化工填料塔课程设计
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目录前言 (1)第一章概述 (4)1.1 吸收的目的 (4)1.2 吸收塔的用途 (4)1.3 设计方案的确定 (4)第二章填料吸收塔概况 (7)2.1填料吸收塔 (7)2.2流向选择 (7)2.3吸收剂的选择 (8)2.4填料的相关内容 (8)第三章基本数据 (12)3.1操作条件 (12)3.2相关物性参数 (12)3.3设计参数 (12)3.4基本数据换算 (12)第四章吸收塔的设计 (13)4.1乙醇--水气液平衡相图 (13)4.2吸收剂用量、塔径、压降及填料层高度计算 (13)第五章塔的结构设计 (17)5.1筒体的设计 (17)5.2封头的设计 (17)5.3除沫器的设计 (18)5.4液体进料管设 (19)5.5喷淋装置设计 (19)5.6法兰的设计 (20)5.7填料压板的设计 (20)5.8填料支撑装置的设计 (20)5.9手孔的设计 (21)5.10吸收塔支座的设计 (21)5.11气体进料管设计 (21)5.12液体出料管设计 (22)5.13气体出管设计 (22)5.14泵的选择 (22)第六章填料吸收塔主要尺寸 (23)设计小结 (24)致谢 (25)参考文献 (26)附图:填料吸收塔装配图前言第一章概述1.1吸收的目的在化学工业中,经常需将气体混合物中的各个组分加以分离,其目的是:(1)回收或捕获气体混合物中的有用物质,以制取产品;(2)除去工艺气体中的有害成分,使气体净化,以便进一步加工处理,或除去工业放空尾气的有害物质,以免污染大气。
1.2吸收塔的用途塔设备是炼油、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结构型式,可分为板式塔与填料塔两大类。
按气﹑液两相接触方式的不同可将吸收设备分为级式接触与微分接触两大类,填料塔即为微分接触式气液传质设备。
板式塔内设置一定数量塔板,气体以泡沫或喷射形式穿过板上液层进行物质和热传递,气液相组成呈阶梯变化,属逐级接触逆流操作过程。
填料塔化工原理课程设计填料塔是一种常见的化工设备,广泛应用于化工、环保、石油等领域。
填料作为塔内的主要组成部分,对于塔内的传质、反应等过程起着至关重要的作用。
因此,在化工原理课程设计中,填料塔的设计和优化是必不可少的一部分。
填料塔化工原理课程设计主要包括以下内容:一、填料的选择和设计填料的种类繁多,不同的填料有着不同的物理化学性质和结构特征,对于塔内传质、反应等过程有着重要的影响。
在填料选择时,需要根据实际工艺要求和特定条件进行选择,同时考虑填料的成本、维护和清洗难度等因素。
设计填料塔需要考虑的因素包括:填料堆积密度、总塔体积、填料层数、塔径、塔高、塔底和塔顶结构等。
这些因素需要通过计算和模拟来确定最佳的设计参数,以满足特定的工艺要求。
二、塔内流体传输和传质填料塔中的流体传输和传质是塔内传质过程的关键。
塔内传质过程可以用物理和数学模型来描述和分析,以确定传质速率、传质效率等基本参数。
主要的传质模型包括:对流传质、扩散传质、反应传质等。
对于填料塔的设计和优化,需要进行流体传输和传质的数值模拟和实验验证。
实验验证可以通过建立实验装置,通过对工艺参数和填料种类的变化,来实现对塔内传质的观测和分析。
数值模拟可以基于参数偏微分方程或者多相流模型,来模拟塔内传质过程,从而得到设计和优化的基本参数。
三、塔内反应过程填料塔中的反应过程是化工原理课程设计的另一个关键部分。
填料塔由于具有大量的表面积、液膜和气液界面,为反应过程提供了良好的反应条件。
塔内反应过程主要包括:吸收、脱吸附、萃取、沉淀等反应过程。
在设计和优化填料塔反应过程时,需要考虑多种因素,如反应物浓度、反应速率、塔高、填料种类等。
通过物理学和化学动力学等基本原理,可以建立反应过程的模型,从而对反应过程进行分析和优化设计。
四、优化设计与实践填料塔化工原理课程设计的最后一部分是优化设计与实践。
