环境工程原理课程设计 丙酮吸收填料塔要点

填料塔课程设计丙酮一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握填料塔的基本原理、设计和应用。

通过本课程的学习，学生将能够：1.描述填料塔的结构和原理，理解其在化工、环保等领域的应用。

2.分析填料塔的设计参数，包括塔径、塔高、填料类型等，并能够进行初步的设计计算。

3.掌握填料塔的操作和维护方法，确保其稳定运行。

在情感态度价值观方面，学生将能够：1.认识化工行业的重要性和影响力，提高对化工工艺的兴趣和热情。

2.培养严谨的科学态度和良好的职业道德，注重安全生产。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括填料塔的原理、设计和应用。

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、填料类型和选择原则。

2.填料塔的设计：学习填料塔的设计方法，包括塔径、塔高、液气流速等参数的计算。

3.填料塔的应用：探讨填料塔在化工、环保等领域的实际应用案例。

三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法：1.讲授法：讲解填料塔的基本原理、设计和应用。

2.案例分析法：分析实际案例，让学生更好地理解填料塔的运用。

3.实验法：安排实验室实践，让学生亲自动手操作，提高实际操作能力。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：《化工工艺设备设计》等有关填料塔的教材。

2.参考书：提供相关的专业书籍，丰富学生的知识体系。

3.多媒体资料：制作课件、视频等，帮助学生形象地理解填料塔的原理和设计。

4.实验设备：准备填料塔模型等实验设备，供学生进行实践操作。

五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，本课程将采取以下评估方式：1.平时表现：评估学生的课堂参与度、提问回答等情况，以考察其对课程内容的掌握程度。

2.作业：布置相关的设计题目，评估学生对填料塔原理和设计的理解和应用能力。

3.考试：期末进行闭卷考试，测试学生对填料塔知识的掌握程度。

六、教学安排本课程的教学安排如下：1.课时：共计32课时，每课时45分钟。

环境工程原理课程设计题目水吸收丙酮填料塔设计学院专业班级学生姓名学生学号指导教师2014年6月16日目录第一章设计任务书 (3)1.1 设计题目 (3)1.2 设计任务及操作条件 (3)1.3 设计内容 (3)1.4 设计要求 (3)第二章设计方案的确定 (4)2.1 设计方案的内容 (4)2.1.1 流程方案的确定 (4)2.1.2 设备方案的确定 (4)2.2 填料的选择 (5)第三章吸收塔的工艺计算 (6)3.1 基础物性数据 (6)3.1.1 液相物性数据 (6)3.1.2 气相物性数据 (6)3.1.3气液平衡相数据 (7)3.2 物料衡算 (7)3.3 填料塔塔径的计算 (8)3.3.1 泛点气速的计算 (8)3.3.2 塔径的计算及校核 (9)3.4.1 气相总传质单元数的计算 (10)3.4.2 气相总传质单元高度的计算 (10)3.5 填料塔流体力学校核 (13)3.5.1 气体通过填料塔的压降 (13)3.5.2 泛点率 (13)3.5.3 气体动能因子 (13)第四章塔内辅助设备的选择和计算 (14)4.1 液体分布器 (14)4.2 填料塔附属高度 (15)4.3 填料支承装置 (15)4.4 填料压紧装置 (15)4.5 液体进、出口管 (16)4.6 液体除雾器 (16)4.7 筒体和封头 (17)4.8 手孔 (17)4.9 法兰 (18)4.10 裙座 (19)第五章设计计算结果总汇表 (21)第六章课程设计总结 (24)参考文献 (25)附录 (26)第一章设计任务书1.1 设计题目水吸收丙酮填料塔设计1.2 设计任务及操作条件（1）气体处理量：1820 m3/h（2）进塔混合气含丙酮5%（V ol），进塔温度35℃（3）进塔吸收剂（清水）温度：25℃，吸收剂的用量为最小用量的1.3倍（4）丙酮回收率：90%（5）操作压力：常压（6）每天工作24小时，一年300天1.3 设计内容（1）确定吸收流程（2）物料衡算，确定塔顶塔底的气液流量和组成（3）选择填料、计算塔径、填料层高度、填料分层、塔高（4）流体力学特性校核：液气速度求取、喷淋密度校核、填料层压降计算（5）附属装置的选择与确定：液体喷淋装置、液体再分布器、气体进出口及液体进出口装置、栅板1.4 设计要求（1）设计说明书内容①目录和设计任务书②流程及流程说明③设计计算及结果总汇表④对设计成果的评价及讨论⑤参考文献（2）绘制填料塔设计图第二章设计方案的确定2.1 设计方案的内容2.1.1 流程方案的确定本工艺采用清水吸收丙酮，为易溶气体的吸收过程，由于逆流操作传质推动力大，传质速率快，分离效率高，吸收剂利用率高，故选用逆流操作，即气体自塔低进入由塔顶排出，液体自塔顶进入由塔底排出。

