过程工程原理课程设计任务书
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环境工程原理课程设计任务书一、设计题目列管式换热器设计二、设计任务与操作条件在生产过程中需将3000kg/h的某种油(在90℃时,密度为825kg/m3;定压比容为2.22kJ/kg·℃;导热系数为0.140W/m·℃;粘度为0.000715Pa·s;污垢热阻为0.000172m2·℃/W)从140℃冷却至40℃,压力为0.3MPa,冷却介质采用循环水,循环冷却水的压力为0.4MPa,循环水的入口温度为35℃,出口温度为45℃。
设计一列管式换热器满足上述生产需要。
三、具体要求本设计要求完成以下设计及计算:1、换热器工艺设计及计算:包括物料衡算、能量衡算、工艺参数选定及其计算;2、换热器结构设计:包括换热设备的主要结构设计及其尺寸的确定等;3、绘制换热器装配图:包括设备的各类尺寸、技术特性表等,用1号图纸绘制;4、编写设计说明书:作为整个设计工作的书面总结,说明书应简练、整洁、文字准确。
内容应包括:封面、目录、设计任务书、概述或引言、设计方案的说明和论证、设计计算与说明、对设计中有关问题的分析讨论、设计结果汇总(主要设备尺寸、各物料量和状态、能耗、主要操作参数以及附属设备的规格、型号等)、参考文献目录、总结及感想等。
四、主要技术路线提示1、查阅文献资料,了解换热设备的相关知识,熟悉换热器设计的方法和步骤;2、根据设计任务书给定的生产任务和操作条件,进行换热器工艺设计及计算;3、根据换热器工艺设计及计算的结果,进行换热器结构设计;4、以换热器工艺设计及计算为基础,结合换热器结构设计的结果,绘制换热器装配图;5、编写设计说明书对整个设计工作的进行书面总结,设计说明书应当用简洁的文字和清晰的图表表达设计思想、计算过程和设计结果。
五、进度安排1、搜集资料、阅读教材,拟定设计方案0.3周2、换热器工艺设计及计算0.5周3、换热器结构设计0.4周4、绘制换热器装配图0.4周5、编写设计说明书0.4周六、完成后应上交的材料1、设计说明书1份2、换热器装配图1张七、推荐参考资料1、《化工原理》上册天津大学出版社2、《化工原理》化学工业出版社3、《化工设备机械基础》高等教育出版社4、《换热器设计》上海科技出版社5、《压力容器手册》劳动人事出版社6、《钢制石油化工压力容器手册》化学工业出版社7、《化工管路手册》化学工业出版社环境工程原理课程设计任务书二一、设计题目列管式换热器设计二、设计任务与操作条件在生产过程中需将5000kg/h的某种油(在90℃时,密度为825kg/m3;定压比容为2.22kJ/kg·℃;导热系数为0.140W/m·℃;粘度为0.000715Pa·s;污垢热阻为0.000172m2·℃/W)从140℃冷却至40℃,压力为0.3MPa,冷却介质采用循环水,循环冷却水的压力为0.4MPa,循环水的入口温度为35℃,出口温度为45℃。
施工组织课程设计任务书一、任务背景和目的施工组织是指在工程建设过程中,根据施工图纸和设计要求,制定合理的施工方案和组织措施,确保施工工序的顺利进行,保证工程质量和工期的达标。
本课程设计旨在培养学生对施工组织的理论和实践能力,使其能够在工程建设过程中独立设计合理的施工组织方案。
二、任务要求1. 学生根据给定的施工图纸和设计要求,选择一个具体的建筑工程项目进行研究。
2. 学生需对选定的建筑工程项目进行详细的施工组织设计,包括施工方案、施工工序、施工方法和施工组织措施等。
3. 学生需撰写详细的课程设计报告,包括项目背景介绍、施工组织设计过程和结果分析等内容。
4. 学生需使用专业软件进行模拟和分析,提供相关数据和结果。
5. 学生需在规定的时间内完成课程设计,并按要求提交设计报告。
三、任务步骤1. 选择建筑工程项目:学生根据自身兴趣和能力,选择一个具体的建筑工程项目进行研究。
建议选择规模适中、具有一定复杂性的项目,以便更好地展示施工组织设计能力。
2. 项目背景介绍:学生需对选定的建筑工程项目进行详细的背景介绍,包括项目的基本情况、建设目标、设计要求和工程特点等。
3. 施工组织设计:学生需根据施工图纸和设计要求,制定合理的施工方案和组织措施。
具体包括:- 施工工序:根据工程特点和施工要求,确定施工工序的顺序和关系。
- 施工方法:选择合适的施工方法和工艺,确保施工质量和工期的达标。
- 施工组织措施:制定合理的施工组织措施,包括人员组织、设备调配、材料供应等。
4. 专业软件模拟和分析:学生需使用专业软件对施工组织方案进行模拟和分析,提供相关数据和结果。