通过对填料塔的设计和优化,可以实现工艺目标的达成。
同时,优化设计也需要根据实际情况和运行经验进一步调整和改善,以适应工艺的不断发展和变化。
化工课程设计填料塔设计一、教学目标本节课的学习目标包括:知识目标:学生需要掌握填料塔的基本概念、类型和设计方法;了解填料塔在化工过程中的应用和重要性。
技能目标:学生能够运用所学的知识,独立完成填料塔的设计计算;能够分析并解决实际工程中的问题。
情感态度价值观目标:培养学生对化工行业的兴趣和热情,提高学生对工程实践的重视,培养学生的创新意识和团队合作精神。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括:1.填料塔的基本概念和类型:介绍填料塔的定义、结构和工作原理,分析不同类型填料塔的特点和应用范围。
2.填料塔的设计方法:讲解填料塔的设计步骤和方法,包括填料的选择、塔径的确定、塔高的计算等。
3.填料塔在化工过程中的应用:介绍填料塔在化工过程中的重要作用,分析其在不同领域的应用案例。
4.实际工程案例分析:通过分析实际工程中的填料塔设计案例,使学生能够将理论知识应用于实际问题解决。
三、教学方法为了提高教学效果,本节课将采用多种教学方法:1.讲授法:教师通过讲解填料塔的基本概念、设计方法和应用案例,使学生掌握相关理论知识。
2.讨论法:学生进行小组讨论,分享不同类型的填料塔设计和应用经验,培养学生的团队合作精神和创新意识。
3.案例分析法:分析实际工程中的填料塔设计案例,引导学生运用所学知识解决实际问题。
4.实验法:安排实验室实践环节,让学生亲自操作填料塔设备,增强学生的实践能力和操作技能。
四、教学资源为了支持本节课的教学内容和教学方法,将采用以下教学资源:1.教材:选用权威的化工教材,为学生提供系统的理论知识。
2.参考书:推荐相关领域的参考书籍,丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料:制作精美的PPT课件,通过图片、图表和动画等形式,直观地展示填料塔的原理和设计方法。
4.实验设备:提供填料塔实验装置,让学生亲身体验填料塔的操作和应用。
五、教学评估本节课的评估方式包括:1.平时表现:通过观察学生的课堂参与、提问回答、小组讨论等,评估学生的学习态度和积极性。
化工原理课程设计—填料塔的设计说明书化学与化工学院制目录一、绪论 (3)二、设计任务及操作条件 (3)三、设计方案的确定 (4)1、装置流程的确定 (4)2、吸收剂选择 (5)3、操作温度与压力的确定 (5)4、填料的类型与选择 (6)四、基础物性参数的确定 (8)1、液相物性参数 (8)2、气相物性参数 (8)3、气液相平衡参数 (9)4、物料衡算 (9)5、填料物性参数 (10)五、填料塔工艺尺寸的确定 (11)1、塔径的计算 (11)2、填料层高度计算 (14)六、填料层压降计算 (16)七、填料塔内件的类型与设计 (17)八、总结 (18)九、参考文献 (19)十、后记......................................................................................................... 错误!未定义书签。
十一、符号说明.. (19)一、绪论塔设备是炼油、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。
填料塔的类型很多,其设计的原则大体相同,一般来说,填料塔的步骤如下:根据设计任务和工艺要求,确定设计方案;根据设计任务和工艺要求,合理地选择填料;确定塔径、填料层高度等工艺尺寸;计算填料层的压降;进行填料塔塔内件的设计和选型。
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。
化工原理课程设计水吸收氨填料吸收塔设计
(1)
化工原理课程设计——水吸收氨填料吸收塔设计
