也起着培养学生独立工作能力的重要作用，通过课程设计就以下几个方面要求学生加强训练
1．查阅资料选用公式和搜集数据的能力。
2．树立既考虑技术上的先进性与可行性，又考虑经济上的合理性，并注意到操作时的劳动条件和环境保护的正确设计思想，在这种设计思想的指导下去分析和解决实际问题的能力。
3．迅速准确的进行工程计算（包括电算）的能力。
4．用简洁文字清晰表达自己设计思想的能力。
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。
塔的种类很多，对塔设备进行分类：①按操作压力分有加压塔，常压塔，减压塔；②按单元操作分有精馏塔，吸收塔，介吸塔，萃取塔，反应塔，干燥塔等；
③按内部结构分有填料塔，板式塔。目前工业上应用最广泛的还是填料塔和板式塔。
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。
三、设计方案简介
根据设计任务书所提供的条件和要求，通过对现有资料的分析对比，选定适宜的流程方案和设备类型，初步确定工艺流程。对选定的工艺流程、主要设备的型式进行简要的论述。
稳定汽油吸收炼油厂催化裂化产生的富气，该设计任务是富气年处理量为8.0万吨，关键组分丙烯的吸收分率大于等于95%。采用常规逆流操作流程．流程如附图1。
首先，据富气处理量及关键组分的吸收分率，求出塔顶尾气的量及塔底吸收液的量，吸收剂汽油的进料量，再据富气及吸收剂的特性选择合适的填料（种类、材质、规格），该设计选取了直径mm d 50=的塑料鲍尔环填料，由此求取塔径
1400D mm =及填料层高度12Z m =。再由吸收条件℃50=T ，atm P 10=(绝),
选择合适的钢号——筒体和封头都选用MnR 16。
其次，塔内部构件及附属构件的设计与选取：液体分布器、液体再分布器、塔底支承板、塔顶压板、手人孔。
再次，各种接管的求取及法兰规格的查取，裙座、封头的设计求算等。即完成设计。
最后，整体论证该塔的可行性及经济价值。
四、填料塔的主要工艺尺寸计算
4.1、物料衡算
（1）、物料计算
据设计任务书计算富气处理量为:m G =8.0万吨/年=
7
8.01011905/28024
kg h ?=? 富气平均摩尔质量：
1M =i i y M ∑=0.09×44282
++0.30×2+0.10×16+0.03×28
+0.10×30+0.11×42+0.07×44+0.15×58+0.05×72 =29.28kmol kg /
富气的摩尔流量：11905
406.59/29.28
G kmol h =
= 因2CO 、2N 、2H 极易挥发，它们的吸收量可忽略不计，其余部分各自的平衡常数如下表：
表1
组分
4CH
42H C
62H C
63H C
83H C
104H C
125H C
i K
19.0
6.60
4.50
1.88
1.62
0.56
0.21
设关键组分63H C 吸收分率为95%
在最小液气比下，理论级数最多。此时关键组分63H C 的吸收因数为：
l A = l η=0.95
由A l l L GV =
min
???
??G L =l l K A =1.88×0.95=1.786 G L =1.4min ???
??G L =1.4×1.786=2.50 关键组分的吸收因子为：
A l l L GK =
=2.501.88
=1.33 （2）、理论级
由 ()()[]A A N lg /1/lg 1ηη--=+
求得 ()()1lg 1.330.95/10.95/lg1.337.118N +=--=≈???? 理论级圆整后取为7。 各组分i K 及
G
L
=2.50，求得i A ，再由i A 及N=7求各组分吸收分率i η： 表2
组分
4CH
42H C
62H C
63H C
83H C
104H C
125H C
i K
19.0
6.60 4.50 1.88 1.62 0.56 0.21 i i GK L A /= 0.132
0.379 0.556 1.33 1.543 4.464 11.905 i η
0.132
0.379
0.552
0.962
0.983
1.00
1.00
（3）、各组分吸收率及尾气组成见表：
表3
组成
22N CO +
2H
4CH
42H C 62H C
63H C
8
3H C
10
4H C
12
5H C
总和 i
η
0.132
0.379
0.552
0.962
0.983
1.00
1.00
—
进气
量
36.593
121.977 40.659 12.869 40.659
44.725
28.461
60.989
20.33
406.59
i
L
0 0 5.367 4.632 22.444 43.025 27.977 60.989 20.33 184.755 i G 36.593 121.977 35.292 7.575 18.215 1.70 0.484 0 0 221.836 i y
0.165
0.550
0.159
0.034
0.082
0.008
0.002
1.00
由吸收分率计算可知，由于104H C 、125H C 的i η=1.0。故这两组分几乎全部被吸收，不进塔顶尾气中，尾气主要组成及含量表3. （4）、吸收剂用量0L
操做液气比：
G
L
=2.50 入塔气体量：F =406.59h kmol / 塔顶尾气量：N G =221.836h kmol / 吸收剂用量：
022406.59 2.50406.59221.836924.098/22N
L F F G G L kmol h
??
-+ ???-+??===
塔底吸收液量：
()0924.098406.59221.8361108.852/N N L L F G kmol h =+-=+-=
塔底吸收液质量流量：
1108.85284.693803.71kg /h
N
W
=?=
4.2、填料吸收塔的工艺尺寸计算（塔径、塔高）
（1）、填料选择
直径mm 50=φ的塑料鲍尔环乱堆填料。
（2）、塔径计算公式：u
V D s
π4=
首先求出操作气速u
塔底混合气质量流量：11905/m G kg h = 吸收剂平均摩尔质量：
kmol kg M /6.8490.08610.0722=?+?= 吸收剂质量流量：
02924.09884.671178.69/m L L M kg h ==?= 吸收剂密度：查得
3/62612
5
m kg H C =ρ 3/65914
6
m kg H C =ρ
质量分率：
085.06.842
.77210.02125==?=
M a H C 915.06.844.778690.02
146==?=
M a H C 吸收剂密度：
kg m a a H
C H C H
C H C L
/00152.0659
915
.0626085.01
314
6
14
612
5
12
5=+=
+
=
ρρρ 3/9.657m kg L =ρ
富气密度：
()
31100029.28
10.903/8.31427350G pM kg m RT ρ?=
==?+ （3）、采用贝恩——霍根关系式
吸收剂粘度：查得
s mPa H C ?=229.012
5
μ s mPa H C ?=313.014
6
μ
s mPa L ?=?+?=305.090.0313.010.0229.0μ
查得：3/1.988m kg =水ρ
50.19
.6571
.988===
L ρρ?水 则：由贝恩——霍根关系式
1/41/82q u a t v m.v F 0.2lg 3g q m.v L A K U L L L ρρρρ???????????? ? ? ? ??? ? ? ? ??? ?
? ? ?
??????????
?
?
=-ε 23
t
102/m 0.0942, 1.75a m A K ===， 即：1/41/8
20.2310210.90371178.6910.903u lg 0.0942 1.759.80.92657.911905657.9F 0.305??????????=- ??
? ? ?????????????
解得：0.404u
F
=m/s
F u u )85.0~5.0(=
取0.60.60.4040.242/F u u m s ==?=
7
38.0100.303/28024360010.903
s V m s ?==???