可以使用建筑信息模型(BIM)软件、施工进度模拟软件等。
5. 设计报告撰写:学生需撰写详细的课程设计报告,包括项目背景介绍、施工组织设计过程和结果分析等内容。
报告应包括以下主要部分:- 项目背景介绍:对选定的建筑工程项目进行详细的背景介绍。
- 施工组织设计过程:详细描述施工组织设计的步骤和方法。
《工程造价Ⅰ》课程设计任务书专业:工程管理二O一三年六月目录●设计题目●设计任务●原始资料●设计成果●设计进度安排●成绩考核一、设计题目编制***工程建筑与装饰工程工程量清单及招标控制价。
二、设计任务工程造价(Ⅰ)课程设计是工程管理专业课程教学体系中的重要实践环节,该环节对学生掌握、巩固、应用专业知识,加强学生的实践能力和专业软件应用能力、提高学生的综合素质具有十分重要的作用。
该环节的任务是要培养学生应用工程计价的原理和方法,利用工程造价计价软件编制建筑与装饰工程工程量清单及招标控制价的综合素质和能力。
学生应在掌握工程造价计价软件应用程序与方法,熟悉单位工程设计施工图纸、《建设工程工程量清单计价规范》GB50500-2008及江苏省配套文件、《江苏省建筑与装饰工程计价表》(2004年)等资料后,收集建筑市场价格资料,充分了解建筑与装饰工程工程量清单及招标控制价编制的前提和条件,按照课程设计指导书提供的设计步骤、设计要点及指导书要求的设计进度完成本次课程设计任务。
本课程设计要求单、双号两位同学一组,每一工程项目由两位同学配合完成全部建筑与装饰工程量清单及招标控制价编制,具体任务分工安排如下:(1)学号为单号的同学手工编制某一工程项目建筑部分工程量清单及“计价表”工程量;运用工程造价计价软件中的工程量自动计算软件编制该工程结构部分工程量清单;(2)学号为双号的同学手工编制该工程结构部分工程量清单及“计价表”工程量(钢筋工程量\模板工程量按“计价表”含量计算);运用工程造价计价软件中的工程量自动计算软件编制该工程建筑部分工程量清单;(3)两位同学组合应用工程造价计价软件编制招标控制价、打印全套表格。
三、原始资料(一)设计施工图纸及苏J2005施工说明和有关标准图集工程概况1.工程名称:******2.工程地点:******3.工程性质、规模、等级:******4.结构类型:******5.承包方式:******6.质量及工期要求:******(二)施工条件:1.三通一平已完成。
过程控制工程课程设计介绍过程控制工程是现代工程领域中的一个重要学科,致力于研究与控制工业过程的设计、建模、分析及优化。
在这门课程设计中,我们将学习如何使用各种控制策略来控制和优化工业过程。
设计目的本课程设计旨在通过实际案例分析和仿真实验,培养学生的过程控制能力。
通过设计一个实际工业过程的控制方案,学生将能够应用所学的知识和技能,解决实际问题,提高工程实践能力。
设计内容设计内容包括以下几个方面:1.过程控制系统的建模:通过对目标工业过程进行建模,学生将了解该过程的运行原理和特点,并能够将其抽象为一个数学模型,以便后续的控制系统设计。
2.控制系统设计:根据过程控制系统的模型,学生将设计一个合适的控制策略,以实现对目标过程的控制。
控制策略可以包括PID控制器、模糊控制器、预测控制器等。
3.控制系统仿真:通过使用仿真软件,学生将实现对设计的控制系统的仿真。
通过对仿真结果的分析,学生可以评估控制系统的性能,并对其进行优化。
4.控制系统实现:在仿真结果满足要求后,学生将根据设计的控制方案,实现一个真实的控制系统。
学生需要选择合适的硬件设备,并编写相应的控制程序来实现对目标工业过程的控制。
设计步骤1.确定课程设计的工业过程:学生可以选择一个自己感兴趣的工业过程作为课程设计的对象。
该过程可以是任何能够体现过程控制的工业过程,例如温度控制系统、流量控制系统等。
2.过程建模:学生需要对选择的工业过程进行建模,包括建立数学模型和参数估计。
可以使用传统的物理建模方法,如质量平衡、能量平衡等,也可以利用系统辨识方法进行建模。
3.控制系统设计:根据过程模型,学生需要选择适当的控制策略并进行控制器参数的优化。
学生可以使用MATLAB、Simulink 等软件工具来辅助控制系统设计。
4.控制系统仿真:学生需要将设计的控制系统进行仿真,以评估其性能。
学生可以使用Simulink等软件工具进行仿真实验,并分析仿真结果。
5.控制系统实现:在仿真结果满足要求后,学生需要选择合适的硬件设备,并编写控制程序,实现对工业过程的控制。
plc课程设计任务书一、课程目标知识目标:1. 让学生理解PLC(可编程逻辑控制器)的基本原理,掌握其工作流程和编程方法。