一、选择填料
本设计所选用的填料为塔形环状填料,其主要优点在于能够提高氨气
与水接触的时间和接触面积,从而提高吸收效率。
其次,填料的表面
积大,对氨气的吸附强度较高。
二、计算填料高度
根据质量平衡公式,吸收塔中氨气的质量=进入氨气的质量-出口氨气
的质量-吸收氨气的质量。
结合我们所设计的填料种类和工艺流程,可
以得到计算填料高度的公式:
θ=(W/N) ln [(C0-C)/(Co-Ct)]
其中,W是空气中氨气的质量流量,单位为kg/h;N是塔形环状填料每立方米的比表面积,单位为m²/m³;C0是氨气从入口口进入吸收器的
浓度,单位为mg/Nm³;Ct是出口处氨气的平均浓度,单位为mg/Nm³;
C是入口处水的浓度,单位为mg/L。
三、塔的直径
根据经验公式可得:填料在瞬间液晶表面液流速等于液降的经验公式。
v=1.2/(μ)½ (ΔP/ρ) ¼
其中,v是液体在塔体内部的平均流速,单位为m/s;μ是液体的粘度,单位为Pa*s;ΔP是液体在塔体内产生的液降,单位为Pa;ρ是液体
的密度,单位为kg/m³。
四、结论
经过以上各个方面的计算和分析,我们得到了适合本工艺流程,并且
具有高效的填料塔高度及塔直径,使本工艺流程吸收效率达到最优化
程度。
我们所选用的填料塔设计方案具有成本低、效率高及运行稳定
等特点,非常符合实际工序的需要。
目录第1章概述 (3)1.1吸收技术概况 (3)1.2吸收设备的发展 (3)1.3吸收在工业生产中的应用 (4)1.4丙酮的性质 (5)第2章方案比选 (7)2.1方案选择与对比 (7)2.2吸收剂的比选 (8)2.3填料的作用以及选择 (9)2.4操作参数的选择 (12)2.5流向选择 (12)2.6吸收剂再生方法的选择 (12)2.7操作参数的选择 (13)第3章吸收塔的工艺计算 (14)3.1基础物性数据 (14)3.1.1 气液相物性数据 (14)3.1.2物料计算 (14)3.2塔径计算 (15)3.3填料层高度确定 (18)3.3.1. 传质单元数计算 (18)3.3.2 传质单元高度计算 (18)3.3.3填料层高度的计算 (20)第四章塔的结构设计 (21)4.1筒体的设计 (21)4.2封头设计 (21)4.3除沫器设计 (21)4.4液体进料管的设计 (22)4.5液体出料管的设计 (22)4.6气体进料管的设计 (22)4.7气体出料管的设计 (23)4.8填料支撑板设计 (23)4.9填料压板 (23)4.10体分布装置 (23)4.11再分布器 (24)4.12气体入塔分布器 (24)4.13法兰的设计 (25)4.14手孔的设计 (25)4.15吸收塔支座的设计 (25)4.16泵的选择 (26)4.17吸收塔高度的计算 (26)填料吸收塔主要尺寸 (27)课程设计心得 (28)参考文献 (29)第1章概述1.1吸收技术概况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。
在化工生产中,原料气的净化,气体产品的精制,治理有害气体保护环境等方面得到了广泛的应用。
在研究和开发吸收过程中,在方法上多从吸收过程的传质速率着手,希望在整个设备中,气液两相为连续微分接触过程,这一特点则与填料塔得到了较好的结合。
化工原理课程设计任务书专业班级:姓名:学号:指导老师:目录一·目的和要求二·设计任务三·设计方案1.吸收剂的选择2.塔内气液流向的选择3.吸收系统工艺流程(工艺流程图及说明)4.填料的选择四·工艺计算1.物料衡算,吸收剂用量,塔底吸收液浓度2.塔径计算3.填料层高度计算4.填料层压降计算5.填料吸收塔的主要附属构件简要设计6.动力消耗的计算与运输机械的选择(对吸收剂)五·设备零部件管口的设计计算及选型六·填料塔工艺数据表填料塔结构数据表物性数据表七·对本设计的讨论八·主要符号说明九·参考文献一·目的和要求1.进行查阅专业资料、筛选整理数据及化工设计的基本训练;2.进行过程计算及主要设备的工艺设计计算,独立完成吸收单元的设计;用简洁的文字和图表清晰地表达自己的设计思想和计算结果;3.建立和培养工程技术观点;4.初步具备从事化工工程设计的能力,掌握化工设计的基本程序和方法。
