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化工专业毕业设计——CO2填料塔的设计

化工专业毕业设计——CO2填料塔的设计
化工专业毕业设计——CO2填料塔的设计

化工课程设计任务书

一、设计题目

填料塔的设计

碳酸丙烯酯吸收烟道气中CO

2

二、设计任务

1、处理能力:1500m3/h;

2、进料组成:CO

含量13%(体积),其余视为空气;

2

3、工艺要求:回收率为92%;

4、操作条件:压强0.6MPa,吸收温度30℃。

5、设备型式:填料塔

三、设计内容

1、设计法案的确定和流程说明;

2、填料塔的工艺设计;

3、填料塔的结构设计;

4、填料塔的强度设计;

5、其他主要设备的选型。

四、设计要求

1、设计说明书一份;

2、设计图纸:

a、工艺流程图一张(采用AutoCAD绘制);

b、主要设备总装配图一张(A1);

3、答辩。

五、设计完成时间

目录

设计任务书 (1)

引言 (2)

1.设计方案的确定 (2)

2.填料的类型与选择 (2)

3.填料塔的物热衡算 (4)

3.1 计算依据 (4)

3.2 计算前准备 (4)

3.3.物料衡算 (7)

3.4 热量衡算 (8)

4.填料塔工艺尺寸的计算 (10)

4.1塔径的计算 (10)

4.2 填料层高度计算 (13)

4.3填料层压降的计算 (20)

5.填料塔内件的类型与设计 (21)

5.1 填料支承设计 (21)

5.2 填料压紧和限位装置 (24)

5.3 液体分布器 (24)

5.4 液体再分布器 (26)

5.5 接管 (26)

6.塔体的强度及稳定性计算 (27)

6.1 塔设备设计应考虑的载荷 (27)

6.2 设计条件 (27)

6.3 塔体封头厚度计算 (28)

6.4 风载荷及风弯矩的计算 (31)

6.5 地震载荷的计算 (34)

参考文献 (37)

设计小结 (38)

附:设备总装配图一张

工艺流程图一张

引言

碳酸丙烯酯(简称碳丙,缩写PC)脱碳技术,是利用PC这一极性有机溶剂对

CO

2,H

2

S等多种酸性气体的特殊亲和力,来选择性脱除有关气体中的酸性组份,

PC脱碳属典型的物理过程,具有能耗低、工艺流程简单、运行可靠等优点,因此很快得以普及和推广。目前,国内已有l5O余家工厂应用PC法脱碳(大多为中小型氨厂),包括替代水洗脱碳、配尿素、配磷铵、联碱等类型,其开工装置数为MDEA 法、NHD法脱碳总和的数倍。

1.设计方案的确定

填料塔很容易应用于板式塔很难运用的某些场合。例如:塔径小于800mm 的塔,如使用板式塔将很难安装,而填料塔却很容易安装;要求低压降的塔,如采用板式塔将很难保证塔底的真空度,而填料塔的压降常低于板式塔。填料塔的运用越来越广泛,许多过去曾被板式塔垄断的大型塔,已成功地被填料塔所取代。填料塔的特性体现在以下几个方面:

(1)生产能力,填料塔的生产能力大于同直径的筛板塔很浮阀塔。

(2)分离效率,填料塔的分离效率可和相同高度的板式塔相比。

(3)操作弹度,合理的填料塔,其操作弹性一般好于筛板塔,大致和浮阀塔相当。

(4)压降(阻力),除非在很高的液相流率下操作,填料塔中每一个理论板的压降通常小于板式塔。

(5)成本,填料的制造成本较高,但填料塔比板式塔容易安装,因此可导致总体上较低的安装成本。

本设计的目的是碳酸丙稀脂脱除烟道气中CO

2

,在操作条件为压强为

0.6MPa,吸收温度30℃,因此选择填料塔作为塔设计型式。

2.填料的类型与选择

塔填料(简称为填料)是填料塔中气液接触的基本构件,其性能的优劣是决定填料塔操作性能的主要因素,因此,塔填料的选择是填料塔设计的重要环节。填料的正确选择,对塔的经济效果有着重要的影响。对于给定的设计条件,常有多种填料可供选用。故对各类的填料综合比较,以便选择比较理想的填料