2. 使学生掌握PLC的常用指令,并能运用这些指令完成简单的控制程序编写。
3. 帮助学生了解PLC在工业自动化中的应用,提高对实际工程问题的解决能力。
技能目标:1. 培养学生运用PLC软件进行程序设计和调试的能力。
2. 培养学生通过团队协作,分析问题、解决问题的能力。
3. 提高学生动手实践能力,学会使用PLC控制硬件设备。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对PLC技术的兴趣,激发学习热情,树立正确的学习态度。
2. 培养学生具备创新意识和实践精神,敢于面对挑战,勇于克服困难。
3. 通过课程学习,使学生认识到PLC技术在工业发展中的重要性,增强国家使命感和社会责任感。
课程性质:本课程为实践性较强的学科,注重理论联系实际,强调学生的动手能力和创新能力。
学生特点:学生具备一定的电子基础和编程能力,对新鲜事物充满好奇,但可能缺乏实践经验。
教学要求:结合学生特点,以实际应用为导向,注重启发式教学,鼓励学生参与实践,培养其独立思考和解决问题的能力。
将课程目标分解为具体的学习成果,以便在教学过程中进行有效评估。
二、教学内容1. PLC基本原理及结构:包括PLC的定义、发展历程、主要组成部分及其功能。
教材章节:第一章 可编程逻辑控制器概述2. PLC工作原理及编程方法:讲解PLC的工作流程、编程语言和编程规则。
教材章节:第二章 PLC工作原理与编程基础3. PLC常用指令及其应用:介绍PLC的常用指令,如逻辑运算、定时器、计数器等,并结合实例进行分析。
教材章节:第三章 PLC指令系统及编程实例4. PLC控制系统设计:讲解PLC控制系统的设计步骤、硬件选型和软件编程。
教材章节:第四章 PLC控制系统设计5. PLC在工业自动化中的应用:介绍PLC在各个领域的应用案例,分析其优缺点。
教材章节:第五章 PLC在工业自动化中的应用6. PLC实践操作:组织学生进行PLC编程软件的使用、程序设计、调试及硬件控制等实践活动。
过程控制课程设计用教材一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握过程控制的基本概念、原理和方法,能够运用所学知识分析和解决实际问题。
具体目标如下:1.知识目标:(1)了解过程控制的发展历程和基本原理;(2)掌握过程控制的主要方法和应用领域;(3)理解过程控制系统的组成和功能。
2.技能目标:(1)能够运用过程控制原理分析和解决实际问题;(2)具备设计和优化过程控制系统的的能力;(3)学会使用过程控制相关的软件工具。
3.情感态度价值观目标:(1)培养学生的创新意识和团队合作精神;(2)增强学生对过程控制技术的兴趣和热情;(3)提高学生对工程伦理和可持续发展的认识。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分:1.过程控制的基本概念和原理;2.过程控制的主要方法和应用领域;3.过程控制系统的组成和功能;4.过程控制技术的最新发展动态。
具体的教学大纲如下:1.引言:介绍过程控制的发展历程和基本概念;2.过程控制原理:讲解过程控制的基本原理和方法;3.过程控制应用:分析过程控制在各领域的应用案例;4.过程控制系统:介绍过程控制系统的组成、功能和性能指标;5.过程控制技术发展:讲解过程控制技术的最新发展动态。
三、教学方法为了实现本节课的教学目标,我们将采用以下教学方法:1.讲授法:讲解过程控制的基本概念、原理和方法;2.案例分析法:分析过程控制在各领域的应用案例;3.实验法:安排实验环节,让学生动手操作和验证过程控制理论;4.讨论法:学生分组讨论,促进学生思考和交流。
四、教学资源为了支持本节课的教学内容和教学方法,我们将准备以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的过程控制教材;2.参考书:提供相关的过程控制参考书籍;3.多媒体资料:制作精美的教学PPT,提供视频、动画等多媒体资源;4.实验设备:准备过程控制实验所需的设备和相关软件工具。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果,我们将采用以下评估方式:1.平时表现:通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况,评估学生的学习态度和积极性;2.作业:布置适量的作业,要求学生按时完成,并根据作业质量评估学生的掌握程度;3.考试:安排期中考试和期末考试,全面测试学生对过程控制知识的掌握情况;4.实验报告:评估学生在实验环节的操作技能和分析问题的能力;5.小组项目:评估学生在团队合作中的表现和解决问题的能力。
