吸收塔自动控制工艺设计

目录第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 -2.2吸收流程的确定 .................................................................... - 4 -2.3吸收塔设备的选择 ................................................................. - 5 -2.4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 ........................................................... - 10 -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 ............................................................... - 14 - 第4章塔件及附属设备的计算 ......................................................... - 15 -4.1液体分布器的计算 ............................................................... - 15 -4.2填料塔附属高度的计算 .......................................................... - 15 -4.3填料支撑板........................................................................ - 16 -4.4填料压紧装置..................................................................... - 16 -4.5液气进出管的选择 ............................................................... - 17 -4.6液体除雾器........................................................................ - 17 -4.7筒体和封头的设计 ............................................................... - 18 -4.8人孔的设计........................................................................ - 19 -4.9法兰的设计........................................................................ - 19 - 第5章设计总结.......................................................................... - 21 -符号说明 ................................................................................... - 23 -参考文献 ................................................................................... - 23 -第1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。

吸收塔设计计算吸收塔是工业生产中常用的设备，用于气体洗涤、脱硫、脱硝、除尘等工艺过程。

其设计计算是确保设备正常运行的重要步骤之一。

下文将从吸收塔的应用、结构分类、设计参数以及计算方法等方面探讨吸收塔的设计计算。

一、吸收塔的应用吸收塔是工业生产中常用的设备，广泛应用于化工、石化、钢铁、电力、印刷、制药等领域，用于将气体中的污染物分离除去。

具体应用包括：1、脱硫：吸收塔可用于烟气中的二氧化硫的脱除。

2、脱硝：吸收塔可用于烟气中的氮氧化物的脱除。

3、除尘：吸收塔可用于烟气中的粉尘颗粒的分离除去。

4、洗涤：吸收塔可用于气体中的酸气、碱气的洗涤处理。

二、吸收塔的结构分类根据结构形式可将吸收塔分为以下几种类型：1、板式吸收塔板式吸收塔是一种以板作为填料的吸收塔，分为横流型、纵流型和斜流型。

吸收塔内置有很多平行的垂直板，气体垂直流过板间空隙，与液体进行旋转接触混合，实现气体进液接触吸收的目的。

板式吸收塔简单易制，可耐受高浓度废气，且维护简单。

2、喷雾吸收塔喷雾吸收塔又称喷淋吸收塔，主要由塔体、喷头等组成。

塔体内装有填料液槽和底部雾化器。

气体经过填料液槽，液体被填料吸附，接触后管道中的液体被喷头雾化，形成雾滴与废气充分接触，从而达到吸附效果。

喷雾吸收塔结构简单，投资少，可以广泛应用。

3、吸附塔吸附塔是一种以吸附剂为填充物的吸收塔。

分为干法吸收和湿法吸收。

吸附塔可用于汽车尾气和工业废气的处理。

吸附塔结构简单，吸附盘式塔种类多样，能够高效地处理各类废气污染物。

三、吸收塔的设计参数1、气体流量气体流量是吸收塔的基本参数之一。