塔径：
440.303
1.263.140.242
s V D m u π?=
==? 圆整后取塔径：
1400D mm =
（4）、核算操作气速
把D =1.4m 代入塔径计算公式， 解得:空塔气速
22
440.3030.197/3.14 1.4
s V u m s D π?=
==?
0.1970.500.404
F u u ==(在允许范围内) （5）、填料规格校核
1400
28850
D d ==>（合理） （6）、喷淋密度校核
填料表面充分润湿，应保证喷淋密度高于最小喷淋密度min U
据Morris 等推荐,mm d 75<的环形及其填料的最小润湿速率()min w L 为
()h m m ?/08.03
查填料手册得:
23102/t a m m =
()()3min min 0.081028.16/w t L L a m m h =?=?=?喷
min 22/71178.69/657.9
70.32/4 3.14 1.4/4
m L L L L D ρπ=
==>?喷喷
经以上校核可知，填料塔直径选用1400D mm =合理。
4.3、填料层高度计算
（1）、填料层计算采用等板高度法
HETP N Z ?=
L
G K d HETP m
p 34= 2.50L
G
= 查得：填料外径m d p 05.0= 关键组分的m K 值88.1=m K
1
340.05 1.88 1.2782.50
HETP m =???
= 所以填料层高度为：
1.27878.946Z m =?=
而填料层设计厚度：
Z Z )5.1~25.1(='
取安全系数为1.25
则Z '=1.25×8.946=11.18m 取Z '=12m
塑料鲍尔环分段高度(5~10)s Z D = 取55 1.47s Z D m ==?=
由于对塑料鲍尔环Z s 不宜超过3 4.5m ,取Z 4s m =
'1234
s Z Z == 故填料层分为3段， 则：z 4m ?= （2）、塔高
塔顶上部空间取为1.2m ，液体再分布器每个取为1m ，塔底液相停留时间3min ，塔釜液所占空间高度为：
136093803.71
3600657.9 4.62
0.785 1.4h m ???=
=? 塔底下部空间取为1m 裙座取2.0m
故塔高12 1.22134.61 2.022.8h m =++?+++=
4.4、填料压降计算
采用Eckeret
通用关联图法：
Eckert 通用压降关联图
查《化工原理》教材附录可得，其填料因子1131m ?-=
横坐标：0.5
0.5
71178.6910.9030.7711905657.9m G m L L G ρρ??
??== ?
???
??
纵坐标：
22
0.20.2
0.197131 1.5010.903
0.3050.0102
9.8657.9
G
F
L
L
u
g
ρ
?φ
μ
ρ
??????
=?= ? ?
??
??
查图得：/225/
P Z Pa m
?=
填料层压降：225102700
P Pa
?=?=
五、填料塔内部构件设计
5.1泵的选择
稳定汽油为易燃易爆的介质，还是高危害介质，因此汽油等介质输送的泵的选型很重要。一般选型，对输送汽油的泵，要求轴封可靠且无泄漏泵，多选用屏蔽泵，这样可有效避免介质的泄漏和设备漏电，且占地面积较小，贫富油泵要选用密封性能较好、质量可靠的化工泵。
5.2.工艺管道的材质选用
因汽油工段输送的是易燃易爆的高度危险介质，汽油生产的管道数量多，尺寸、型式多种多样，管道布置错综复杂，这样就增加了发生事故的可能性和危险性。因此，在汽油管道材质选用上建议选择加厚的16MnR碳钢管，而低温管道则可选用普通16MnR碳钢管。这样可大大减少因管道泄漏和设备停产检修带来的环境污染和产量、原材料损失。
5.3、液体分布器设计
如果液体在塔截面上分布不良，则填料表而不能最大限度地润湿，将会产生沟流，从而降低了气、液两相接触的有效传质面积，使传质速率减小。这就要求液体分布器能为填料层提供一个良好的液体初始分布，使填料层一开始就能得到均匀的喷淋点和均量的喷淋液。
液体分布器的结构形式很多，目前常用的有以下几种。
①管式喷淋器
这是结构最简单的—种装置。有多种形式，这里仅介绍其中的弯管式和缺口
式两种，分别如图5—3(a)利(b)所示。喷口下面有圆形挡板，既可溅射起分散的液体，也可减轻液流对填料的直接冲击。这种喷淋器一船只用于塔径在300mm 以下的塔。
②莲蓬式喷淋器
这是应用最普遍的一种喷淋装置，如图5—3(c)所示。它的结构简单，安装方便，喷淋较均匀，但小孔容易堵塞，且液体的喷淋面积和分布受液体压头影响较大，所以适用于料液较清洁且压头变化不大的情况．一般用于直径600mm 以下的塔中。
②盘式喷淋器
其结构如图5—3(d)所示。液体通过进液管流到液体分布盘内，再由盘围板上边缘的齿隙式盘上的小筛孔流出，淋洒到填料上。盘式喷淋器的结构简单，液体通过时的阻力较小但加工较复杂。一般分布盘直径为塔径的0.65～0.8倍。这种装置一般适用于直径800mm 以上的塔。
④多孔管式喷淋器
这种装置有多孔直管式和多孔盘管式两种，分别如图5—3(e)和(f)所示。前者多用于直径600mm 以下的塔，后者适用于直径为600～1200mm 的塔。喷液孔均匀地开在管底部，直径为3～6mm 。
由于所设计的吸收塔有较大的塔径所以选用盘式明淋器，如下图（d ）所示。
盘上有孔径0d =3～10mm 的小孔 取孔径0d 为4mm
分布盘直径为塔径的（0.6～0.8）倍 分布盘直径0.8 1.4 1.12D m '=?=
塔径D 为1.4m 左右时，筛孔密度n =150个/2m 盘上筛孔数N 按下式计算
2
2
3.14 1.415023144
D N n π?=?=?=个
图5—3各种形式液体喷淋器
（a）弯管式；（b）缺口式；（c）莲蓬式；（d）盘式；（e）直管式；（f）盘
管式
盘式喷淋器
5.4、液体再分布器设计
液体沿填料(尤其是拉西环等实体填料)自顶层往下流动时，会逐渐流向塔壁，再沿塔壁流下，以致使填串旧中心处液流量不足。此处的填料得不到有效润湿，减少了有效传质面积，使传质效率大为降低。为克服此种不良趋势，常在填料层内每隔一定距离设置液体再分布器，使液体重新均匀分布后再流到下一段填料中。再分布器的距离0h 与塔径D 的关系：对于鲍尔环，0h ＝(25～10)D ；对直径400mm 以下的小塔，可用比上值较大的0h ；对于大塔，0h 不宜超过6m ，对于鲍尔环或鞍形填料，则允许更大的0h 。
实际中常用的是截锥式再分布器，如图5—4所示。其中(a)型是将截锥体焊(或搁置)在塔体上，截锥上下仍能全部堆满填料，不占空间。如需分段卸出填料时，则可采用图5—4中(b)型的结构，截锥上加设支撑板，截锥下要隔段距离再装填料。截锥体与塔壁的夹角。一般为35°～45°，截锥下端的直径I D 可取塔径的0.7～0.8倍。
图5—4截锥式液体再分布器
5.5、支承板的设计
图5—5填料支撑板
塔内填料无论乱堆还是整砌，均需置放在支撑板上。这就要求支样板应有足够的强度，足以承受持液后填料层的重量；其次它的气体通道面积应大于填料的自由截而积(数值上等于空隙率)，不然在支撑板处会产生过大的气体阻力．而且当气速增大时将会在支撑扳上产生拦液现象，降低丁塔的流通量，严重时会在支撑板处首先出现液泛。
常用的支撑板有栅板式的，如图5—5(b)所示。它是由侧立的扁钢条组成，扁钢条之间的距离一船为填料外径的0.6～0.8倍左右，但在直径较大的增中，间距也应放大。此时为了防止填料漏下，往往在栅板先先铺一层孔眼小于填料直径的粗金届网、如图5—5(a)所示。
为了兼顾支撑装胃的强度和自由截面两方面的要求，同时又能适应高空隙率填料，可采用力气管式支撑装置，如图5—5(c)所示。气体经升气管上升，通过管顶部的孔及侧面的齿缝进入填料，而液体则由支撑板底的许多小孔及齿缝底部溢流而下。这种装置因有足够的齿缝而较好地避免液泛。
鉴于以上叙述，设计所用塔径较大，且吸收液粘度较大，所以选用珊板式的支撑板。
5.6、压板的选取
压板放在填料上部，对填料期固定作用，防止气速过大把填料吹碎，影响传质效果。压板有固定和浮动两种，该设计采用浮动式压板，如图
浮动式压板
六、壁厚的计算
6.1、筒体的设计计算
（1）、根据《化工机械基础》中有关容器材料设计公式显示，可选用16MnR 。
筒体的设计厚度：[]22C P D P c
t
i
c d +-=
φσδ 式中：mm C 12= MPa P c 1.11.10.1=?= 1400i D mm = []MPa t
170=σ
φ=0.85（采用双面焊局部无损探伤）
得： 1.11400
1 6.3521700.85 1.1
d mm δ?=
+=??-
考虑钢板负偏差，取10.6C =mm ，圆整后8=n δmm （2）、水压测试：()
e
e i T T D P δδσ2+=
水压试验取设计压力的1.25倍。
[][]MPa P P t
c
T 375.111.125.125.1=??==σσ
取MPa P T 4.1=。
810.6 6.4e n C δδ=-=--=mm
代入()
1.41400 6.4153.832 6.4
T MPa σ?+=
=?