过程单元操作课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解并掌握过程单元操作的基本概念、原理及方法。
2. 学生能够描述常见过程单元操作的特点、适用范围及其在工程实践中的应用。
3. 学生能运用所学知识,分析简单的过程单元操作问题,提出合理的解决方案。
技能目标:1. 学生具备运用过程单元操作进行实验设计和数据处理的能力。
2. 学生能够通过团队合作,完成过程单元操作实验,提高实践操作能力。
3. 学生能够运用所学软件或工具,进行过程单元操作的模拟和优化。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对过程单元操作的兴趣,增强对化学工程学科的认识和热爱。
2. 学生在团队合作中,学会相互尊重、沟通协作,培养团队精神和责任感。
3. 学生通过学习过程单元操作,认识到其在环境保护和资源利用方面的重要性,提高环保意识。
课程性质:本课程为化学工程与工艺专业核心课程,旨在帮助学生掌握过程单元操作的基本理论、方法和技能。
学生特点:学生为大学二年级本科生,具备一定的化学基础和工程意识,但对过程单元操作的实践应用了解有限。
教学要求:结合课程性质和学生特点,注重理论与实践相结合,提高学生的实践操作能力和问题解决能力。
通过课程学习,使学生能够将所学知识应用于实际工程问题,培养具备创新意识和实践能力的化学工程人才。
在教学过程中,将课程目标分解为具体的学习成果,以便进行后续的教学设计和评估。
二、教学内容本课程教学内容主要包括:1. 过程单元操作基本概念:介绍过程单元操作的定义、分类及在化学工程中的应用。
- 教材章节:第1章 过程单元操作概述2. 传质单元操作:讲解扩散、对流传质、质量传递等基本原理及设备。
- 教材章节:第2章 传质单元操作3. 传热单元操作:分析热传导、对流换热、辐射换热等原理及设备。
- 教材章节:第3章 传热单元操作4. 流体力学与流体单元操作:研究流体流动、流体输送、搅拌等基本理论。
- 教材章节:第4章 流体力学与流体单元操作5. 固体颗粒处理与单元操作:探讨固体颗粒的输送、筛分、混合等操作。
《施工组织与管理》课程设计任务书设计课题:某单位工程施工组织设计一、设计目的本课程设计为单位工程施工组织设计,是《施工组织与管理》课程的主要教学环节之一,通过本课程设计,初步掌握单位工程施工组织设计的步骤和方法,巩固所学理论知识,并运用所学知识分析和解决单个建筑物的施工组织问题。
二、设计内容和要求1、施工方案选择①确定施工总施工程序和施工顺序。
②划分施工段,确定施工流水方向。
③选择施工机械类型及台数。
④确定相应分部分项工程的施工方法.⑤选择脚手架类型。
2、编制施工进度计划按照确定的施工顺序和需要的资源,组织流水施工编制出单位工程的施工进度计划.3、根据进度计划绘制出劳动力需要量曲线.4、根据确定的施工程序和施工顺序绘制单位工程网络计划(可以绘制局部网络图)。
5、根据现场条件,进行施工平面图设计。
6、设计说明书。
三、设计成果1、网络计划图;施工总平面图。
2、说明书:电脑打印(A4纸)五千字,包括工程概况;施工方案选择;流水参数确定;保证工程质量及安全的措施。
其中必须有施工方案选择的理由,分析计算过程,主体结构施工进度计划,单位工程施工进度和平面图设计的说明,并附有必要的简图。
四、参考资料1、各工程的时间定额表;2、各组题目及相关资料和图纸;3、课程设计文本编排式样及图纸规范要求。
各工程的时间定额表基础工程基坑开挖0.0018工日/立方米人工修整0。
188/立方米安装垫层模板1。
039工日/㎡浇垫层混凝土0。
852工日/㎡拆垫层模板0。
519工日/㎡安装基础模板0.237工日/㎡扎钢筋(基础)0。
061工日/t 浇基础混凝土0。
481工日/立方米拆基础模板0.119工日/㎡第一次回填土0.182工日/立方米现场预制工程安装柱模板0。
75工日/㎡扎柱钢筋0.349工日/t浇柱混凝土0。
599工日/立方米拆柱模板0.37工日/㎡安装屋架模板1。
79工日/㎡扎屋架钢筋0。
116工日/t浇屋架混凝土1。
06工日/立方米拆屋架模板0。
施工组织课程设计任务书一、任务背景和目的随着城市建设的不断发展,施工组织在工程项目中起着至关重要的作用。