是很有必要的。填料改进的方向为增加其通过能力,以适应工业生产的需要;改善流体的分布与接触,以提高分离效率。填料可分为乱堆填料盒规整填料,乱堆填料做无规则堆积而成,装卸较方便,但压降大,一般直径在50mm以下的填料用乱堆,整砌填料常用规整的填料整齐砌成,适用于直径在50mm以上的填料。

填料按形状可分为环形、鞍形和波纹形。环形填料有拉西环、鲍尔环、阶梯环等;鞍形填料有矩鞍形和弧鞍形两种;波纹形填料有板形波纹和网状波纹。填料塔内传质效率的高低与液体的分布及填料的润湿情况有关,为使填料能获得良好的润湿,应保证塔内液体的喷淋密度不低于某一个极限,所以还需验算塔内的喷淋密度是否大于最小喷淋密度。

对于部分常用填料的性能的经验数据由表2-1、表2-2、表2-3给出,从性能和成本这两方面综合考虑,本设计选用50×30×1.5聚氯乙烯塑料阶梯环,填料采用乱堆的方式。阶梯环是在鲍尔环的基础上发展起来的新型填料,是目前环形填料中性能较优的一种。目前各国已有大量的阶梯环填料塔投入运转,最大直径已达12m。

表2-1 常用填料的相对通过能力

表2-2 常用填料的气体动能因子设计值

表2-3 常用填料的等板高度设计值

3.填料塔的物热衡算

3.1 计算依据

处理能力:1500m3/h;

进料组成:CO

含量13%(Vol),其余视为空气;

2

工艺要求:回收率为92%

操作条件:压强为0.6MPa,吸收温度30℃。

3.2 计算前准备

烟道气的组成见表3-1。

表3-1 烟道气的组成及分压

项目进塔烟道气

空气合计

CO

2

体积百分数(%)13 87 100 组分分压(MPa)0.078 0.522 0.6 (kgf/cm2)0.80 5.32 6.12 (atm)0.77 5.15 5.92

3.2.1 进塔气体流量

V=

1500273.15(273.1530)22.4

??6

+?=362.025kmol/h=0.1kmol/s

进塔惰性气体流量

V (1-0.13)=0.1×0.87=0.087Kmol/s 3.2.2 气体的摩尔比 y 1=0.13

10.13

Y =

= 0.151-0.13

根据回收率计算出塔气体浓度 Y 2 回收率 12

1

0.92Y Y Y η-=

= 所以Y 2=Y 1(1—η)= 0.012

2

22

1y Y y =

- 2220.012

0.012110.012

Y y Y =

==-- 在填料塔吸收过程中吸收的CO 2量

V (Y 1-Y 2)=0.1* (0.15-0.012) =13.8×10-3 kmol/s

3.2.3 CO 2在PC 中的溶解度关系

因为是高浓度气体吸收,故吸收塔内CO 2的溶解热应予以考虑。现假设出塔气的温度与入塔液的温度相同,为Tv2=30℃,出塔液的温度为T L1=35℃,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80%,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。 有人关联出了CO 2在PC 中溶解的相平衡关系,因数据来源不同,关联式略有差异。

22644.25

lg lg 4.112Xco Pco T =+

- (3-1)