气体流量决定了吸收塔的尺寸和填料数量，它是吸收塔设计的起点。

2、液体流量液体流量是衡量吸收塔性能的重要指标之一。

液体流量要求经过塔体和填料液槽时能够喷淋到填料和气体中，从而实现吸收的目的。

3、气体温度气体温度是影响吸收塔工作效果的因素之一。

高温会导致液体蒸发速度减慢，吸收效果不佳，因此需要保持适宜的气体温度。

目录引言 (1)1.流程的说明 (2)1.1吸收剂的选择 (2)1.2填料层 (2)1.2.1填料的作用 (2)1.2.2填料种类的选择 (3)1.2.3填料的选择 (3)1.2.4填料塔的选择 (3)1.3吸收流程 (4)1.4液体分布器 (4)1.5液体再分布器 (4)2.吸收塔工艺计算 (5)2.1基础物性数据 (5)2.1.1 液相物性数据 (5)2.1.2气相物性数据 (5)2.2物料衡算 (5)2.3填料塔的工艺尺寸计算 (6)2.3.1塔径计算 (6)2.3.2传质单元高度的计算 (8)2.3.3 传质单元数的计算 (8)2.3.4填料层高度的计算 (9)2.4塔附属高度的计算 (10)2.5填料层压降的计算 (10)2.6其他附属塔内件的选择 (11)2.6.1液体分布器的选择： (11)2.6.2布液计算 (12)2.7.3液体再分布器的选择 (13)2.6.4填料支承装置的选择 (13)2.6.5填料压紧装置 (14)2.6.6塔顶除雾器 (14)2.7吸收塔的流体力学参数计算 (14)2.7.1 吸收塔的压力降 (14)2.7.2 吸收塔的泛点率校核 (14)2.7.3 气体动能因子 (15)3.其他附属塔内件的选择 (15)3.1吸收塔主要接管的尺寸计算 (15)3.2离心泵的计算与选择 (16)3.3风机的选取 (17)4.总结 (18)附录一吸收塔设计计算用量符号总表 (19)参考文献 (21)引言吸收是分离气体混合物的单元操作，其分离原理是利用气体混合物中各组分在液体溶剂中溶解度的差异来实现不同气体的分离。

一个完整的吸收过程应包括吸收和解吸两部分。

气体吸收过程是利用气体混合物中，各组分在液体溶解度或化学反应活性的差异，在气液两相接触时发生传质，实现气液混合物的分离。

在化工生产过程中，原料气的净化，气体产品的精制，治理有害气体，保护环境等方面都广泛应用到气体吸收过程。

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。

填料吸收塔课程设计说明书专业应用化学班级0704班姓名李海涛班级序号 3目录一前言 (2)二设计任务 (2)三设计条件............................................................ (2)四设计方案 (2)1流程图及流程说明2填料塔的选择五工艺计算 (5)1物料衡算，确定塔顶，塔底的气、液流量和组成2泛点的计算3塔径的计算4 填料层高度的计算5 填料层压降的计算6 液体分布装置7分布点密度计算8 液体再分布装置9气体入塔分布六填料吸收塔的附属设备 (5)1填料支撑板2填料压板和床层限制版七设计一览表 (6)八课程设计总结 (6)九主要符号说明 (6)十参考文献 (9)十一附图.......................................................... . (13)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NH3填料塔设计一设计任务1000m³∕h含NH3空气填料吸收塔的设计①1000m³∕h（标准状况下）含5％（体积比）氨气，其他组分视为惰性气体，气体进口温度为40℃，吸收后尾气中氨含量50μg／m³；②用清水吸收，清水进口温度为35℃；③操作压力为塔顶表压为0.2atm；④填料采用乱堆式拉西环二吸收工艺流程的确定采用常规逆流操作流程．流程如下。

吸收、吸附单元操作机械化、自动化设计方案指南1 范围本文件提供了吸收、吸附单元实现机械化、自动化操作的技术指导方案。

本文件适用于化工行业吸收、吸附单元及该单元操作所用设备的机械化、自动化改造与设计方案的确定。

2 规范性引用文件本文件没有规范性引用文件。

3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。

3.1吸收单元操作absorption unit operation利用气体混合物中各个组分在液体中溶解度的差异，对气体混合物进行有效分离的操作过程。

3.2吸附单元操作adsorption unit operation利用流体混合物中各个组分在不同介质表面吸附性能的差异，对流体混合物中各组分进行有效分离的操作过程。

4 一般要求4.1 用于检测吸收、吸附单元操作过程控制参数（如液位、流量、温度、压力、组分浓度、压差等）的仪表以及现场执行机构（如开关阀、调节阀等）应具备信号远传功能，远传信号应传送至控制室集中显示，控制系统应根据仪表检测信号设置相应的报警值或联锁值：各种检测仪表宜与现场相对应的执行机构构成自动调节控制回路或联锁控制回路。

4.2 吸收单元中的吸收塔塔釜或吸收液出料管线宜设置吸收液密度检测仪表（或具备密度检测功能的质量流量检测仪表、在线浓度检测仪等），实现吸收液组成的自动检测。

控制系统应根据吸收液密度检测仪表（或具备密度检测功能的质量流量检测仪表、在线浓度检测仪等）信号设置相应的报警值或联锁值：各种检测仪表宜与现场相对应的执行机构构成自动调节控制回路或联锁控制回路。