为了培养学生在施工组织方面的能力,提高他们的实践操作水平,本次课程设计旨在让学生通过实际案例的研究和分析,深入了解施工组织的原理、方法和技巧,培养学生的综合能力和解决问题的能力。
二、任务要求1. 选择一个实际工程项目作为研究对象,对其进行详细的施工组织设计。
2. 需要包含以下内容:a. 工程项目的背景和基本情况介绍;b. 施工组织设计的目标和原则;c. 施工组织设计的具体内容,包括工程进度计划、施工方法、资源配置等;d. 施工组织设计的技术要求和安全措施;e. 施工组织设计的经济效益评估;f. 施工组织设计的可行性分析和风险评估。
3. 设计报告应包含详细的图表、数据和计算过程,以支持设计方案的合理性和可行性。
4. 设计报告应具备清晰的逻辑结构,准确表达设计思路和设计结果。
三、任务步骤1. 选择一个实际工程项目作为研究对象。
可以是某个城市的道路建设、桥梁建设、楼房建设等。
2. 进行背景调研,了解该工程项目的基本情况,包括地理环境、土地利用情况、交通状况等。
3. 确定施工组织设计的目标和原则。
根据工程项目的特点和要求,确定施工组织设计的目标,如工期控制、质量保证等,并制定相应的设计原则。
4. 进行施工组织设计的具体内容。
根据工程项目的特点和目标,制定工程进度计划,确定施工方法和资源配置方案,并进行详细的计算和分析。
5. 确定施工组织设计的技术要求和安全措施。
根据工程项目的要求和法规规定,制定相应的技术要求和安全措施,并进行合理的风险评估。
6. 进行施工组织设计的经济效益评估。
根据工程项目的投资和收益情况,进行经济效益评估,包括成本估算、投资回收期等。
7. 进行施工组织设计的可行性分析和风险评估。
根据工程项目的特点和市场环境,进行可行性分析和风险评估,评估设计方案的可行性和风险程度。
8. 撰写设计报告。
bim课程设计任务书BIM课程设计任务书一、背景介绍建筑信息模型(Building Information Modeling,简称BIM)是一种基于数字化技术的建筑设计、施工和运营管理模式。
BIM技术在建筑行业中的应用已经越来越广泛,成为了建筑行业发展的重要趋势。
二、课程目标本课程旨在通过BIM技术的学习和应用,培养学生的实际操作能力和创新思维能力,提高学生对建筑设计、施工和运营管理等方面的理解。
三、课程大纲1. BIM基础知识1.1 BIM概述1.2 BIM软件介绍1.3 BIM数据结构2. BIM应用实践2.1 建筑模型构建2.1.1 模型导入与导出2.1.2 模型编辑与修改2.1.3 模型分析与优化2.2 工程协作管理2.2.1 协同设计与协同施工2.2.2 数据共享与交流2.2.3 工作流程优化与管控3. BIM案例分析学生根据实际案例进行分析和讨论,探究BIM技术在建筑设计、施工和运营管理等方面的应用。
四、课程设计任务1. 课程设计主题:基于BIM技术的建筑模型构建与工程协作管理2. 设计任务:学生根据实际案例,结合BIM技术进行建筑模型构建和工程协作管理。
具体任务如下:2.1 建筑模型构建2.1.1 根据实际场景,选择适当的BIM软件进行模型构建。
2.1.2 完成模型导入、编辑和修改等操作,确保模型准确无误。
2.1.3 进行模型分析和优化,提高模型的质量和效率。
2.2 工程协作管理2.2.1 利用BIM技术进行协同设计和协同施工,提高团队合作效率。
2.2.2 实现数据共享和交流,确保信息流畅无阻。
2.2.3 对工作流程进行优化和管控,提高项目管理水平。
3. 设计成果:学生需要提交以下成果:3.1 建筑模型:包括完整的建筑模型和模型优化报告。
3.2 工程协作管理方案:包括协同设计和协同施工方案、数据共享和交流方案、工作流程优化和管控方案。
3.3 设计报告:包括设计思路、技术路线、实现过程和效果评估等内容。
过程工程原理课程设计任务书1.设计题目:吸收氨过程填料塔的设计试设计一座填料吸收塔,用于脱除混于空气中的氨气。
混合气体的处理量为2.3万Nm3/h,其中含氨为6%(体积分数),要求塔顶排放气体中含氨低于0.02%(体积分数)。
2.操作条件(1)操作压力常压(2)操作温度 20℃3.工作日每天24小时连续运行。
4.厂址宁波地区5.设计内容(1)吸收塔的物料衡算;(2)吸收塔的工艺尺寸计算;(3)填料层压降的计算;(4)液体分布器简要设计;(5)吸收塔接管尺寸的计算;(6)绘制生产工艺流程图;(7)绘制吸收塔设计图;(9)对设计过程的评述和有关问题的讨论。