查表知16MnR 的为345MPa （教材《化工机械基础》）
MPa s 9.26334585.09.09.0=??=φσ s T φσδ9.0< 水压试验满足强度要求。
6.2、封头设计计算
（1）、综合考虑，采用带直边的标准椭圆形封头，选用16MnR 。
标准椭圆封头的设计厚度：[]25.02C P D P c
t
i
c d +-=
φσδ
式中：12=C mm MPa P c 1.11.10.1=?= i D =1400mm []MPa t
170=σ
φ=1.0（整体冲压）
得： 1.11400
1 5.54217010.5 1.1
d δ?=
+=??-?mm
考虑钢板负偏差，取6.01=C mm ，圆整后7=n δmm
封头壁厚应与筒体壁厚保持一致，故将封头壁厚圆整为8mm （2）、标准椭圆封头直边高度h （mm ）
封头材料 碳素钢 普通钢 复合钢
不锈钢，耐酸钢
封头壁厚 4～8 10～18 ≥20
3～9 10～18 ≥20
直边高度
25
40
50
25
40
50
取直边高25=h mm 差得封头参数如下表
公称直径/mm
曲面高度/mm
直边高度/mm
内表面积/2
m
容积/3
m 1400 350
25
2.23
0.398
6.3、人孔的选取
吸收塔的设计压力为1.1MPa ，人孔标准应按公称压力为1.6MPa 的等级选取。为便于检修选用高水平吊装人孔。人孔类型：RF Ⅳ（A ?G ）450-1.6。
七、各接管尺寸的设置
7.1 进气管直径
取s m u F /20=
1440.303
0.1393.1420
s F V d m u π?=
==? 圆整后取1d =200mm
7.2 出气管直径
取s m u /20=
2440.303
0.1393.1420
s V d m u π?=
==? 圆整后取2d =200mm
7.3吸收剂进料管直径
取s m u /6.0=
34924.09884.6
0.2653.143600657.90.6
d m ??=
=???
圆整后取3d =300mm
7.4吸收剂出料管直径
取s m u /1=
44924.09884.6
0.2053.143600657.91
d m ??=
=???
圆整后取4d =300mm
水吸收低浓度SO2填料吸收塔设计 第一部分设计任务、依据和要求 一、设计任务及操作条件 1、混合气体（空气中含SO 2 气体的混合气体）处理量为90 kmol/h 2、混合气体组成：SO 2 含量为7.6%（摩尔百分比），空气为：92.4%（mol/%） 3、要求出塔净化气含SO 2为：0.145%（mol/%），H 2 O为：1.172 kmol/h 4、吸收剂为水，不含SO 2 5、常压，气体入塔温度为25°C，水入塔温度为20°C。 二、设计内容 1、设计方案的确定 2、填料吸收塔的塔径、填料层高度及填料层压强的计算。 3、填料塔附属结构的选型与设计。 4、填料塔工艺条件图。 三、H2O- SO2 在常压20 °C下的平衡数据
四、 气体与液体的物理性质数据 气体的物理性质： 气体粘度()0.0652/G u kg m h =? 气体扩散系数20.0393/G D m s = 气体密度31.383/G kg m ρ= 液体的物理性质：液体粘度 3.6/()L u kg m h =? 液体扩散系数625.310/L D m s -=? 液体密度 3998.2/L kg m ρ= 液体表面张力 4273/92.7110/L dyn cm kg h σ==? 五、 设计要求 1、设计计算说明书一份 2、填料塔图（2号图）一张
第二部分 SO2净化技术和设备 一、SO2的来源、性质及其危害： 1、二氧化硫的来源 二氧化硫的来源很广泛，几乎所有企业都要产生二氧化硫，最主要途径是含硫化石燃料的燃烧。大约一吨煤中含有5-50kg硫，一吨石油中含有5-30kg硫。这些燃料经燃烧都产生并排放出二氧化硫，占所有排放总量的96%. 二氧化硫的来源包括微生物活动，火山活动，森林火灾以及海水飞沫。主要有自然来源和人为来源两大类： 自然来源主要是火山活动，喷出的火山气体中含有大量的二氧化硫气体，地质深处的天然硫元素在火山喷发过程中燃烧氧化为二氧化硫，随火山灰一起喷射到大气中。地球上57%的二氧化硫来自自然界，沼泽、洼地、大陆架等处所排放的硫化氢，进入大气，被空气中的氧氧化为二氧化硫。自然排放大约占大气中全部二氧化硫的一半，通过自然循环过程，自然排放的硫基本上是平衡的。 人为来源则指在人类进行生产、生活活动中，使用含硫及其化合物的矿石进行燃烧，以及硫矿石的冶炼和硫酸、磷肥纸浆的生产等产生的工业废气，从而使其中一部分或全部的硫以二氧化硫的形式排放到大气中，形成二氧化硫污染。这部分二氧化硫占地球上二氧化硫来源的43%。随着化石燃料消费量的不断增加，全世界认为排放的二氧化硫在不断在增加，其中北半球排放的二氧化硫占人为排放总量的90%。我国的能源主要依靠煤炭和石油，而我国的煤炭、石油一般含硫量较高，因此，火力发电厂、钢铁厂、冶炼厂、化工厂和炼油厂排放出的大量二氧化硫和二氧化碳是造成我国大气污染的主要原因。由于我国部分地区燃用高硫煤，燃煤设备未能采取脱硫措施，致使二氧化硫排放量不断增加，造成严重的环境污染。 2、二氧化硫的性质 (1)物理性质： 二氧化硫又名亚硫酸酐，英文名称： sulfur dioxide 。无色气体，有强烈刺激性气味。分子量64.07 密度为1.4337kg/m3 （标准状况下），密度比空气大。溶解度：9.4g/mL（25℃）熔点－76.1℃（200.75K）沸点－10℃ （263K）
《化工原理课程设计》报告 设计任务书 （一）设计题目 试设计一座填料吸收塔，用于脱除混于空气中的SO2，混合 气体的处理为2500m3/h,其中SO2（体积分数）8﹪。要求塔 板排放气体中含SO2低于0.4％，采用清水进行吸收。（二）操作条件 常压，20℃ （三）填料类型 选用塑料鲍尔环、陶瓷拉西环填料规格自选 （四）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、吸收塔接管尺寸的计算 5、绘制吸收塔的结构图
6、对设计过程的评述和有关问题的讨论 7、参考文献 8、附表 目录 一、概述 (4) 二、计算过程 (4) 1. 操作条件的确定 (4) 1.1吸收剂的选择 (4) 1.2装置流程的确定 (4) 1.3填料的类型与选择 (4) 1.4操作温度与压力的确定 (4) 2. 有关的工艺计算 (5) 2.1基础物性数据 (5) 2.2物料衡算 (6) 2.3填料塔的工艺尺寸的计算 (6) 2.4填料层降压计算 (11) 2.5吸收塔接管尺寸的计算 (12) 2.6附属设备……………………………………………… ..12 三、评价 (13) 四、参考文献 (13) 五、附表 (14)