5.独立完成课程设计任务。
二·设计任务1.题目:SO2填料吸收塔2 生产能力:SO2炉气的处理能力为1500 m³/h(1atm,30℃时的体积)3 炉气组成:原料气中含SO2为9%(v),其余为空气4 操作条件:P=1atm(绝压)t=30 ℃5 操作方式:连续操作6 炉气中SO2的回收率为95%三·设计方案1.吸收剂的选择用水做吸收剂。
水对SO2有较大的溶解度,有较好的化学稳定性,有较低的粘度,廉价、易得、无毒、不易燃烧2.塔内气液流向的选择在填料塔中,SO2从填料塔塔底进入,清水从塔顶由液体喷淋装置均匀淋下。
3.吸收系统工艺流程(工艺流程图及说明)二氧化硫炉气经由风机从塔底鼓入填料塔中,与由离心泵送至塔顶的清水逆流接触,在填料的作用下进行吸收。
经吸收后的尾气由塔顶排除,吸收了SO2的废水由填料塔的下端流出。
第二部分填料塔设计一、化工原理课程设计的目的与要求 (31)二、化工原理课程设计的内容 (31)三、安排与要求 (32)四、设计步骤 (33)1、收集基础数据 (33)2、工艺流程的选择 (33)3、做全塔的物料平衡 (33)4、确定操作条件 (34)5、确定回流比 (36)6、理论板数 (37)7、填料 (37)8、填料塔直径的计算 (39)9、填料层的压降 (42)10、蒸馏过程填料层高度计算 (43)11、填料塔的附属结构及设备 (49)12、关于填料精馏塔总图的绘制 (51)13、关于设计说明书的编写 (52)参考文献 (53)设计任务书 (54)第二部分填料塔设计一、化工原理课程设计的目的与要求通过理论课的学习和生产实习,学生已经掌握了不少理论知识和生产实际知识,对于一个未来的工程技术人员来说,如何运用所学知识去分析和解决实际问题是至关重要的,本课程设计的目的也是如此。
化工原理课程设计是化工专业的学生在校期间第一次进行的设计,要求每个同学独立完成一个实际装置(本次设计为精馏装置)的设计。
设计中应对精馏原理、操作、流程及设备的结构、制造、安装、检修进行全面考虑,最终以简洁的文字、表格及图纸正确地把设计表达出来。
本次设计是在教师指导下,由学生独立进行的设计。
因此,对学生的独立工作能力和实际工作能力是一次很好的锻炼机会,是培养化工技术人员的一个重要环节。
通过设计,学生应培养和掌握:1、正确的设计思想和认真负责的设计态度。
设计应结合实际进行,力求经济、实用、可靠和先进。
设计应对生产负责。
设计中的每一数据,每一笔一划都要准确可靠,负责到底。
2、独立的工作能力及灵活运用所学知识分析问题和解决问题的能力。
设计由学生独立完成,教师只起指导作用,学生在设计中碰到的问题可和教师进行讨论。
教师只做提示和启发,由学生自己去解决问题,指导教师原则上不负责检查计算结果的准确性,学生应自己负责计算结果的准确性,可靠性。
填料塔课课程设计书一、教学目标本课程旨在让学生了解填料塔的基本概念、结构、工作原理和应用领域,掌握填料塔的设计计算方法,培养学生的工程实践能力和创新意识。
具体目标如下:1.知识目标:(1)掌握填料塔的定义、分类和基本结构。
(2)了解填料塔的工作原理和性能参数。
(3)学会填料塔的设计计算方法。
(4)了解填料塔在化工、环保等领域的应用。
2.技能目标:(1)能够运用所学知识对填料塔进行初步设计。
(2)具备分析解决填料塔实际问题的能力。
(3)具备查阅相关资料、文献的能力。
3.情感态度价值观目标:(1)培养学生的环保意识,使学生在实际工程中能够充分考虑环保因素。
(2)培养学生团队合作精神,提高学生的沟通与协作能力。
(3)培养学生勇于创新、敢于实践的精神。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分:1.填料塔的基本概念、分类和基本结构。