式中:Xco 2——CO 2溶解度,kmolCO 2/kmolPC Pco 2——CO 2分压,kgf/cm 2

T ——PC 出塔温度, K

22701.16

lg lg 4.267Xco Pco T

=+

- (3-2) 式中:Xco 2——CO 2溶解度,kmolCO 2/kmolPC Pco 2——CO 2分压,atm T ——PC 出塔温度, K

22726.90

lg lg 4.3848Xco Pco T

=+

- (3-3) 式中:Xco 2——mol%,无因次 Pco 2——CO 2分压,atm T ——PC 出塔温度,K

用关联式(1)计算出塔溶液中CO 2的浓度有

2644.25

lg lg 0.8 4.112308.5

Xco =+

-=-2.12 Xco 2=7.58×10-3kmolCO 2/kmolPC

=

-37.581022.4

102.09/1187

??=1.97Nm 3CO 2/m 3PC 式中:102.09——PC 的摩尔质量,kg/kmol;

1187——出塔溶液的密度(近似取纯PC 的密度),kg/m 3。 3.2.4 PC 的密度与温度的关系

PC 的密度与温度的关系:1223.3 1.032t ρ=- (3-4) 式中:t ——温度,℃; ρ——密度,kg/m 3。

30℃:311192/L kg m ρ=;35℃:321187/L kg m ρ= 3.2.5 PC 的蒸汽压

查PC 理化数据知,PC 蒸汽压操作总压及CO2的气相分压比均很小,故可认为PC 不挥发。 3.2.6 PC 的粘度

185.5

log 0.822153.1

mPa s T μ=-+

- (3-5)

T 为热力学温度,K 。

3.2.7 其他物性

其他物性将在下面的计算中补充。

3.3.物料衡算

3.3.1 CO 2在PC 中的溶解量

查CO 2在操作总压为0.6MPa 、操作温度为35℃下在PC 中的溶解度数据,并取相对饱和吸收度为13%-1.2%

90.85%13%

=,将空气视为惰性气体不

溶于PC 。

表3-2 烟道气中各组分的溶解情况

项目

组分

CO2

空气 合计 组分分压

0.07 0.522

0.6 溶解度(Nm 3/m 3PC ) 1.97 0 1.97 溶解量(Nm 3

/m 3

PC ) 1.79 0 1.79 溶解气组成的体积百分数(%)

100

100

CO 2的溶解量计算如下:

之前已经算到35℃时CO 2在PC 中的平衡溶解度:X CO2=1.97Nm 3/m 3PC PC 对CO 2的实际溶解能力为:1.97×0.9085=1.79Nm 3/m 3PC ,即为溶液带出气体的量。

3.3.2 出脱碳塔的净化气量

以V 1、V 2、V 3分别代表进塔、出塔及溶液带出的总气量,以y 1,y 2、y 3分别代表CO2相应的体积分率,对CO2作物料衡算有:

V 1=V 2+V 3 (3-6) V 1 y 1=V 2 y 2+V 3 y 3 (3-7)

联立两式解得:

3112332()0.130.012179.15m /h V y y V N y y -?-=

==-1500()1-0.012

V 2=V 1-V 3=1500-179.15=1320.85Nm 3/h

3.3.3 计算PC 循环量

因每1m 3PC 带出CO 2为0.174Nm 3,故有:

333179.151

100/1.23 1.79

V y L m h ?=

== 100×1192=119200kg/h

操作的液气比为:V 1/L=1500/100=15Nm 3/m 3

又:-31-3

13.8103600

x =

0.04113.8103600102.09

??=??+

,x 2=0 3.3.4 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。

CO2:1500×0.13-179.15=15.85Nm 3/h 1.2% 空气: 1500×0.87=1305Nm 3/h 98.8% 1320.86Nm 3/h 100%

出塔气的平均摩尔质量:440.012290.98829.18M =?+?=kg/kmol

3.4 热量衡算

在物料衡算中在物料衡算中曾假设出塔液相的温度为35℃,出塔气相的温度为30℃,现通过热量衡算对出塔溶液的温度进行校核,看其是否符合35℃下的操作标准。(出塔气相的温度本身变化不大,且其焓值相对较小,温升引起的焓变可不预考虑)。否则,应调整出塔液相的温度、溶剂吸收饱和度和溶剂循环量,以使热量衡算得到的结果与物料衡算所作的假设大致相等或完全一致。