一、概述 填料塔不但结构简单，且流体通过填料层的压降较小，易于用 耐腐蚀材料制造，所以它特别适用于处理量小，有腐蚀性的物 料及要求压降小的场合。液体自塔顶经液体分布器喷洒于填料 顶部，并在填料的表面呈膜状流下，气体从塔底的气体口送入，流过填料的空隙，在填料层中与液体逆流接触进行传质。因气 液两相组成沿塔高连续变化，所以填料塔属连续接触式的气液 传质设备。 二、设计方案的确定 (一) 操作条件的确定 1．1吸收剂的选择 因为用水作吸收剂，同时SO2不作为产品，故采用纯溶剂。 1．2装置流程的确定 用水吸收SO2属于中等溶解度的吸收过程，故为提高传 质效率，选择用逆流吸收流程。 1．3填料的类型与选择 用不吸收SO2的过程，操作温度低，但操作压力高，因 为工业上通常选用塑料散堆填料，在塑料散堆填料中，塑
课程设计任务书 一、课题名称 苯——甲苯混合体系分离过程设计 二、课题条件（原始数据） 1、设计方案的选定 原料：苯、甲苯 年处理量：108000t 原料组成（甲苯的质量分率）：0.5 塔顶产品组成：%99>D x 塔底产品组成：%2 设计容 摘要：精馏是分离液体混合物最常用的一种单元操作，在化工﹑炼油﹑石油化工等工业中得到广泛的应用。本设计的题目是苯—甲苯二元物系板式精馏塔的设计。在确定的工艺要求下，确定设计方案，设计容包括精馏塔工艺设计计算，塔辅助设备设计计算，精馏工艺过程流程图，精馏塔设备结构图，设计说明书。关键词：板式塔；苯--甲苯；工艺计算；结构图 一、简介 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。根据塔气液接触部件的结构型式，可分为板式塔和填料塔。板式塔设置一定数目的塔板，气体以鼓泡或喷射形式穿过板上液层进行质热传递，气液相组成呈阶梯变化，属逐级接触逆流操作过程。填料塔装有一定高度的填料层，液体自塔顶沿填料表面下流，气体逆流向上（也有并流向下者）与液相接触进行质热传递，气液相组成沿塔高连续变化，属微分接触操作过程。 工业上对塔设备的主要要：（1）生产能力大；（2）传热、传质效率高；（3）气流的摩擦阻力小；（4）操作稳定，适应性强，操作弹性大；（5）结构简单，材料耗用量少；（6）制造安装容易，操作维修方便。此外，还要求不易堵塞、耐腐蚀等。 板式塔大致可分为两类：（1）有降液管的塔板，如泡罩、浮阀、筛板、导向筛板、新型垂直筛板、蛇形、S型、多降液管塔板；（2）无降液管的塔板，如穿流式筛板（栅板）、穿流式波纹板等。工业应用较多的是有降液管的塔板，如浮阀、筛板、泡罩塔板等。 苯的沸点为80.1℃，熔点为5.5℃，在常温下是一种无色、味甜、有芳香气味的透明液体，易挥发。苯比水密度低，密度为0.88g/ml，但其分子质量比水重。苯难溶于水，1升水中最多溶解1.7g苯；但苯是一种良好的有机溶剂，溶解有机分子和一些非极性的无机分子的能力很强。 甲苯是最简单，最重要的芳烃化合物之一。在空气中，甲苯只能不完全燃烧，火焰呈黄色。甲苯的熔点为-95 ℃，沸点为111 ℃。甲苯带有一种特殊的芳香味（与苯的气味类似），在常温常压下是一种无色透明，清澈如水的液体，密度为0．866克／厘米3，对光有很强的折射作用（折射率：1,4961）。甲苯 南京工业大学 《化工设计》专业课程设计 设计题目乙醛缩合法制乙酸乙酯 学生姓名胡曦班级、学号化工091017 指导教师姓名任晓乾 课程设计时间2012年5月12日-2012年6月1日 课程设计成绩 设计说明书、计算书及设计图纸质量，70% 独立工作能力、综合能力及设计过程表现，30% 设计最终成绩（五级分制） 指导教师签字 目录一、设计任务3 二、概述4 2.1乙酸乙酯性质及用途4 2.2乙酸乙酯发展状况4 三. 乙酸乙酯的生产方案及流程5 3.1酯化法5 3.2乙醇脱氢歧化法7 3.3乙醛缩合法7 3.4乙烯、乙酸直接加成法9 3.5各生产方法比较9 3.5确定工艺方案及流程9 四．工艺说明10 4.1. 工艺原理及特点10 4.2 主要工艺操作条件错误!未定义书签。 4.3 工艺流程说明10 4.4 工艺流程图（PFD）错误!未定义书签。4.5物流数据表10 4.6物料平衡错误!未定义书签。 4.6.1工艺总物料平衡10 4.6.2 公共物料平衡图错误!未定义书签。 五. 消耗量19 5.1 原料消耗量19 5.2 催化剂化学品消耗量19 5.3 公共物料及能量消耗21 六. 工艺设备19 6.1工艺设备说明19 6.2 工艺设备表19 6.3主要仪表数据表19 6.4工艺设备数据表19 6.5精馏塔Ⅱ的设计19 6.6最小回流比的估算21 6.7逐板计算23 6.8逐板计算的结果及讨论23 七. 热量衡算24 7.1热力学数据收集24 7.2热量计算，水汽消耗，热交换面积26 7.3校正热量计算、水汽消耗、热交换面积(对塔Ⅱ)29 八．管道规格表24 8.1 装置中危险物料性质及特殊储运要求24 8.2 主要卫生、安全、环保说明26 8.3 安全泄放系统说明24 8.4 三废排放说明26 九．卫生安全及环保说明24 9.1 装置中危险物料性质及特殊储运要求24 9.2 主要卫生、安全、环保说明26 9.3 安全泄放系统说明24 9.4 三废排放说明26 表10校正后的热量计算汇总表34 十有关专业文件目录34 乙酸乙酯车间工艺设计 一、设计任务 1.设计任务：乙酸乙酯车间 2.产品名称：乙酸乙酯 3.产品规格：纯度99.5% 4.年生产能力：折算为100%乙酸乙酯10000吨/年 5.产品用途：作为制造乙酰胺、乙酰醋酸酯、甲基庚烯酮、其他有机化合物、合成香料、合成药物等的原料；用于乙醇脱水、醋酸浓缩、萃取有机酸；作为溶剂广泛应用于各种工业中； 吉林化工学院 化工原理课程设计 题目处理量为3100m3/h水吸收二氧化硫过程填料吸收塔的设计 教学院 专业班级 学生姓名 学生学号 指导教师 2011 年 12 月 5 日 课程设计任务书 1、设计题目：处理量为2550~3200m3/h水吸收二氧化硫过程填料吸收塔的设计 。 矿石焙烧炉送出的气体冷却到20℃后送入填料塔中，用20℃清水洗涤洗涤除去其中的SO 2入塔的炉气流量为3100m3/h，其中进塔SO2的摩尔分率为0.05，要求SO2的吸收率为95％。吸收塔为常压操作，因该过程液气比很大，吸收温度基本不变，可近似取为清水的温度。吸收剂的用量为最小用量的1.5倍。 2、工艺操作条件： （1）操作平均压力常压 （2）操作温度t=20℃ （3）选用填料类型及规格自选。 3、设计任务： 完成吸收塔的工艺设计与计算，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，撰写设计说明书。 