6.设计基础数据20℃下氨在水中的溶解度系数为H=0.725kmol/(m3.kPa)。
附:设计说明书的目录目录1 设计方案简介 (1)1.1 吸收剂的选择 (1)1.2 吸收流程的选择 (1)1.3 操作的温度和压力 (2)1.4 塔填料本设计 (2)1.5初步流程图 (3)2 工艺计算 (4)2.1 基础物性数据 (4)2.1.1 液相物性数据基础 (4)2.1.2 气相物性数据 (4)2.1.3 气液相平衡数据 (5)2.1.4 物料衡算 (5)2.2.1 塔径的计算 (6)2.2.2 填料层高度计算 (7)2.2.3 填料层压降计算 (10)2.2.4 吸收塔接口管的计算 (11)3 辅助设备的计算及选型 (12)3.1 填料支撑结构 (12)3.2填料压紧装置 (14)3.3液体分布器和再分布器装置 (15)3.4除沫装置 (17)3.5离心泵及风机的选择 (18)3.5.1离心泵 (18)3.5.2 风机 (19)3.6 封头 (21)参考文献 (21)主要符号说明 (21)1 设计方案简介1.1 吸收剂的选择本设计选择用清水作吸收剂。
对于氨的吸收,工业上常用水或硫酸作为吸收剂。
用硫酸吸收虽然可以做成硫酸铵等化肥,然而任务所要求处理气氨的含量较低,势必产量很低,并且硫酸的价格比清水要昂贵,再加上硫酸具有腐蚀性,对设备要求高,这样得不偿失。
反而用清水廉价易得,宁波靠海,水资源丰富,而且用水吸收氨气属于易溶解的吸收过程,水的物理化学性能稳定,选择性好,符合吸收过程对吸收剂的基本要求。
因此选择清水作为吸收剂。
1.2 吸收流程的选择吸收流程主要有以下几种:(1)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。
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。
(2)并流操作,气、液两相均从塔顶流向。
并流操作的特点是,系统不受液流限制,可提高操作气速,以提高生产能力。
并流操作通常用于以下情况:当吸收过程的平衡曲线较平坦时,流向对推动力影响不大;易溶气体的吸收或处理的气体不需吸收很完全;吸收剂用量特别大,逆流操作易引起液泛。
(3)吸收剂部分再循环操作,在逆流操作系统中,用泵将吸收塔排除液体的一部分冷却后与补充的新鲜吸收剂一同送回塔内。
通常用于以下操作:当吸收剂用量较小,为提高塔的液体喷淋密度;对于非等温吸收过程,为控制塔内的温升,需取出一部分热量。
该流程特别适宜于相平衡常数m值很小的情况,通过吸收液的部分再循环,提高吸收剂的使用效率。
应当指出,吸收剂部分再循环操作较逆流操作的平均推动力要低,且需设置循环泵,操作费用增加。
(4)多塔串联操作,若设计的填料层高度过大,或由于所处理物料等原因需经常清理填料,为便于维修,可把填料层分装在几个串联的塔内,每个吸收塔通过的吸收剂和气体量都相等。
此种操作因塔内需留较大空间,输液、喷淋、支撑板等辅助装置增加,使设备投资加大。
串联-并联混合操作,若吸收过程处理的液量很大,如果用通常的流程,则液体在塔内的喷淋密度过大,操作气速势必很小(否则易引起塔的液泛),塔的生产能力很低。
实际生产中可采用气相作串联、液相作并联的混合流程;若吸收过程处理的液量不大而气相流量很大时,可采用液相作串联、气相作并联的混合流程。
本设计采用逆流操作,混合气经由填料塔的下侧进入填料塔中,与从填料塔顶流下的清水逆流接触,在填料的作用下进行吸收。
经吸收后的混合气体由塔顶排除,吸收了氨气的水由填料塔的下端流出。
选择逆流操作优点: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。
缺点:吸收剂用量特别大时,逆流操作易引起液泛。
1.3 操作的温度和压力本设计采用常温(20℃)常压下进行操作。
因为常温常压下,用水吸收氨气效率已经很高了,而且一般情况下,常温下的吸收和解吸操作,过程的操作费用最低。
1.4 塔填料设计采用DN76金属阶梯环填料。
DN76金属阶梯环填料的各个参数查得【1】;A=0.106 K=1.75材质的临界表面张力 175-⋅=cm dyn c σ 填料的形状系数 1=ψ散装的压降填料因子平均值141-=m φ 常用填料的塔径与填料公称直径比值D/d 的推荐值列于表1.1。
表1.1 常用填料的塔径与填料公称直径比值D/d 的推荐值填料种类 D/d 的推荐值 拉西环 D/d≥(20-30)鞍环 D/d≥15 鲍尔环 D/d≥(10-15)阶梯环 D/d >8 环矩鞍D/d >81.5初步流程图氨空混合气通过风机从塔釜进入,往塔顶走,清水通过泵从塔顶进入,往塔釜喷,气液逆流接触。