3.4.1 混合气体的定压比热容Cpv

因难以查到真实气体的定压比热容,好在气体的压力并非很高,故可借助理想气体的定压比热容公式近似计算。理想气体的定压摩尔比热容计算式:C Pi =a i +0.001b i T+c i ×105T-2+d i ×10-6T 2,J/(mol ·K),其温度系数如表3-3

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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;

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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

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(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)

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化工原理填料塔课程设计说明书

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

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 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

填料塔课程设计--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: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

毕业论文水吸收二氧化硫填料塔设计

水吸收二氧化硫填料塔设计 作者陈福茂 单位港口航道与近海工程学院专业港口航道与海岸工程学号1303010317

摘要:本设计的目的在于除去工业放空尾气中的有害物质。尾气的初始条件为:20℃,常压下,体积流量为2500m3/h混合气(空气+SO2),其中SO2体积分数5%,出塔SO2含量为0.25%。设计方案:用水吸收SO2属中等溶解度的吸收过程,为提高传质效率,选用逆流吸收流程。因用水作为吸收剂,且SO2不作为产品,故属用纯溶剂吸收过程。对于水吸收SO2的过程,操作温度及操作压力较低,工业上通常选用塑料散装填料。在塑料散装填料中,塑料阶梯环填料的综合性能较好,故此选用DN38聚丙烯阶梯环填料。根据以上条件本设计的结果如下:塔径D=1.2m;填料层高度h=5000mm;填料设计层压降△P=107.91×5=539.55Pa。 关键词:水,二氧化硫,填料塔吸收塔 Water Absorption of Sulfur Dioxide in a Packed Tower Abstract:The absorption of the design aims to remove harmful substances in the exhaust of industrial venting. The sulfur dioxide absorption water, design and operating conditions for the task is: At the temperature of 20 and under the atmospheric pressure,the gas mixture (air + SO2)in the amount of procesing : 2500m3/h, volume fraction of sulfue dioxide in the inlet gas mixture:5﹪, emissions (sulfur dioxide by volume) : 0.25﹪. Design scheme: The sulfur dioxide absorption water, to belong to medium solubility absorption process, in order to improve the mass transfer efficiency, choose counter-current absorption process, because water absorbent do, and sulfur dioxide, not as products, so the pure solvents. Choice of filler: the process of water absorption of SO2, the operating temperature and operating pressure is low, the industry usually use plastic bulk packing. In the plastic bulk packing, plastic ladder ring packing performance is better, therefore the DN38 polypropylene ladder ring packing is being choiced. The design of the tower diameter is 1.2m, packing layer height is 5000mm, packing design pressure drop is 539.55Pa. Key Words: H2O; SO2;Packed Tower

化学专业毕业论文选题参考

化学专业毕业论文选题参考 1. 如何运用化学史培养学生的创新精神和科学态度 2. 化学史在中学化学教学中的作用 3. 在中学化学教学中如何进行化学史教育 4. 如何让化学史走进中学课埻 5. 怎样看待化学家的作用 6. 中国炼丹术为何未发展成为科学化学的成因分析 7. 现代美国化学研究领先地位的确立及其原因 8. 信息时代的化学教育前景 9. 关于化学发展的历史分期探讨 10. 现代化学的特点及发展趋势 11. 论中学历史教材中应增加科学史的仹量的必要性 12. 化学史在学生素质教育中的作用 13. 浅谈中学化学教学中如何进行德育教育 14. 提高学生的化学自学能力 15. 提高学生学习化学的兴趣 16. 略论在化学教学中如何积极开展探究式教学 17. 略论课埻提问的设计与思维能力的培养 18. 略论非智力因素在化学教学中的作用 19. 如何运用化学实验发展学生能力 20. 浅谈化学教学中创新意识的培养 21. 中学化学课埻教学转化为社会实践的途径 22. 网络环境下的化学教学实践及思考 23. 浅谈数学知识在化学教学和学习中的应用 24. 化学实验教学与学生创新能力培养的探索 25. 加强实验教学提高创新能力 26. 利用化学实验对学生创新精神和实验能力的测量与评价研究 27. 培养学生创新思维的几种方法 28. 化学问题解决与创造性思维品质培养的研究