2.填料塔的工作原理和性能参数。
3.填料塔的设计计算方法。
4.填料塔在化工、环保等领域的应用实例。
5.填料塔的最新研究动态和发展趋势。
三、教学方法为了提高教学效果,本课程将采用多种教学方法,包括:1.讲授法:用于传授填料塔的基本概念、理论和设计方法。
2.案例分析法:通过分析实际工程案例,使学生更好地理解填料塔的应用。
3.实验法:学生进行填料塔性能实验,提高学生的实践能力。
4.讨论法:鼓励学生积极参与课堂讨论,培养学生的创新思维。
四、教学资源为了支持本课程的教学,我们将准备以下教学资源:1.教材:《化工原理》、《填料塔设计与应用》等。
2.参考书:《化工设备设计手册》、《填料塔研究进展》等。
3.多媒体资料:相关视频、图片、动画等。
4.实验设备:填料塔性能实验装置。
5.网络资源:相关学术期刊、论文、企业案例等。
五、教学评估本课程的教学评估将采用多元化的评估方式,以全面、客观地评价学生的学习成果。
评估方式包括:1.平时表现:通过课堂参与、提问、讨论等环节,评估学生的学习态度和积极性。
填料塔化⼯原理课程设计摘要在化⼯⽣产中,⽓体吸收过程是利⽤⽓体混合物中,各组分在液体中溶解度或化学反应活性的差异,在⽓液两相接触是发⽣传质,实现⽓液混合物的分离。
在化学⼯业中,经常需将⽓体混合物中的各个组分加以分离,其⽬的是:①回收或捕获⽓体混合物中的有⽤物质,以制取产品;②除去⼯艺⽓体中的有害成分,使⽓体净化,以便进⼀步加⼯处理;或除去⼯业放空尾⽓中的有害物,以免污染⼤⽓。
实际过程往往同时兼有净化和回收双重⽬的。
吸收是利⽤混合⽓体中各组分在液体中的溶解度的差异来分离⽓态均相混合物的⼀种单元操作。
在化⼯⽣产中主要⽤于原料⽓的净化,有⽤组分的回收等。
⽓液两相的分离是通过它们密切的接触进⾏的,在正常操作下,⽓相为连续相⽽液相为分散相,⽓相组成呈连续变化,⽓相中的成分逐渐被分离出来。
填料塔是⽓液呈连续性接触的⽓液传质设备,属微分接触逆流操作过程。
塔的底部有⽀撑板⽤来⽀撑填料,并允许⽓液通过。
⽀撑板上的填料有整砌和乱堆两种⽅式。
填料层的上⽅有液体分布装置,从⽽使液体均匀喷洒于填料层上。
填料层的空隙率超过90%,⼀般液泛点较⾼,单位塔截⾯积上填料塔的⽣产能⼒较⾼,研究表明,在压⼒⼩于0.3MPa 时,填料塔的分离效率明显优于板式塔。
这次课程设计的任务是⽤⽔吸收空⽓中的⼆氧化硫,然后再进⾏解吸处理得到⼆氧化硫。
要求设计包括塔径、填料塔⾼度、塔管的尺⼨等,需要通过物料衡算得到所需要的基础数据,然后进⾏所需尺⼨的计算得到各种设计参数,为图的绘制打基础,提供数据参考。
⽬录摘要.............................................................. I ⽬录............................................................. II 第⼀章设计⽅案的内容 (1)1.1流程⽅案 (1)1.2设备⽅案 (1)第⼆章设计⽅案的确定 (2)2.1吸收流程选择 (2)2.1.1吸收⼯艺流程的确定 (2)2.1.2流程装置的确定 (3)2.2吸收剂的选择 (3)2.3吸收剂再⽣⽅法的选择 (4)2.4操作温度和压⼒的确定 (4)2.4.1操作温度的确定 (4)2.4.2操作压⼒的确定 (5)第三章吸收塔设备及填料类型与选择 (6)3.1吸收塔设备的选择 (6)3.2填料类型的选择 (6)3.3填料规格的选择 (7)3.4填料材质的选择 (7)第四章吸收塔⼯艺条件的计算 (8)4.1基础物性数据 (8)4.1.1液相物性数据 (8)4.1.2⽓相物性数据 (8)4.2确定⽓液平衡的关系 (9)4.3吸收剂及操作线的确定 (9)4.3.1吸收剂⽤量的确定 (9)4.3.2操作线⽅程的确定 (10)4.4塔径计算 (11)4.4.1采⽤Eckert通⽤关联图法计算泛点速率 (11) 4.4.2操作⽓速: (13)4.4.3塔径计算: (13)4.4.4单位⾼度填料层压降的校核 (14)4.5填料层⾼度计算 (14)4.5.1传质系数的计算 (14)4.5.2 填料层⾼度 (17)4.6填料塔附属⾼度的计算 (18)第五章填料吸收塔附属装置的选型 (19)5.1液体分布器的简要设计 (19)5.1.1液体分布器的选型 (19)5.1.2分布点密度及布液孔数的计算 (20)5.2.