处理量为3100m3/h水吸收二氧化硫过程填料吸收塔的设计 化工原理教学与实验中心 2011年11月 目录 摘要.................................................................................................................................IV 第一章绪论. (1) 1.1 吸收技术概况 (1) 1.2 吸收设备发展 (1) 1.3 吸收在工业生产中的应用 (3) 第二章吸收塔的设计方案 (4) 2.1 吸收剂的选择 (4) 2.2 吸收流程选择 (5) 2.2.1 吸收工艺流程的确定 (5) 2.2.2 吸收工艺流程图及工艺过程说明 (6) 2.3 吸收塔设备及填料的选择 (7) 2.3.1 吸收塔设备的选择 (7) 2.3.2 填料的选择 (8) 2.4 吸收剂再生方法的选择 (10) 2.5 操作参数的选择 (11) 2.5.1 操作温度的确定 (11) 2.5.2 操作压强的确定 (11) 第三章吸收塔工艺条件的计算 (12) 3.1 基础物性数据 (12) 3.1.1 液相物性数据 (12) 3.1.2 气相物性数据 (12) 3.1.3 气液两相平衡时的数据 (12) 3.2 物料衡算 (12) 3.3 填料塔的工艺尺寸计算 (13) 课程设计 题目：填料吸收塔的设计 教学院：化学与材料工程学院 专业：应用化工技术2010级（1）班学号： 学生姓名： 指导教师： 2012年6 月3 日 课程设计任务书 2011 ～ 2012 学年第 2 学期 一、课程设计题目 填料吸收塔的设计 二、工艺条件 1．处理能力：1500m3/h混合气（空气、SO2） 2．年工作日：300天 3．混合气中含SO2： 3%（体积分数） 4．SO2排放浓度：0.16％ 5．操作压力：常压操作 6．操作温度：20℃ 7．相对湿度：70% 8．填料类型：自选(塑料鲍尔环，陶瓷拉西环等) 9．平衡线方程：(20℃) 三、课程设计内容 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。 四、进度安排 1．课程设计准备阶段：收集查阅资料，并借阅相关工程设计用书； 2．设计分析讨论阶段：确定设计思路，正确选用设计参数，树立工程观点，小组分工协作，较好完成设计任务； 3．计算设计阶段：完成物料衡算、流体力学性能验算及主要设备的工艺设计计算； 4. 课程设计说明书编写阶段：整理文字资料计计算数据，用简洁的文字和适当的图表 表达自己的设计思想及设计成果。 五、基本要求 1．格式规范，文字排版正确； 2. 主要设备的工艺设计计算需包含：物料衡算，能量衡量，工艺参数的选定，设备的结 构设计和工艺尺寸的设计计算； 3．工艺流程图：以2号图纸用单线图的形式绘制，标出主体设备与辅助设备的物料方向，物流量、能流量，主要测量点； 4. 填料塔工艺条件图：以2号图纸绘制，图面应包括设备的主要工艺尺寸，技术特性表 和接管表； 5. 按时完成课程设计任务，上交完整的设计说明书一份。 教研室主任签名： 年月日 化工原理课程设计说明书 设计题目：甲醇—水连续填料精馏塔 设计者： 专业： 学号： 指导老师： 2007年7 月13日 目录 一、设计任务书 (1) 二、设计的方案介绍 (1) 三、工艺流程图及其简单说明 (2) 四、操作条件及精熘塔工艺计算 (4) 五、精熘塔工艺条件及有关物性的计算 (14) 六、精馏塔塔体工艺尺寸计算 (19) 七、附属设备及主要附件的选型计算 (23) 八、参考文献 (26) 九、甲醇－水精熘塔设计条件图 一、设计任务书 甲醇散堆填料精馏塔设计： 1、处理量：12000 吨/年(年生产时间以7200小时计算) 2、原料液状态：常温常压 3、进料浓度：41.3%(甲醇的质量分数) 塔顶出料浓度：98.5%(甲醇的质量分数) 塔釜出料浓度：0.05%(甲醇的质量分数) 4、填料类型：DN25金属环矩鞍散堆填料 5、厂址位于沈阳地区 二、设计的方案介绍 1、进料的热状况 精馏操作中的进料方式一般有冷液加料、泡点进料、汽液混合物进料、饱和蒸汽进料和过热蒸汽加料五种。本设计采用的是泡点进料。这样不仅对塔的操作稳定较为方便，不受厦门季节温度影响，而且基于恒摩尔流假设，精馏段与提馏段上升蒸汽的摩尔流量相等，因此塔径基本相等，在制造上比较方便。 2、精熘塔的操作压力 在精馏操作中，当压力增大，混合液的相对挥发度减小，将使汽相和液相的组成越来越接近，分离越来越难；而当压力减小，混合液的相对挥发度增大，α值偏离1的程度越大，分离越容易。但是要保持精馏塔在低压下操作，这对设备的要求相当高，会使总的设备费用大幅度增加。在实际设计中，要充分考虑这两 2017化工课程设计心得体会范文 2017化工课程设计心得体会范文一 化工原理课程设计是综合运用化工原理及相关基础知识的实践性教学环节。设计过程中指导教师指引学生在设计过程中既要考虑理论上的可行性，还要考虑生产上的安全性和经济合理性。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。 本次化工原理课程设计历时两周，是上大学以来第一次独立的工业化设计。从老师以及学长那里了解到化工原理课程设计是培养我们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和经济合理性。由于第一次接触课程设计，起初心里充满了新鲜感和期待，因为自我认为在大学里学到的东西终于可以加以实践了。可是当老师把任务书发到手里是却是一头雾水，完全不知所措。可是在这短短的三周里，从开始的一无所知，到同学讨论，再进行整个流程的计算，再到对工业材料上的选取论证和后期的程序的编写以及流程图的绘制等过程的培养，我真切感受到了理论与实践相结合中的种种困难，也体会到了利用所学的有限的理论知识去解决实际中各种问题的不易。我的课程设计题目是苯――氯苯筛板式精馏塔设计图。在开始时，我们不知道如何下手，虽然有课程设计书作为参 考，但其书上的计算步骤与我们自己的计算步骤有少许差异，在这些差异面前，我们显得有些不知所措，通过查阅《化工原理》，《化工工艺设计手册》，《物理化学》，《化工原理课程设计》等书籍，以及在网上搜索到的理论和经验数据。我们慢慢地找到了符合自己的实验数据。并逐渐建立了自己的模版和计算过程。在这三周中给我印象最深的是我们这些“非泡点一族”在计算进料热状况参数q时，没有任何参考模板，完全靠自己捉摸思考。起初大家都是不知所措，待冷静下来，我们仔细结合上课老师讲的内容，一步一步的讨论演算，经大家一下午的不懈努力，终于把q算出来了。还有就是我们在设计换热器部分，在试差的过程中，我们大部分人都是经历了几乎一天多的时间才选出了合适的换热器型号，现在还清楚的记得我试差成功后那激动的心情，因为我尝到了自己在付出很多后那种成功的喜悦，因为这些都是我们的“血泪史”的见证哈。 在此感谢我们的杜治平老师.，老师严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样;老师循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪;这次课程设计的细节和每个数据，都离不开老师您的细心指导。而您开朗的个性和宽容的态度，帮助我能够很顺利的完成了这次课程设计。同时感谢同组的同学们，谢谢你们对我的帮助和支持，让我感受到同学的友谊。由于本人的设计能力有限，在设计过程中难免出现错误，恳请老师们多多指教,我十分乐意接受你们的批评与指正，本人将万分感谢。 