29. 开展研究性学习,提高学生科技水平和创新能力 30. 计算机辅劣教学在化学创新教育中的作用 31. 课埻引导探究教学模式 32. 论中学化学新教材的特点及教法 33. 优化课埻设计培养学生的创新素质 34. 运用多媒体教学提高课埻教学效率 35. 在化学教学中倡导创新精神 36. 中学化学课埻教学转化为社会实践的途径探索 37. 中学化学实验教学改革初探 38. 从教学理念更新到教学行为探索 39. 环境教育与中学化学教学 40. 浅谈中学化学计算题中数学知识的应用 41. 我国农药使用现状及环境影响分析 42. 浅谈我国中学教育模式与高考制度的关联性及利弊 43. 应试教育和素质教育在中学教育中的作用和地位分析 44. 中学生的早恋调查及分析 45. 中学厌学的家庭、社会原因分析 46. 义务教育阶段对辍学生的对策研究 47. 中学化学教学中如何培养学生化学兴趣 48. 如何提高中学生化学实验的劢手能力 49. “研究性学习”在化学教育中的实践 50. 农村沼气的开发利用研究 51. 浅议大气臭氧层破坏对全球经济的影响 52. 浅议温室效应对全球经济的影响 53. 浅谈村、镇建设的规划与耕地保护 54. 浅议化学兴趣(提高)班教学的组织与实践 55. 乡村化学教材的编排与使用调查研究 56. 启发性教学”在化学教育中的实践 57. 环境保护兴趣组的组织与实践 58. 大气污染物(如粉尘)对农作物的影响调查与分析

化工原理课程设计(规整填料塔)

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)

化工原理课程设计

《化工原理》课程设计报告精馏塔设计 学院 专业 班级 学号 姓名 指导教师

目录 苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计任务 (3) 一.设计题目 (3) 二.操作条件 (3) 三.塔设备型式 (3) 四.工作日 (3) 五.厂址 (3) 六.设计内容 (3) 设计方案 (4) 一.工艺流程 (4) 二.操作压力 (4) 三.进料热状态 (4) 四.加热方式 (4) 精馏塔工艺计算书 (5) 一.全塔的物料衡算 (5) 二.理论塔板数的确定 (5) 三.实际塔板数的确定 (7) 四.精馏塔工艺条件及相关物性数据的计算 (8) 五.塔体工艺尺寸设计 (10) 六.塔板工艺尺寸设计 (12) 七.塔板流体力学检验 (14) 八.塔板负荷性能图 (17) 九.接管尺寸计算 (19) 十.附属设备计算 (21) 设计结果一览表 (24) 设计总结 (26) 参考文献 (26)

苯-氯苯精馏塔的工艺设计 苯-氯苯分离过程精馏塔设计任务 一.设计题目 设计一座苯-氯苯连续精馏塔,要求年产纯度为99.6%的氯苯140000t,塔顶馏出液中含氯苯不高于0.1%。原料液中含氯苯为22%(以上均为质量%)。 二.操作条件 1.塔顶压强自选; 2.进料热状况自选; 3.回流比自选; 4.塔底加热蒸汽压强自选; 5.单板压降不大于0.9kPa; 三.塔板类型 板式塔或填料塔。 四.工作日 每年300天,每天24小时连续运行。 五.厂址 厂址为天津地区。 六.设计内容 1.设计方案的确定及流程说明 2. 精馏塔的物料衡算; 3.塔板数的确定; 4.精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算; 5.精馏塔主要工艺尺寸;