塔底液体保持管⾼度的计算 (21)5.3其它附属塔内件的选择 (22)5.3.1 填料⽀撑板 (22)5.3.2 填料压紧装置与床层限制板 (22)第六章辅助设备的选型 (23)6.1管径的选择 (23)6.1.1进液管管径 (23)6.1.2出液管管径 (23)6.1.3进⽓管管径 (24)6.1.4出⽓管管径 (24)6.2泵的选取: (24)6.3风机的选型: (26)第七章关于填料塔设计的选材 (27)参考⽂献 (28)附录 (29)致谢 (34)第⼀章设计⽅案的内容1.1流程⽅案指完成设计任务书所达的任务采⽤怎样的⼯艺路线,包括需要哪些装置设备,物料在个设备间的⾛向,哪些地⽅需要有观测仪表、调节装置,那些取样点以及是否需要有备⽤设备等,按上述内容绘制流程图。
填料塔课程设计模板一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握填料塔的基本原理、结构类型、性能及其在化工、环保等领域的应用。
通过本课程的学习,学生应能理解填料塔的设计计算方法,并具备一定的实际工程应用能力。
1.了解填料塔的定义、分类及特点。
2.掌握填料塔的内部流动机理及其影响因素。
3.熟悉填料塔的设计计算方法及常用填料类型。
4.了解填料塔在化工、环保等领域的应用。
5.能够运用所学知识对填料塔进行基本设计计算。
6.具备分析填料塔运行性能的能力。
7.能够针对具体工程问题,提出合理的填料塔设计方案。
情感态度价值观目标:1.培养学生的创新意识和团队协作精神。
2.增强学生对环保产业的关注和责任感。
3.培养学生热爱科学、追求真理的学习态度。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括填料塔的基本原理、结构类型、性能及其设计计算方法。
具体内容包括:1.填料塔的定义、分类及特点。
2.填料塔的内部流动机理及其影响因素。
3.填料塔的设计计算方法及常用填料类型。
4.填料塔在化工、环保等领域的应用实例。
教学大纲安排如下:第1-2课时:填料塔的基本原理及结构类型。
第3-4课时:填料塔的内部流动机理及其影响因素。
第5-6课时:填料塔的设计计算方法及常用填料类型。
第7-8课时:填料塔在化工、环保等领域的应用实例。
三、教学方法本课程采用讲授法、案例分析法、实验法等多种教学方法,以激发学生的学习兴趣和主动性。
1.讲授法:通过讲解填料塔的基本原理、结构类型、设计计算方法等知识,使学生掌握课程的基本内容。
2.案例分析法:分析实际工程中的填料塔应用实例,培养学生解决实际问题的能力。
3.实验法:安排填料塔性能实验,使学生直观地了解填料塔的运行性能,提高学生的实践操作能力。
四、教学资源本课程所需教学资源包括教材、参考书、多媒体资料、实验设备等。
1.教材:选用权威、实用的教材,为学生提供系统、科学的学习资料。
2.参考书:提供相关领域的参考书籍,丰富学生的知识体系。
一、设计方案的确定1.1填料塔的结构填料塔的主要构件为包括:填料、液体分布器、填料支承板、液体再分布器、气体和液体进出口管等。
其塔体为一圆形筒体,筒体内分层装有一定高度的填料。
液体由塔顶自上而下沿填料的表面成膜状流下。
如填料层较高,一般设有液体再分布器,以减弱壁流现象带来的不良影响。
气液两相在塔内进行接触传质。
其填料塔的结构见图如下:1.2吸收剂的选择对于SO2的吸收,常用的吸收剂有浓碳酸、亚硫酸盐水溶液、柠檬水溶液,水,鉴于水对SO2具有一定程度的溶解度,蒸气压不高、粘度适中、不易发泡,具有良好的化学稳定性和热稳定性,不易燃、不易爆,安全可靠。