丙酮和水吸收塔化工原理-从结构、工艺过程和应用角度深度探讨丙酮和水吸收塔是一种常用的化工设备，广泛应用于化工、医药、食品等领域，具有吸收、分离、净化等功能。

本文将从结构、工艺过程和应用角度深度探讨丙酮和水吸收塔化工原理。

一、丙酮和水吸收塔结构丙酮和水吸收塔主要由塔壳、填料层、进料管道、排气管道、循环泵和控制系统组成。

塔壳一般为不锈钢或碳钢材质，填料层可以是泡沫塑料、陶粒或塑料制品。

进料管道和排气管道负责分别导入和排出气体。

循环泵则起到循环液体的作用，控制系统用于调节塔内气体温度和流速等参数。

二、丙酮和水吸收塔工艺过程丙酮和水吸收塔的工艺过程可以分为四个步骤：吸附、溶解、反应和分离。

1. 吸附当气体进入丙酮和水吸收塔时，它们就开始接触填料上涂有吸收剂的表面。

此时，气体中的废气开始与吸收剂发生接触，废气中的污染物开始逐渐被吸收剂吸附。

2. 溶解在吸附的基础上，当气体与吸收剂发生接触时，吸附剂会逐渐溶解。

目的是使废气在吸收剂中形成分子内的显著降解和溶解，在这一步骤中，需要预先调节液体和气体的比例，温度和压力等参数以确保溶解的发生。

3. 反应在液池中发生吸收剂与废气中污染物之间化学反应，使废气中的污染物逐渐被分解降解，从而减轻对环境负担。

4. 分离在经过吸附、溶解和反应之后，液池中的吸收剂会变得过度饱和。

这时，液池内的液体会通过流量调节阀流入分离器，使污染物与吸收剂分离。

而气体则经过排气管道排出丙酮和水吸收塔。

三、丙酮和水吸收塔应用丙酮和水吸收塔具有广泛的应用领域，如环境保护、化工生产、医药生产和食品加工等。

例如，在环境保护领域，丙酮和水吸收塔主要应用于废气处理。

在化工生产中，丙酮和水吸收塔主要用于去除废气中的有机气体，减轻对环境的污染。

在医药生产和食品加工领域，丙酮和水吸收塔则主要用于去除废气中的异味、二氧化碳等有害气体，提高晶体产品的纯度和质量。

综上所述，丙酮和水吸收塔化工原理是一种重要的工艺和设备，具有吸收、分离、净化等多种功能。

丙酮填料吸收塔课程设计一、教学目标本课程旨在通过丙酮填料吸收塔的学习，让学生掌握其基本原理、结构特点以及应用领域。

具体目标如下：1.知识目标：a.了解丙酮填料吸收塔的定义、工作原理和分类；b.掌握丙酮填料吸收塔的设计计算方法和操作要点；c.熟悉丙酮填料吸收塔在化工、环保等领域的应用。

2.技能目标：a.能够运用所学知识对丙酮填料吸收塔进行简单的设计和计算；b.具备分析丙酮填料吸收塔操作过程中可能出现的问题的能力；c.学会使用相关软件对丙酮填料吸收塔进行模拟和优化。

3.情感态度价值观目标：a.培养学生对化工工艺和环保领域的兴趣，增强其社会责任感；b.培养学生严谨治学、勇于创新的精神；c.使学生认识到丙酮填料吸收塔技术在现代工业中的重要性，提高其学习的积极性。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.丙酮填料吸收塔的基本原理：介绍丙酮填料吸收塔的工作原理、分类及特点。