化学工程专业毕业设计(论文)大纲

化学与化工学院 化学工程专业毕业设计(论文)大纲 学院:化学与化工学院专业:化学工程与工艺 学时数或周数:12周学分数:4 大纲主撰人:魏云鹤编写日期:2004/10/20 一、毕业设计(论文)的性质、目的和任务 1、毕业设计(论文)的性质 毕业设计(论文)是高等院校培养人材必不可少的教学环节。毕业设计(论文)是在学生学完全部课程,并进行各种实习和课程设计之后,在校期间进行的最后一个综合性最强也是最为重要的实践性教学环节。 毕业设计(论文)对于培养学生综合运用所学基础理论和专业知识去分析和解决科研和生产中的实际问题的能力具有重要的作用。该教学环节是学生在校进行最后一次综合性训练,为毕业后尽快适应化学工程与工艺专业的科研与实际工作打下坚实的基础。毕业设计(论文)是学生能否获得学士学位的必要依据。 2、毕业设计(论文)的目的 (1)巩固、加深、扩大所学的基础理论和专业知识; (2)培养学生综合运用基础理论和专业知识,独立分析和解决本

专业的科研和工程实际问题的能力; (3)加强学生科研和工程设计基本方法、基本技能和基本作风的训练,培养学生正确的科研思路和设计思想以及严谨的科学态度和良好的工作作风; (4)培养学生调查研究、文献检索和阅读、方案设计和论证、实验设备仪器的安装与调试、实验数据的分析、测试和处理以及外文翻译和熟练应用计算机等方面的能力; (5)培养学生撰写设计报告和论文的能力。 3、毕业设计(论文)的任务 毕业设计(论文)的主要任务是:全面培养学生的科研及工程实践能力、创新能力,全面提高教学和人才培养质量。 二、毕业设计(论文)的基本要求 1、学生应综合运用已学的理论知识、实验技能和各种专业知识,分析和解决与毕业设计(论文)课题有关的实际问题,按时完成全部设计任务。 2、查阅与毕业设计(论文)课题有关的资料和文献,按教育部规定,学生需上交5000汉字(或10万英文字符)的译文,并附交原文,译文内容应与课题紧密相关。 3、尽量将计算机应用于毕业设计(论文)工作当中,如编程、计算、辅助设计、辅助绘图等,上机时间一般不少于40机时。 4、写出一篇符合要求的毕业设计报告或毕业论文。 三、毕业设计(论文)的选题

化工设计大作业(课程设计)剖析

化工工艺课程设计任务书 设计题目:常压甲醇-水筛板精馏塔的设计 设计条件: 常压P=1atm(绝压) 处理量:20kmol/h 进料组成0.2 馏出液组成0.995 釜液组成0.005 (以上均为摩尔分率) 加料热状况q=1.0 塔顶全凝器泡点回流 回流比R=(1.1—2.0)R min 单板压降≤0.7kPa 设计要求: 1.撰写一份设计说明书,包括: (1)概述 (2)物料衡算 (3)热量衡算 (4)工艺设计要求 (5)工艺条件表 2.绘制图纸 (1)设备尺寸图 (2)管道方位图 (3)部分零件结构图