而且水平常易得,经济成本较低,吸收后的溶液相对较易处理,再生和循环性较好,易于实现无害化处理。
因而选择清水作为吸收SO2的吸收剂。
1.3吸收操作条件的确定吸收条件也即吸收塔的操作温度和操作压力。
在本设计中,清水的温度为20℃,气体的进口温度为25℃,吸收温度为20℃,为等温吸收。
操作压力为常压操作,也即101.325kPa。
1.4吸收操作流程气、液两相在塔内的流动有逆流和并流两种方式。
在逆流操作条件下,两相传质平均推动力最大,可以减少设备的尺寸,提高吸收率和吸收剂的使用效率,因而逆流操作优于并流操作。
但是,如果处理的气体溶解度大,并流和逆流的操作推动力相差不大,采用并流操作可以不受泛液的限制,提高操作气速,增大生产能力。
对于SO 2而言,当水温为20℃时,查《化工原理》(化学工业出版社)P187图5-2,可得20℃时SO 2在水中的溶解度大约为8)](1000/[)(22O H g SO g ,也即SO 2在水中的溶解度不大,此时应该选择逆流操作。
吸收流程如附图所示。
二、 填料塔吸收工艺计算2.1 物料衡算2.1.1 吸收剂(水)的流量计算 该设计中,矿石焙烧炉送出的气体流量为1800+95⨯10=2750 m 3/h 惰性气体流量为G=4.222750×2515.27315.273+×(1-0.005)=106.85kmol/hy 1=0.005,Y 1=y 1/(1-y 1)0526.0005.01005.0=- 吸收效率 η=1-Y 2/Y 1=0.96,Y 2=(1-0.96)Y 1=2.10×10-3 x 2=0,X 2=0 查表(《化工原理》P189表5-1)得SO 2水溶液在20℃时的亨利系数为 E=3550kPam=E/p=325.1013550=35.04其汽液相平衡近似服从亨利定律,则Y 1=mX 1*,X 1*=Y 1/m=50.104.330526.0=×10-3 最小液气比为(G L )min =33111050.11010.20526.02*2--⨯⨯-=--X X Y Y =33.67 取G L =1.3(GL)min =1.3×33.67=43.77 L=43.77G=4676.82kmol/hG L =2121X X Y Y -- ⇒ X 1=GL Y Y /21-=1.15×10-3 操作线方程为Y=32221010.244.43])([-⨯+=-++X X GLY Y X G L 2.2 塔径的计算吸收塔的吸收为等温吸收,其温度为20℃。
填料塔的课程设计6一、教学目标本课程的学习目标包括知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。
知识目标要求学生掌握填料塔的基本原理、结构和设计方法;技能目标要求学生能够运用所学知识进行填料塔的计算和设计,提高解决实际工程问题的能力;情感态度价值观目标要求学生在学习过程中培养团队合作意识,增强创新精神和责任感。
通过分析课程性质、学生特点和教学要求,我们将目标分解为具体的学习成果。
首先,学生需要理解填料塔的原理和结构,并能运用相关公式进行计算。
其次,学生应掌握填料塔的设计方法,并能结合实际工程案例进行应用。
最后,学生在学习过程中应培养团队合作精神,提高沟通与协作能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括填料塔的基本原理、结构类型、设计方法和应用案例。
具体安排如下:1.填料塔的基本原理:介绍填料塔的工作原理、传质过程及影响因素。
2.填料塔的结构类型:讲解不同类型的填料塔结构及其特点。
3.填料塔的设计方法:阐述填料塔的尺寸计算、材料选择和设备选型等设计步骤。
4.填料塔应用案例:分析实际工程中填料塔的应用案例,探讨其优缺点及改进措施。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性,本课程将采用多种教学方法。