2.丙酮填料吸收塔的设计计算：讲解丙酮填料吸收塔的设计计算方法，包括塔径、塔高、填料层参数等。

3.丙酮填料吸收塔的操作要点：介绍丙酮填料吸收塔的操作流程、注意事项及故障处理。

4.丙酮填料吸收塔的应用领域：讲解丙酮填料吸收塔在化工、环保等领域的应用实例。

5.案例分析：分析实际工程中丙酮填料吸收塔的应用案例，加深学生对理论知识的理解。

为了提高教学效果，本课程将采用以下教学方法：1.讲授法：系统地传授丙酮填料吸收塔的基本原理、设计计算方法、操作要点等知识。

2.案例分析法：通过分析实际工程案例，使学生更好地理解和掌握丙酮填料吸收塔的应用。

3.实验法：学生进行丙酮填料吸收塔的实验操作，培养学生的动手能力和实际问题解决能力。

4.讨论法：鼓励学生积极参与课堂讨论，提高其思维能力和团队协作能力。

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：《化工工艺学》、《环保工程》等。

2.参考书：丙酮填料吸收塔相关的研究论文、技术手册等。

丙酮吸收塔技术方案
在化工生产中，丙酮是一种常用的有机溶剂，其吸收塔技术方案对生产过程起着至关重要的作用。

丙酮吸收塔主要用于从气相中吸收丙酮，以实现气液相质量传递和分离。

设计一个高效的丙酮吸收塔技术方案，可以提高生产效率和产品质量，降低生产成本，保护环境。

首先，丙酮吸收塔的设计需要充分考虑生产工艺参数和原料气体的性质。

根据实际情况确定吸收剂的种类和浓度，以及丙酮在气相中的浓度和流量。

同时，还需要考虑塔内填料的选择和塔板的布置，确保气液接触充分、传质效果好。

其次，丙酮吸收塔技术方案还需要考虑操作条件和控制系统。

合理的操作条件可以提高吸收效率，降低能耗。

控制系统应能够实时监测塔内气相和液相的流量、温度和压力等参数，实现自动化控制和调节。

另外，丙酮吸收塔的安全性和稳定性也是设计方案需要重点考虑的问题。

需要保证塔内气体不泄漏，液体不外溢，以及避免因操作失误或突发情况引发的安全事故。

在设计方案中要充分考虑安全阀、泄压装置等安全设施的设置，确保生产过程安全可靠。

总的来说，丙酮吸收塔技术方案的设计需要综合考虑工艺参数、操作条件、控制系统、安全性等多个方面的因素。

通过科学合理的设计，可以实现丙酮吸收过程的高效、安全、稳定运行，为化工生产提供有力的保障。

同时，也可以为环保节能做出积极贡献。

希望未来在丙酮吸收塔技术方案的研发和应用中，能够不断完善和提升，为工业生产和社会发展做出更大的贡献。

摘要空气-丙酮混合气填料吸收塔设计任务为用水吸收丙酮常压填料塔，即在常压下，从含丙酮1.82%、相对湿度70%、温度35℃的混合气体中用25℃的吸收剂清水在填料吸收塔中吸收回收率为90%丙酮的单元操作。

设计主要包括设计方案的确定、填料选择、工艺计算等内容，其中整个工艺计算过程包括确定气液平衡关系、确定吸收剂用量及操作线方程、填料的选择、确定塔径及塔的流体力学性能计算、填料层高度计算、附属装置的选型以及管路及辅助设备的计算，在设计计算中采用物料衡算、亨利定律以及一些经验公式，该设计的成果有设计说明书和填料吸收塔的装配图及其附属装置图。

目录摘要............................................................ I 水吸收丙酮填料塔设计. (1)第一章任务及操作条件 (1)第二章设计方案的确定 (2)2.1 设计方案的内容 (2)2.1.1 流程方案的确定 (2)2.1.2 设备方案的确定 (2)2.2 流程布置 (3)2.3 收剂的选择 (3)2.4 操作温度和压力的确定 (3)第三章填料的选择 (4)3.1填料的种类和类型 (4)3.1.1 颗粒填料 (4)3.1.2 规整填料 (4)3.2 填料类型的选择 (4)3.3填料规格的选择 (5)3.4填料材质的选择 (5)第四章工艺计算 (6)4.1 物料计算 (6)4.1.1 进塔混合气中各组分的量 (6)4.1.2 混合气进出塔的摩尔组成 (6)4.1.3 混合气进出塔摩尔比组成 (7)4.1.4 出塔混合气量 (7)4.2气液平衡关系 (7)L (7)4.3 吸收剂(水)的用量sX (8)4.4 塔底吸收液浓度14.5 操作线 (8)4.6 塔径计算 (8)4.6.1采用Eckert通用关联图法计算泛点气速u (8)F4.6.2 操作气速的确定 (9)4.6.3 塔径的计算 (9)4.6.4 核算操作气速 (10)4.6.5 核算径比 (10)4.6.6 喷淋密度校核 (10)4.6.7 单位填料程压降（pZ）的校核 (10)4.7 填料层高度的确定 (11)4.7.1 传质单元高度OGH计算 (11)4.7.2 计算YK a (13)4.7.3 计算OGH (13)4.7.4 传质单元数OGN计算 (13)4.7.5 填料层高度z的计算 (14)4.7.6填料塔附属高度的计算 (14)第五章填料吸收塔的附属设备 (15)5.1 填料支承板 (15)5.2 填料压板和床层限制板 (15)5.3 气体进出口装置和排液装置 (15)5.4分布点密度及布液孔数的计算 (15)5.5塔底液体保持管高度的计算 (16)第六章辅助设备的选型 (18)6.1管径的计算 (18)参考文献 (19)附录 (20)附表 (21)致谢 (24)水吸收丙酮填料塔设计第一章任务及操作条件混合气(空气、丙酮蒸汽)处理量：3m h2200/进塔混合气含丙酮 1.82％(体积分数)；相对湿度:70％；温度:35℃；进塔吸收剂(清水)的温度25℃；丙酮回收率：90％；操作压强：常压操作。