一概述 1.精馏操作对塔设备的要求和类型 ㈠对塔设备的要求 精馏所进行的是气(汽)、液两相之间的传质,而作为气(汽)、液两相传质所用的塔设备,首先必须要能使气(汽)、液两相得到充分的接触,以达到较高的传质效率。但是,为了满足工业生产和需要,塔设备还得具备下列各种基本要求: ⑴气(汽)、液处理量大,即生产能力大时,仍不致发生大量的雾沫夹带、拦液或液泛等破坏操作的现象。 ⑵操作稳定,弹性大,即当塔设备的气(汽)、液负荷有较大范围的变动时,仍能在较高的传质效率下进行稳定的操作并应保证长期连续操作所必须具有的可靠性。 ⑶流体流动的阻力小,即流体流经塔设备的压力降小,这将大大节省动力消耗,从而降低操作费用。对于减压精馏操作,过大的压力降还将使整个系统无法维持必要的真空度,最终破坏物系的操作。 ⑷结构简单,材料耗用量小,制造和安装容易。 ⑸耐腐蚀和不易堵塞,方便操作、调节和检修。 ⑹塔内的滞留量要小。 实际上,任何塔设备都难以满足上述所有要求,且上述要求中有些也是互相矛盾的。不同的塔型各有某些独特的优点,设计时应根据物系性质和具体要求,抓住主要矛盾,进行选型。 ㈡板式塔类型 气-液传质设备主要分为板式塔和填料塔两大类。精馏操作既可采用板式塔,也可采用填料塔,板式塔为逐级接触型气-液传质设备,其种类繁多,根据塔板上气-液接触元件的不同,可分为泡罩塔、浮阀塔、筛板塔、穿流多孔板塔、舌形塔、浮动舌形塔和浮动喷射塔等多种。板式塔在工业上最早使用的是泡罩塔(1813年)、筛板塔(1832年),其后,特别是在本世纪五十年代以后,随着石油、化学工业生产的迅速发展,相继出现了大批新型塔板,如S型板、浮阀塔板、多降液管筛板、舌形塔板、穿流式波纹塔板、浮动喷射塔板及角钢塔板等。目前从国内外实际使用情况看,主要的塔板类型为浮阀塔、筛板塔及泡罩塔,而前两者使用尤为广泛。 筛板塔也是传质过程常用的塔设备,它的主要优点有: ⑴结构比浮阀塔更简单,易于加工,造价约为泡罩塔的60%,为浮阀塔的80%左右。 ⑵处理能力大,比同塔径的泡罩塔可增加10~15%。 ⑶塔板效率高,比泡罩塔高15%左右。 ⑷压降较低,每板压力比泡罩塔约低30%左右。 筛板塔的缺点是: ⑴塔板安装的水平度要求较高,否则气液接触不匀。 ⑵操作弹性较小(约2~3)。 ⑶小孔筛板容易堵塞。 2.精馏塔的设计步骤

填料塔毕业设计

目录 摘要 (Ⅲ) Abstract (Ⅳ) 第1章前言 (1) 第2章流程确定和说明 (2) 2.1加料方式 (2) 2.2进料状况 (2) 2.3塔顶冷凝方式 (3) 2.4回流方式 (3) 2.5加热方式 (3) 2.6加热器 (3) 第3章精馏塔设计计算 (4) 3.1操作条件与基础数据 (4) 3.2精馏塔工艺计算 (7) 3.3精馏塔主要工艺设计 (12) 3.4填料的选择 (18) 3.5塔径设计计算 (19) 3.6填料层高度计算 (20) 第4章塔附件的选型与设计 (22) 4.1冷凝器 (22) 4.2加热器 (22) 4.3塔内管径的计算及选择 (22)

4.5填料支承板的选择 (24) 4.6塔釜设计 (25) 4.7裙座设计 (25) 4.8吊柱 (25) 4.9人孔 (26) 4.10法兰 (26) 4.11除沫器 (27) 第5章塔总体高度设计 (29) 5.1塔顶部空间高度 (29) 5.2进料部位空间高度 (29) 5.3塔立体高度 (29) 第6章塔设备的机械设计 (30) 6.1设计条件 (30) 6.2按压力计算筒体和封头厚度 (31) 6.3塔的质量计算 (31) 6.4塔的自振周期计算 (34) 6.5地震载荷计算 (34) 6.6风载荷计算 (35) 6.7各种载荷引起的轴向应力 (38) 6.8筒体和裙座危险截面的强度与稳定性校核 (40) 6.9筒体和裙座水压试验应力校核 (41) 6.10基础环设计 (43)