4.3 吸收、吸附单元操作中使用的动力设备（如泵、风机、真空泵等）应实现远程停止功能，宜实现远程启动功能。

4.4 对于有特殊要求的吸收、吸附单元，自动调节控制回路和联锁控制回路的具体构成方式及检测仪表、执行机构、设备等的选型应根据所涉工艺、设备、安全等方面的特殊要求确定。

4.5 对于甲乙类、腐蚀物、爆炸物、忌水、忌空气等有特殊要求的介质，应根据物料特性从本质安全角度出发设置相关保护措施。

化工原理课程设计吸收塔(总18页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--《化工原理》课程设计课题: 设计水吸收半水煤气体混合物中的二氧化碳的填料吸收塔设计者：王涛学号： 02指导老师：曹丽淑目录第一章设计任务3设计题目3设计任务及操作条件3设计内容3第二章设计方案4设计流程的选择及流程图4第三章填料塔的工艺设计4气液平衡关系4吸收剂用量5计算热效应5定塔径6喷淋密度的校核6体积传质系数的计算7填料层高度的计算8附属设备的选择第四章设计结果概要第五章设计评价17第一章设计任务、设计题目设计水吸收半水煤气体混合物中的二氧化碳的填料吸收塔、设计任务及操作条件（一）气体混合物1.组成（如表1所示）：2.气体量：4700Nm3∕h3.温度：30°C4.压力：1800KN∕m2(二)气体出口要求（V%）：CO2≤%(三)吸收剂：水、设计内容设计说明书一份，其内容包括：1.目录2.题目及数据3.流程图4.流程和方案的选择说明与论证5.吸收塔的主要尺寸的计算，注明计算依据的公式、数据的来源6.附属设备的选型或计算7.设计评价8.设计结果9.参考文献第二章设计方案、吸收流程的选择及流程图本设计混合原料气溶质浓度不高，同时过程分离要求不高，选用一种吸收剂（水）一步流程即可完成吸收任务。

由于逆流操作传质推动力大，这样可减少设备尺寸，并且能提高吸收率和吸收剂使用效率，故选择逆流吸收。

由于本任务吸收后的CO2要用以合成尿素，则需对吸收后的溶液解吸以得到CO2,同时溶剂也可循环使用。

水吸收CO2工艺流程图(图1)1-吸收塔；2-富液泵；3-贫液泵；4-解吸塔第三章填料塔的工艺设计、气液平衡关系由于此操作在高压下进行,高压环境对理想气体定律有偏差,故需对压力进行校核:由《化工原理设计导论》查得CO2的临界温度Tc=304K，临界压力Pc=则其对比温度Tr== =对比压力Pr= = =查《化工原理设计导论》图2-4得在此温度压力下:逸度系数则逸度f=p=1800×=1656KPa查《化工原理》下册得CO2气体在30℃时溶于水的亨利系数E=188000KPa相平衡常数m= = =则可得在此条件下气液平衡关系为：Y= =、吸收剂用量进塔CO2摩尔分数：=%=进塔CO2摩尔比：Y1= =出塔CO2摩尔分数：=%=出塔CO2摩尔比：Y2==混合气体体积流量：=4700N/h混合气体中惰性气体流量:V=×（）=∕h出塔液相浓度最大值: X1*=X1max= = =对于纯水吸收过程：X2=0则最小液气比：（）min= = =由 = ~2)（）min：取L11==××=∕hL21==××=∕hL31==××=∕h则由物料衡算公式V(Y1-Y2)=L(X1-X2)：X= = =X21= = =X31= = =以下计算以第一组数据(L11,X11)为例、计算热效应水吸收CO2的量：G A=V(Y1-Y2)=×（）=∕h查《化工原理设计导论》图4-5得CO2的溶解热q=97Kcal∕Kg查《化工原理》上册附录5，得水的Cp=∕（Kg·K）则由L×18×Cp×Δt=GA×44×q×得：Δ=同理可求得Δ=，Δ=由于Δ，Δ，Δ均小于1。