2017化工课程设计心得体会范文二 课程设计任务书 一、设计题目：水吸收氨气过程填料吸收塔的设计； 试设计一座填料吸收塔，采用清水吸收混于空气中的氨气。混合气体的处理量为2600m3/h，其中含氨为7%（体积分数），混合气体的进料温度为25℃。要求：氨气的回收率达到98%。（20℃氨在水中的溶解度系数为H＝0.725kmol/（m3.kPa） 二、工艺操作条件： （1）操作平均压力常压 （2）操作温度 : t=20℃ （3）吸收剂用量为最小用量的倍数自己确定 （4）选用填料类型及规格自选。 三、设计容 （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）吸收塔接管尺寸计算； （8）设计参数一览表； （9）绘制生产工艺流程图（A4号图纸）； （10）绘制吸收塔设计条件图（A4号图纸）； （11）对设计过程的评述和有关问题的讨论。 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 (1) 2.1.3气液相平衡数据 (1) 2.1.4 物料衡算 (1) 2.2 填料塔的工艺尺寸的计算 (2) 2.2.1 塔径的计算 (2) 2.2.2 填料层高度计算 (3) 2.2.3 填料层压降计算 (6) 2.2.4 液体分布器简要设计 (7) 3. 辅助设备的计算及选型 (8) 3.1 填料支承设备 (8) 3.2填料压紧装置 (8) 3.3液体再分布装置 (8) 4. 设计一览表 (9) 5. 后记 (9) 6. 参考文献 (9) 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） 皖西学院化学与生命科学系 化工原理课程设计说明书 题目：设计一台填料塔用于吸收小合成氨厂精炼在生气中的氨专业：应用化工技术 班级：0702班 学生姓名：章文杰 学号： 指导教师：徐国梅 设计成绩： 完成日期： 2009年6月19日 目录 一、文献综述 (4) （一）、引言 (4) （二）、填料塔技术 (5) （三）、填料塔的流体力学性能 (8) （四）、填料的选择 (9) （五）、填料塔的内件 (10) （六）、工艺流程的现状和发展趋势 (11) 二、设计方案简介 (12) 三、工艺计算 (13) （一）、基础物性数据 (13) 1、液相物性的数据 (13) 2、气相物性数据 (13) 3、气液相平衡数据 (13) 4、物料衡算 (14) （二）、填料塔的工艺尺寸的计算 (15) 1、塔径的计算 (15) 2、填料层高度计算 (16) 3、填料层压降计算 (18) 4、液体分布器简要设计 (20) 四、辅助设备的计算及选型 (21) 五、设计一览表 (24) 六、心得体会 (26) 七、参考文献………………………………………………………… 八、主要符号说明…………………………………………………… 九、附图（带控制点的工艺流程简图、主体设备设计条件图） 文献综述 关键词：填料塔；聚丙烯；吸收 摘要: 填料塔洗涤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。本文简述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。 （一）引言 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。从塔填料、塔内件以及工艺流程,特别是塔填料三方面对填料塔技术的现状与发展趋势作了介绍,说明了塔填料及塔内件在填料塔技术中的重要性。与板式塔相比，新型的填料塔性能具有如下特点：（1）生产能力大；（2）分离效率高；（3）压降小；（4）操作弹性大；（5）持液量小。 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差。研究表明，聚丙烯填料的有效润湿面积仅为同类规格陶瓷填料的 40 % ，由于聚丙烯填料表面润湿性能差，故传质效率较低，使应用受到一定的限制.为此，对聚丙烯填料表面进行处理，以提高其润湿及传质性能的研究日益受到人们的重视. 近年来，国内外一些学者做了该方面的研究工作，研究结果表明，聚丙烯填料经表面处理后，润湿及传质性能得到了较大的提高。 聚丙烯阶梯环填料为外径是高度的两倍的圆环 ,在侧壁上开出两排长方形的窗孔 , 并在一端增加了一个锥形翻边，被切开的环壁的一侧仍与壁面相连 ,另一侧向环内弯曲 ,形成内伸的舌叶 ,各舌叶的侧边在环中心相搭。鲍尔环由于环壁开孔 ,大大提高了环内空间及环内表面的利用率 ,气流阻力小 ,液体分布均匀。阶梯环与鲍尔环相比 ,其高度减少了一半 ,并在一端增加了一个锥形翻边。（二）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 目录 一、概述 二、设计方案和工艺流程的确定 三、塔的物料衡算四、回流比确定 五、塔板数的确立 六、塔的工艺条件及物性数据计算 七：塔和塔板主要工艺尺寸计算 八、塔板的流体力学验算 十、热量衡算 十一、筛板塔的设计结果总表 十二、辅助设备选型及接管尺寸 十三、精馏塔机械设计计算 十四、设计中的心得体会 一、概述： 塔设备是炼油、化工、石油化工等生产广泛应用的气液传质设备。根据塔内气液接触部件的结构型式，可分为板式塔和填料塔。板式塔内设置一定数量的塔板，气体以鼓泡或喷射形式穿过板上液层进行质，热传递，气液相组成呈阶梯变化，属逐渐接触逆流操作过程。填料塔内装有一定高度的填料层，液体自塔顶沿填料表面下流，气体逆流而上（也有并流向下者）与液体接触进行质热传递，气液组成沿塔高连续变化，属微分接触操作过程。 工业上对塔设备的要求：（1）生产能力大；（2）传质传热效率高;(3)气流的摩擦阻力小；（4）操作稳定，适应性强，操作弹性大；（5）结构简单，材料耗用量小（6）制作安装容易，维修方便。（7）设备不易堵塞，耐腐蚀。 其中板式塔又可分为有降液管的塔板（如泡罩塔，浮阀塔，筛板塔，舌型，S型等）和无降液管的（如穿流式筛板，穿流式波纹板）该课程涉及到的是板式塔中的浮阀塔，其广泛用于精馏、吸收、和解吸等过程。其主要特点是再塔板的开孔上装有可浮动的浮阀，气流从浮阀的周边以稳定的速度水平地进入塔板上液层进行两相接触，浮阀课根据气流流速地大小上下浮动，自行调节。浮阀有盘式、条式等多种。国内多采用盘式，其优点为生产能力大，操作弹性大，分离效率较大，塔板结构较简单。此型中的F-1型结构简单，已经列入部颁标准，因此型号的重阀操作稳定性好，一般采用重阀。 二、设计方案和工艺流程的确定: 在此次课程涉及中主要介绍浮阀塔在精馏中的应用，精馏装置包括精馏塔、原料预热器、再沸器、冷凝器、釜液冷却器、和产品冷却器等设备。热量自塔釜输入，物料再塔内经多次部分气化与部分冷凝进行精馏分离，由冷凝器和冷却器的冷却物质将余热带走。此过程中因考虑节能。 另外，为保持塔的稳定性，流程除用泵直接送入塔原料外，也可采用高位槽送料以受泵操作波动影响。 塔顶冷凝器装置根据生产情况以决定采用全凝器和分凝器。