6.12开孔补强 (47) 参考文献 (49) 致谢 (50) 附录1 (51) 附录2 (55) 甲醇回收填料精馏塔设计 摘要 精馏是借助回流技术来实现高纯度和高回收率的分离操作,在抗生素药物生产中,需要用甲醇溶媒洗涤晶体,洗涤过滤后产生废甲醇溶媒,然后对甲醇溶媒进行精馏,从而将甲醇进行回收利用。精馏操作一般在塔设备中进行,塔设备分为两种,板式塔和填料塔。填料塔结构简单、装置灵活、压降小、持液量少、生产能力大、分离效率高、耐腐蚀,且易于处理易起泡、易热敏、易结垢物系。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及性能稳定的特点。因此,填料塔已被推广到大型气液操作中,在某些场合还代替了传统的板式塔。从设备设计的角度看,不论板式塔还是填料塔,基本上由塔体、内件、裙座、和附件构成。随着对填料塔

【优秀毕设】化工原理毕业设计

精馏是分离液体混合物最常用的一种操作,在化工、炼油的工业中广泛应用。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,主要用于蒸馏和吸收传质单元操作过程。 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。传统的设计中,蒸馏过程多选用板式塔,而吸收过程多选用填料塔。近年来,随着塔设备设计水平的提高及新型塔构件的出现,这种传统已逐渐打破。 对于一个具体的分离过程,设计中选用何种塔型,应根据生产能力、分离效率、塔压降、操作弹性、结构制造及造价等要求,并结合维修等因素综合考虑。生产能力而言,单位塔截面积上,填料塔的生产能力一般均高于板式塔;对于分离效率,一般情况下,填料塔具有较高的分离效率,在减压、常压和低压(压力小于0.3MPa)操作下,填料塔的分离效率明显优于板式塔,在高压操作下,板式塔的分离效率略优于填料塔;压力将方面,通常填料塔的压降高于板式塔的五倍左右;操作弹性方面,一般来说,填料塔可根据实际情况需要确定操作弹性,而板式塔一般操作弹性较小;对于结构、制造机造价方面,一般来说,填料塔的结构较板式塔的简单,故制造、维修也较为方便,但填料塔的造价通常高于板式塔。 由以上综合考虑,本设计采用板式塔作为水和乙醇的精馏塔。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的液层,进行传质与传热。在正常操作下,气相为分散相,气相组成呈阶梯变化,属逐级接触逆流操作过程。

第1章设计任务书 (5) 1.1、任务 (5) 1.1.1、设计题目 (5) 1.1.2、设计条件 (5) 1.1.3、设计任务 (5) 第2章设计方案确定及工艺流程说明 (6) 2.1、操作条件的确定 (6) 2.1.1、操作压力的选择 (6) 2.1.2、进料状态的选择 (6) 2.1.3、加热方式的选择 (6) 2.1.4、热能利用 (7) 2.1.5、回流比的选择 (7) 2.2、确定设计方案的原则 (7) 2.3、工艺流程的说明 (8) 第3章筛板式精馏塔的工艺设计 (8) 3.1、精馏塔的工艺计算 (8) 3.1.1、乙醇和水的汽液平衡组成 (8) 3.1.2、物料衡算与操作线方程 (11) 3.2、精馏段物料衡算 (15) 3.2.1、物料衡算 (15) 3.2.2、气液负荷的计算 (17) 3.3、塔和塔板主要工艺尺寸计算 (17) 3.3.1、塔板横截面的布置计算 (17) 3.3.2、筛板能校塔流体力学校核 (20) 3.4、塔板负荷性能图 (22) 3.4.1 、过量液沫夹带线 (23) 2.4.2、溢流液泛线 (23) 2.4.3、液相上限线 (24)

化工原理填料塔课程设计模板

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。

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