《化工原理》课程设计标题学院专业班级姓名 5655665656学号 5656555666指导教师 55566655562011年12月25日目录1. 水吸收丙酮填料塔的设计简介---------------------------------------11.1水吸收丙酮填料塔的设计的确定----------------------------------11.1.1任务及操作条件------------------------------------------11.1.2吸收工艺流程的确定--------------------------------------11.1.2.1逆流操作--------------------------------------11.1.2.2并流操作-------------------------------------------21.1.2.3吸收剂部分再循环操作-------------------------------21.1.2.4多塔串联操作---------------------------------------21.1.2.5串—并联混合操作-----------------------------------21.1.3吸收剂的选择---------------------------------------------21.2填料的选择----------------------------------------------------32. 工艺计算-------------------------------------------------------42.1 基础物性数据-------------------------------------------------42.1.1液相物性的数据-------------------------------------------52.1.2气相物性的数据-------------------------------------------52.1.3气液相平衡数据-------------------------------------------52.1.4 物料衡算-------------------------------------------------52.2 填料塔的工艺尺寸的计算----------------------------------------72.2.1 塔径的计算-----------------------------------------------72.2.2 填料层高度计算-------------------------------------------92.2.3 填料层压降计算------------------------------------------112.2.4 液体分布器简要设计-------------------------------------122.2.4.1液体分布器的选型-----------------------------------122.2.4.2分布点密度计算-------------------------------------122.2.4.3布液计算--------------------------------------------123. 辅助设备的计算及选型-------------------------------------------133.1填料支承设备------------------------------------------------133.2填料压紧装置------------------------------------------------143.3液体再分布装置-----------------------------------------------144. 设计一览表----------------------------------------------------165. 后记------------------------------------------------------------176. 参考文献--------------------------------------------------------177. 主要符号说明----------------------------------------------------188. 附图（工艺流程简图、主体设备设计条件图）-----------------------181.水吸收丙酮填料塔的设计简介塔设备[1]是化工、石油化工、生物化工、制药等生产过程中广泛应用的气液传质设备。