2 工艺计算2.1 基础物性数据2.1.1 液相物性数据基础密度 3/2.998m kg L =ρ 粘度 h m kg s mpa L ⋅=⋅=/6.31μ表面张力 2/940896/6.72h kg cm dyn L ==σNH 3在水中的扩散系数 h m s m D L /10336.6/1076.13639--⨯=⨯= 2.1.2 气相物性数据混合气体的平均摩尔质量 28.2829%9417%6=⨯+⨯=vm m 混合气体的平均密度为 3/176.1293314.828.283.101m kg RT PM Vm vm =⨯⨯==ρ 混合气体的粘度可以近似取为空气的黏度,手册【2】查得20℃空气的黏度 为h m kg s Pa V ⋅=⋅⨯=-/065.01081.15μ手册[2]查得NH 3在0℃空气中扩散系数为 h m s cm D /0162.0/17.0320==由公式2300))((T T P P D D v =得 h m s cm D v /06804.0/189.022==2.1.3 气液相平衡数据20℃下,NH 3在水中的溶解系数为H=0.725 Kmol/m 3 kPa NH 3在水中的亨利系数为 kpa HM E SL406.7602.18725.02.998=⨯==ρ相平衡常数 754.03.101406.76===p E m 2.1.4 物料衡算进塔气相摩尔比 0638.01111=-=y y Y 出塔气相摩尔比 0038298.0)1(12=-=A Y Y ϕ 进塔惰性气相流量 h Kmol v /17857.965)06.01(4.22103.24=-⨯=该吸收为低浓度吸收,平衡关系为直线,最小液气比可按下式计算2121m i n /)(X m Y Y Y V L --= 对于纯溶剂吸收过程,进塔液相组成为 X 2=07087.0754.0/0638.00038298.00638.0/)(121m i n =-=-=m Y Y Y V L取操作液气比为m i n )(4.1VL V L = 99218.07087.04.1=⨯=VLh k m o l l /63.95717857.96599218.0=⨯= )()(2121X X L Y Y V -=- 0604.063.957)0038298.00638.0(17857.965)(211=-⨯=-=L Y Y V X2.2 填料塔的工艺尺寸的计算2.2.1 塔径的计算气相质量流量 h kg w v /54.29029176.1273293103.24=⨯⨯⨯= 液相质量流量 h kg w l /49.1725602.1863.957=⨯= 采用贝恩-霍根泛点关联式【1】计算泛点速度:8/14/12.032lg ⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛l v v l l l v t fw w K A g a g u ρρμρρ 56.02.998176.154.2902949.1725675.1106.08/14/18/14/1-=⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎭⎫⎝⎛-l v v l w w K A ρρ56.012.998176.1961.07281.9lg lg 2.0322.032-=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛f l l v t fu a gu μρρε s m u f /32.5= 取泛点速率为0.7s m u u f /724.332.57.07.0=⨯== h m h Nm v s /98.24684/103.2334=⨯=m v D s53.1724.314.33600/98.2468444=⨯⨯==πμ取m D 6.1= 泛点速率校核; s m u /412.36.1784.03600/98.246842=⨯=%50%14.6432.5412.3>==f u u (在允许范围内) 填料规格校核;8761600>=d D 液体喷淋密度校核; 取最小润湿速率为;()h m m L w ⋅=/08.03m in()h m m a L u t w ⋅=⨯==23m i nm i n /76.57208.0 m in 26.86.1785.02.998/49.17256u u >=⨯=经上校核可知,填料塔直径选用mm