具体包括:1.讲授法:通过讲解填料塔的基本原理、结构和设计方法,使学生掌握相关理论知识。
2.讨论法:学生针对填料塔的应用案例进行讨论,提高学生的分析问题和解决问题的能力。
3.案例分析法:分析实际工程中填料塔的应用案例,使学生更好地理解理论知识。
4.实验法:安排填料塔的实验操作,培养学生的动手能力和实践能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,丰富学生的学习体验,我们将选择和准备以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的教材,如《化工原理》等。
2.参考书:提供相关领域的参考书籍,如《填料塔设计手册》等。
3.多媒体资料:制作精美的PPT课件,展示填料塔的图片、动画和视频。
4.实验设备:准备填料塔实验所需的设备,如填料塔模型、实验仪器等。
前言本题目数据来自某石油炼厂的催化重整,重整产生的芳烃有苯、甲苯和二甲苯等,经精馏分离得到各种芳烃,苯—甲苯精馏是其中精馏分离过程的重要一步在化学工业和石油工业中广泛应用的诸如吸收、解吸、精馏、萃取等单元操作中,气液传质设备必不可少。
塔设备就是使气液成两相通过精密接触达到相际传质和传热目的的气液传质设备之一。
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。
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。
但近年来又倾向于认为在一定塔径范围内,采用新型高效填料(如鲍尔环或鞍型填料)可以得到很好的经济效果。
总之根据不同的具体情况(特别是在小直径塔,或压降有一定限制,或有腐蚀情况时),填料塔还是具有很多适用的。
本次课程设计就是针对苯-甲苯系而进行的常压二元填料精馏塔的设计及相关设备选型苯-甲苯最新分离工艺苯、甲苯、是重要的石油化工原料。
课程设计填料塔前言一、教学目标本章节的教学目标分为三个维度:知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。
1.知识目标:学生需要掌握填料塔的基本原理、结构及其在化工过程中的应用。
具体包括:了解填料塔的分类、特点及选用原则;理解填料塔的传质过程及影响因素;掌握填料塔的设计计算方法。
2.技能目标:学生能够运用所学知识对填料塔进行设计和分析,解决实际工程问题。
具体包括:学会使用相关软件进行填料塔的设计;能够根据实际需求,选择合适的填料塔类型和参数;具备对填料塔进行操作和维护的能力。
3.情感态度价值观目标:培养学生对化工行业的兴趣和责任感,提高学生的人文素养和社会责任感。
具体包括:认识化工行业在国民经济中的地位和作用,理解化工过程对人类生活的影响;注重环保,提高安全意识和职业操守。
二、教学内容本章节的教学内容主要包括四个部分:填料塔的基本原理、填料塔的结构与类型、填料塔的传质过程及设计计算方法。
1.填料塔的基本原理:介绍填料塔的工作原理、气液流动特点及其在化工过程中的应用。
2.填料塔的结构与类型:讲解填料塔的组成部分,如塔体、填料、塔内件等;介绍常见填料塔的类型及特点。
3.填料塔的传质过程:分析填料塔内的传质过程,包括质量传递、热量传递和动量传递;探讨传质过程的影响因素。
4.填料塔的设计计算方法:介绍填料塔的设计计算步骤,如塔径计算、填料层高度计算、塔内压降计算等;讲解填料塔的优化设计与放大原理。
三、教学方法本章节的教学方法采用讲授法、案例分析法和讨论法相结合。
1.讲授法:通过讲解填料塔的基本原理、结构、传质过程及设计计算方法,使学生掌握填料塔的相关知识。
2.案例分析法:分析实际工程中的填料塔案例,使学生能够将理论知识应用于实际问题的解决。
3.讨论法:学生进行小组讨论,分享学习心得和疑问,提高学生的主动性和合作精神。
四、教学资源本章节的教学资源包括教材、多媒体资料和实验设备。
1.教材:选用《化工原理》等权威教材,作为学生学习的主要参考资料。