丙酮气体吸收塔设计丙酮气体吸收塔是一种用于吸收气体的设备，在化工、环保等领域广泛应用。

下面对丙酮气体吸收塔的设计进行介绍。

1. 设计原则(1) 安全性原则：在设计吸收塔时，应尽可能保证操作人员的安全。

(2) 高效性原则：吸收塔应具有高效率，以便满足处理要求。

(3) 经济性原则：在保证安全性和高效性的前提下，应尽可能降低成本。

(4) 可操作性原则：吸收塔的设计应方便操作和维护。

2. 设计参数(1) 塔径：根据吸收剂和气体的流量、物理性质和化学反应等参数计算，一般应在0.5-2.5m之间。

根据实际情况，还可以采用多塔并联的方式提高处理能力。

(2) 塔高：根据吸收塔的有效高度和气体、吸收剂的物理性质等参数计算，一般应在2-20m之间。

(3) 填料：填料的选择应根据吸收剂和气体的性质、流量和化学反应等参数。

目前在丙酮气体吸收塔中常用的填料有陶瓷环、泡沫塑料、金属丝网等。

(4) 气液比：气液比的选择应根据具体的处理需求进行调整。

一般气相速度在0.3-1.2 m/s，液相速度在0.1-0.8m/s。

3. 吸收剂的选择丙酮气体吸收剂的选择应根据被吸收物质的特性进行选择。

常用的吸收剂有水、有机溶剂、碱性溶液等。

4. 设备材料吸收塔应选用适合处理物质的材料，例如塑料、玻璃钢、不锈钢等。

在吸收丙酮气体时，不锈钢是一种常用的材料。

5. 设备配件丙酮气体吸收塔还需要配备进口、出口阀门、液位计、温度计、压力表等设备配件，以便进行控制和监测。

综上所述，丙酮气体吸收塔的设计应综合考虑各种因素，以满足处理要求和安全性要求。

内蒙古科技大学本科生课程设计说明书题目：丙酮填料吸收塔学生姓名：黄也学号：1266115209专业：化学工程与工艺班级：化工12-2指导教师：赫文秀教授摘要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，属微分接触逆流操作过程。

填料塔具有较高的分离效率，因此根据丙酮和空气的物理性质和化学性质分析，应该采用填料塔来分离气相中的丙酮。

本次设计任务是针对二元物系的吸收问题进行分析、设计、计算、核算、绘图，是较完整的吸收设计过程，并通过对填料塔及其填料的计算，可以得出填料塔和填料及附属设备的各种设计参数。

由于此分离技术较成熟分离效率也很高所以在工程应用上特别广。

关键词：纯水；丙酮；填料；填料塔；填料层高度目录第一章概述与设计方案的确定- 1 -1.1概述- 3 -1.2填料塔简述- 4 -1.3设计方案的确定- 4 -1.3.1装置流程的确定- 4 -1.3.2填料的选择- 5 -1.3.3吸收剂的选择- 6 -第二章设计计算- 7 -2.1基础物性数据- 7 -2.1.1液相物性数据- 7 -2.1.2气相物性数据- 7 -2.1.3气液相平衡数据- 8 -2.2物料衡算- 8 -2.3填料塔的工艺尺寸的计算- 9 -2.3.1塔直的计算- 9 -2.3.2填料层高度计算- 11 -2.3.3填料塔总压降计算- 15 -第三章填料塔的附属设备选型- 18 -3.1液体分布器的选择- 18 -3.1.1液体分布器简要概述- 18 -3.1.2液体分布器的选型- 18 -3.1.3分布点密度的计算- 18 -3.2吸收塔的主要接管尺寸的计算- 19 -3.2.1气相管径- 20 -3.2.2液相管径- 20 -3.3辅助设备的选型- 20 -3.3.1填料支承设备- 20 -3.3.2填料压紧装置- 21 -3.3.3除沫装置- 21 -3.3.4离心泵的选择- 21 -3.4塔高的确定- 21 -3.4.1塔附属高度的计算- 21 -3.4.2塔底液体保持管高度- 21 -3.4.3塔的高度- 21 -参考文献- 22 -结束语- 23 -第一章概述与设计方案的确定1.1概述化工生产过程中所处理的原料、中间产物、粗产品等几乎都是混合物，而且大部分都是均相物系。

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章塔内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。

水吸收丙酮填料塔设计设计用水吸收丙酮常压填料塔，其任务及操作条件为 ①混合气(空气、丙酮蒸汽)处理量： 1450 3/m h 。

②进塔混合气含丙酮 2.13％(体积分数)；相对湿度： 70％；温度： 35℃； ③进塔吸收剂(清水)的温度：25℃； ④丙酮回收率： 93％； ⑤操作压强： 常压操作。