一般，塔顶分凝器对上升蒸汽虽由一定的增浓作用，当在石油等工业中获取液相产品时往往采用全凝器，以便于准确的控制回流比。若后继装置使用气态物料，则宜用分凝器 操作压强由常压、低压和高压操作，其取决于冷凝温度，一般都采用常压，对于热敏性物质或混合液沸点过高的物质则宜采用减压操作，而常压下为气态的物质采用高压操作。 对于物料的进料，一般情况下采用冷进料，但是为了考虑塔的操作稳定性，则一把采用泡点进料。 化工原理课程设计-填料吸收塔的设计 课程设计 题目：填料吸收塔的设计 教学院：化学与材料工程学院 专业：化学工程与工艺（精细化工方向） 学号： 学生姓名： 指导教师： 2012 年 5 月31 日 《化工原理课程设计》任务书 2011～2012 学年第2学期 学生姓名：专业班级：化学工程与工艺(2009) 指导教师：工作部门：化工教研室 一、课程设计题目：填料吸收塔的设计 二、课程设计内容（含技术指标） 1. 工艺条件与数据 煤气中含苯2%（摩尔分数），煤气分子量为19；吸收塔底溶液含苯≥0.15%（质量分数）；吸收塔气-液平衡y*=0.125x；解吸塔气-液平衡为y*=3.16x；吸 收回收率≥95%；吸收剂为洗油，分子量260，相对密度0.8；生产能力为每小时 处理含苯煤气2000m3；冷却水进口温度＜25℃，出口温度≤50℃。 2. 操作条件 吸收操作条件为：1atm、27℃，解吸操作条件为：1atm、120℃；连续操作；解吸气流为过热水蒸气；经解吸后的液体直接用作吸收剂，正常操作下不再补充 新鲜吸收剂；过程中热效应忽略不计。 3. 设计内容 ①吸收塔、解吸塔填料层的高度计算和设计； ②塔径的计算； ③其他工艺尺寸的计算。 三、进度安排 1．5月14日：分配任务； 2．5月14日-5月20日：查询资料、初步设计； 3．5月21日-5月27日：设计计算，完成报告。 四、基本要求 1. 设计计算书1份：设计说明书是将本设计进行综合介绍和说明。设计说明 书应根据设计指导思想阐明设计特点，列出设计主要技术数据，对有关工艺流程 和设备选型作出技术上和经济上的论证和评价。应按设计程序列出计算公式和计 算结果，对所选用的物性数据和使用的经验公式、图表应注明来历。 设计说明书应附有带控制点的工艺流程图。 设计说明书具体包括以下内容：封面；目录；绪论；工艺流程、设备及操作 条件；塔工艺和设备设计计算；塔机械结构和塔体附件及附属设备选型和计算； 设计结果概览；附录；参考文献等。 2. 图纸1套：包括工艺流程图(3号图纸)。 教研室主任签名： 年月日 填料精馏塔设计任务书 一、设计题目：填料塔设计 二、设计任务：苯-甲苯精馏塔设计 三、设计条件： 1、年处理含苯41%（质量分数，下同）的苯-甲苯混合液3万吨； 2、产品苯含量不低于96%； 3、残液中苯含量不高于1%； 4、操作条件： 填料塔的塔顶压力：4kPa（表压） 进料状态：自选 回流比：自选 加热蒸汽压力：101.33kPa（表压） 5、设备型式：规整填料塔 6、设备工作日：300天/年，24h连续运行 四、设计内容和要求 序号设计内容要求 1 工艺计算物料衡算、热量衡算、理论塔板数等 2 结构设计塔高、塔径、分布器、接口管的尺寸等 3 流体力学验算塔板负荷性能图 4 冷凝器的传热面积和冷却介质的 用量计算 5 再沸器的传热面积和加热介质的 用量计算 6 计算机辅助计算将数据输入计算机，绘制负荷性能图 7 编写设计说明书目录、设计任务书、设计计算及结果、流程图、参考资料等 目录 第1章流程的确定和说明 (3) 1.1加料方式 (3) 1.2进料状态 (3) 1.3冷凝方式 (3) 1.4回流方式 (3) 1.5加热方式 (3) 1.6加热器 (4) 第2章精馏塔设计计算 (5) 2.1操作条件和基础数据 (5) 2.1.1操作压力 (5) 2.1.2基础数据 (5) 2.2精馏塔工艺计算 (7) 2.2.1物料衡算 (7) 2.2.2热量衡算 (9) 2.2.3理论塔板数计算 (11) 2.3精馏塔的主要尺寸 (12) 2.3.1精馏塔设计的主要依据 (12) 2.3.2塔径设计计算 (15) 2.3.3填料层高度的计算 (16) 第3章附属设备及主要附件的选型计算 (17) 3.1冷凝器 (17) 3.1.1计算冷却水流量 (18) 3.1.2冷凝器的计算与选型 (18) 3.2再沸器 (18) 3.2.1间接加热蒸汽 (18) 3.2.2再沸器加热面积 (18) 3.3塔内其他结构 (19) 3.3.1接管的计算与选择 (19) 3.3.2液体分布器 (20) 3.3.3除沫器 (21) 3.3.4液体再分布器 (22) 3.3.5填料支撑板的选择 (22) 3.3.6塔底设计 (23) 3.3.7塔的顶部空间高度 (23) 第4章结束语 (24) 参考文献 (25) 4.3 填料精馏塔设计示例 4.3.1 化工原理课程设计任务书 1 设计题目 分离甲醇-水混合液的填料精馏塔 2 设计数据及条件 生产能力：年处理甲醇-水混合液0.30万吨（年开工300天） 原料：甲醇含量为70%（质量百分比，下同）的常温液体 分离要求：塔顶甲醇含量不低于98%，塔底甲醇含量不高于2% 建厂地址：沈阳 3 设计要求 （1）编制一份精馏塔设计说明书，主要内容： ①前言； ②流程确定和说明； ③生产条件确定和说明； ④精馏塔的设计计算； ⑤主要附属设备及附件的选型计算； ⑥设计结果列表； ⑦设计结果的自我总结评价与说明； ⑧注明参考和使用的设计资料。 （2）编制一份精馏塔工艺条件单，绘制一份带控制点的工艺流程图。 4.3.2 前言 在炼油、石油化工、精细化工、食品、医药及环保等部门，塔设备属于使用量大，应用面广的重要单元设备。塔设备广泛用于蒸馏、吸收、萃取、洗涤、传热等单元操作中。所以塔设备的研究一直是国内外学者普遍关注的重要课题。 塔设备按其结构形式基本上可分为两类：板式塔和填料塔。以前，在工业生产中，当处理量大时多用板式塔，处理量小时采用填料塔。近年来由于填料塔结构的改进，新型的、高负荷填料的开发，既提高了塔的通过能力和分离效能又保持了压降小以性能稳定等特点。因此填料塔已被推广到大型汽液操作中。在某些场合还代替了传统的板式塔。如今，直径几米甚至几十米的大型填料塔在工业上已非罕见。随着对填料塔的研究和开发，性能优良的填料塔必将大量用于工业生产中。 板式塔为逐级接触式汽液传质设备，它具有结构简单、安装方便、操作弹性大、持液量小等优点。同时也有投资费用较高、填料易堵塞等缺点。 本设计目的是分离甲醇-水混合液，处理量不大，故选用填料塔。 塔型的选择因素很多。主要因素有物料性质、操作条件、塔设备的制造安装和维修等。 1 与物性有关的因素 ①易起泡的物系在板式塔中有较严重的雾沫夹带现象或引起液泛，故选用填料塔为宜。因为填料不易形成泡沫。本设计为分离甲醇和水，故选用填料塔。 ②对于易腐蚀介质，可选用陶瓷或其他耐腐蚀性材料作填料，对于不腐蚀的介质，则可选金属性质或塑料填料，而本设计分离甲醇和水，腐蚀性小可选用金属填料。 2 与操作条件有关的因素 ①传质速率受气膜控制的系统，选用填料塔为宜。