D 1600=合理 2.2.2 填料层高度计算046.00604.0754.01*1=⨯==mX Y02*2==mX Y 脱吸因数; 760.063.95717857.965754.0=⨯==L mV s 气相总传质单元数为;()()5.676.00038298.00638.076.01ln 76.0111ln 11*22*21=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+--=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+----=s Y Y Y Y s s N OG气相总传质单元高度采用修正的恩田关联式【1】计算:})()()()(45.1exp{12.0205.0221.075.0t L L LL t L L t L L c t w a U ga U a U a a σρρμσσ⋅⋅⋅⋅⋅--=-查表[1]得2/972000/75h kg cm dyn c ==σ液体质量通量为h m kg u l ⋅=⨯=22/03.85876.1785.049.17256})()()()(45.1exp{12.0205.0221.075.0t L L LL t L L t L L c t w a U ga U a U a a σρρμσσ⋅⋅⋅⋅⋅--=-75.0729408962.99803.85871027.12.9987203.85876.37203.858794089697200045.1ex p 12.0205.0821.075.0=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯⎪⎭⎫⎝⎛⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛--=- tw a a 75.0=气膜吸收系数由下式计算:)()()(237.0317.0RTDa D a U V t V V V v t V G ⋅⋅=ρμμκ气体质量通量为h m kg w u v v ⋅=⨯=⨯=222/43.144456.1785.054.290296.1785.0)/(1232.0)293314.806804.072()06804.0176.1065.0()065.07243.14445(237.0)()()(237.02317.0317.0kpa h m kmol RTD a D a U V t V V V v t V G ⋅⋅=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⋅⋅=ρμμκ 液膜吸收系数由下式计算;3835.0)2.9981027.16.3()10336.62.9986.3()6.37275.003.8587(0095.0)()()(0095.031821632312132=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⋅⋅⋅⋅⋅⋅=---LL L L L L w L L g D a U ρμρμμκ 由1.1ψw G G a k a k =查表【1】得 1=ψha a k p ah m k m o l a a w L L w G G 1709.2017275.03835.0)/(6528.617275.01232.04.04.031.11.1=⨯⨯⨯=⋅⋅=⋅⋅=⨯⨯⨯=⋅⋅=ψκκψκκ5.06414.0>=fu u所以可以由au ua au ua L FL G F G κκκκ⋅-⋅+='⋅-⋅+='])5.0(6.21[])5.0(5.91[2.24.1得到()[]74.106528.65.06414.05.91])5.0(5.91[4.14.1=⨯⨯+=⋅-⋅+='au ua G FG κκ()[]44.21709.205.06414.06.21])5.0(6.21[2.22.2=⨯-+=⋅-⋅+='au ua L FL κκ所以35.644.21725.0174.1011111=⨯+='+'=a k H k a K L G G75.06.1785.03.10135.617857.9652=⨯⨯⨯=Ω=Ω=ap K Va K VH G Y OGm N H Z OG OG 875.45.675.0=⨯=⋅=m Z 09.6875.425.1=⨯='设计取填料层高度为m Z 1.6='查表【1】对于阶梯环填料,15~8=D h,mm h 6m ax ≤。