因为填料塔层中液相为膜状流、气相湍动，有利于减小气膜阻力。 ②难分离物系与产品纯度要求较高，塔板数很多时，可采用高效填料。 ③若塔的高度有限制，在某些情况下，选用填料塔可降低塔高，为了节约能耗，故本设计选用填料塔。 ④要求塔内持液量、停留时间短、压强小的物系，宜用规整填料。 4.3.3 流程确定和说明 1 加料方式 加料方式有两种：高位槽加料和泵直接加料。采用高位槽加料，通过控制液位高度，可以得到稳定的流量和流速。通过重力加料，可 化工课程设计心得体会文档3篇Experience document of chemical engineering course d esign 编订：JinTai College 化工课程设计心得体会文档3篇 小泰温馨提示：心得体会是指一种读书、实践后所写的感受性文字。 语言类读书心得同数学札记相近；体会是指将学习的东西运用到实践 中去，通过实践反思学习内容并记录下来的文字，近似于经验总结。 本文档根据主题的心得体会内容要求展开说明，具有实践指导意义， 便于学习和使用，本文下载后内容可随意修改调整及打印。 本文简要目录如下：【下载该文档后使用Word打开，按住键盘 Ctrl键且鼠标单击目录内容即可跳转到对应篇章】 1、篇章1：化工课程设计心得体会文档 2、篇章2：化工课程设计文档 3、篇章3：2020化工课程设计心得体会文档 篇章1:化工课程设计心得体会文档 本次化工原理课程设计历时两周，是学习化工原理以来 第一次独立的工业设计。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;理解计算机辅助设计过程， 利用编程使计算效率提高。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和经济合理性。 在短短的两周里，从开始的一头雾水，到同学讨论，再进行整个流程的计算，再到对工业材料上的选取论证和后期的程序的编写以及流程图的绘制等过程的培养，我真切感受到了理论与实践相结合中的种种困难，也体会到了利用所学的有限的理论知识去解决实际中各种问题的不易。 我们从中也明白了学无止境的道理，在我们所查找到的很多参考书中，很多的知识是我们从来没有接触到的，我们对事物的了解还仅限于皮毛，所学的知识结构还很不完善，我们对设计对象的理解还仅限于书本上，对实际当中事物的方方面面包括经济成本方面上考虑的还很不够。 在实际计算过程中，我还发现由于没有及时将所得结果总结，以致在后面的计算中不停地来回翻查数据，这会浪费了大量时间。由此，我在每章节后及时地列出数据表，方便自己计算也方便读者查找。在一些应用问题上，我直接套用了书上的公式或过程，并没有彻底了解各个公式的出处及用途，对于一些工业数据的选取，也只是根据范围自己选择的，并不一定符合现实应用。因此，一些计算数据有时并不是十分准确的，只是拥有一个正确的范围及趋势，而并没有更细地追究下去， 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 化工原理课程设计 题目: 填料吸收塔的设计 教学院: 化学与材料工程学院 专业: 应用化工技术级(1)班 学号: 15 40 20 22 学生姓名: 罗全海刘勇万丽蓉张硕 指导教师: 胡燕辉屈媛 年 6 月14 日 目录 1 绪论 .............................................................................. 错误!未定义书签。 1.1吸收技术概况 ...................................................... 错误!未定义书签。 1.2吸收过程对设备的要求及设备的发展概况...... 错误!未定义书签。 1.3吸收的应用概况 .................................................. 错误!未定义书签。 1.4设计方案介绍 ...................................................... 错误!未定义书签。 1.5填料选择 .............................................................. 错误!未定义书签。 1.5.1填料塔选择原则 ......................................... 错误!未定义书签。 1.5.2填料种类 ..................................................... 错误!未定义书签。 1.6填料尺寸的的选择: ........................................... 错误!未定义书签。 1.7填料材质的选择: ............................................... 错误!未定义书签。 2 吸收塔的工艺计算 ...................................................... 错误!未定义书签。 2.1 基础物性数据处理 ............................................. 错误!未定义书签。 2.1.1 液相物性数据 ............................................ 错误!未定义书签。 2.1.2气相物性数据 ............................................. 错误!未定义书签。 2.1.3气液平衡数据 ............................................. 错误!未定义书签。 2.1.4物料衡算 ..................................................... 错误!未定义书签。 2.1.5 液气比的计算 ............................................ 错误!未定义书签。 2.1.6吸收剂的用量 ............................................. 错误!未定义书签。 2.2 塔径的计算及校核 ............................................. 错误!未定义书签。 2.2.1物性数据: ................................................... 错误!未定义书签。 2.2.2 泛点气速、塔径的计算........................... 错误!未定义书签。 2.2.3 数据校核..................................................... 错误!未定义书签。化工设计专业课程设计
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