[设计计算]一、吸收工艺流程的确定采用常规逆流操作流程．流程说明从略。

二、物料计算l. 进塔混合气中各组分的量近似取塔平均操作压强为101.325kPa ，故：混合气量 n ＝ 1450*27327335+*122.4＝ 57.38 (kmol ／h)混合气中丙酮量n ＝ 57．38×0.0213 ＝1.22 (kmol ／h) m ＝ 1.22×58＝70.89 (kg ／h)查化工原理附录，35℃饱和水蒸气压强为5623．4Pa ，则每kmoI 相对湿度为70％的混合气中含水蒸气量＝35623.4*0.7101.325*100.7*5623.4-=0.0404 kmol 水气/ kmol （空气十丙酮）混合气中水蒸气含量n ＝57.38*0.0404(10.0404)+＝2.23 （kmol ／h ）m ＝2．23×18＝40.14 (kg ／h)混合气中空气量n ＝57.38一1.22—2.23＝53.93（kmol ／h ）m ＝53.93×29＝1563.97 (kg ／h)2．混合气进出塔的摩尔组成1y ＝0.0213 2y =1.22*(10.93)53.932.23 1.22*(10.93)-++-=0.001523．混合气进出塔的比摩尔组成若将空气与水蒸气视为情气，则情气量n ＝53.93十2.23＝56.16 （kmol ／h ） m ＝1563.97十40.14＝1604.11 (kg ／h)1Y ＝1.2256.16＝0.0217 (kmol 丙酮／kmol 情气)2Y ＝1.22*(10.93)56.16-＝0.00152 (kmol 丙酮／kmol 情气)4．出塔混合气量出塔混合气量n ＝56.16十1.22*(1-0.93)＝56.25 （kmol ／h ）m ＝1604.11十70.89*0.07＝1609.07 (kg ／h) 三、热量衡算热量衡算为计算液相温度的变化以判明是否为等温吸收过程，假设丙酮溶于水放出的热量全被水吸收，且忽略气相温度变化及塔的散热损失(塔保温良好)。

丙酮填料吸收塔课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解丙酮填料吸收塔的基本原理，掌握吸收塔的构造和功能。

2. 学生能掌握丙酮在吸收塔中的传质、传热过程，并了解影响吸收效率的主要因素。

3. 学生能运用相关理论知识，分析丙酮填料吸收塔的操作参数，对其进行优化。

技能目标：1. 学生具备设计丙酮填料吸收塔实验方案的能力，能进行实验操作，并对实验数据进行处理和分析。

2. 学生能运用计算机软件对丙酮填料吸收塔进行模拟和优化，提高解决实际问题的能力。

情感态度价值观目标：1. 学生通过本课程的学习，培养对化学工程学科的兴趣，激发学习热情。

2. 学生能认识到丙酮填料吸收塔在化工生产中的应用价值，增强社会责任感和环保意识。

3. 学生通过小组合作、讨论交流，培养团队协作精神，提高沟通能力和解决问题的能力。

课程性质：本课程为化学工程学科的专业课程，旨在让学生掌握丙酮填料吸收塔的原理和操作，提高实验技能和实际应用能力。

学生特点：学生为高年级本科生，具备一定的化学基础和工程知识，具有较强的逻辑思维和动手能力。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调实验操作和实际应用，提高学生的综合能力。

通过课程目标分解，确保学生能够达到预期的学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。

二、教学内容1. 丙酮填料吸收塔的基本原理：包括吸收塔的结构、填料的类型及特点、气液两相间的传质和传热过程。

相关教材章节：第三章“吸收与吸附”，第5节“填料塔吸收”。

2. 影响丙酮填料吸收塔效率的因素：分析温度、压力、气体流速、液体流速等操作参数对吸收效率的影响。

相关教材章节：第三章“吸收与吸附”，第6节“影响吸收效率的因素”。

3. 丙酮填料吸收塔的设计与优化：介绍实验方案设计、操作参数优化方法，以及计算机模拟在吸收塔设计中的应用。

相关教材章节：第四章“化工塔设备”，第2节“填料塔的设计与优化”。

4. 实验操作与数据处理：包括实验操作步骤、注意事项以及实验数据的收集、处理和分析方法。

江苏大学京江学院填料吸收塔课程设计说明书专业班级姓名班级序号指导老师日期成绩目录前言 (2)水吸收丙酮填料塔设计 (2)一任务及操作条件 (2)二吸收工艺流程的确定 (2)三物料计算 (3)四热量衡算 (4)五气液平衡曲线 (5)六吸收剂(水)的用量Ls (5)七塔底吸收液浓度X1 (6)八操作线 (6)九塔径计算 (6)十填料层高度计算 (9)十一填科层压降计算 (13)十二填料吸收塔的附属设备 (13)十三课程设计总结 (15)十四主要符号说明 (16)十五参考文献 (17)十六附图 (18)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。

水吸收丙酮填料塔设计一任务及操作条件①混合气(空气、丙酮蒸汽)处理量：80003/m h。

②进塔混合气含丙酮15％(体积分数)；相对湿度:70％；温度:25℃；③进塔吸收剂(清水)的温度25℃；④丙酮回收率：95％；⑤操作压力为常压。

二吸收工艺流程的确定采用常规逆流操作流程．流程如下。

三 物料计算(l). 进塔混合气中各组分的量近似取塔平均操作压强为101.3kPa ，故： 混合气量＝ 8000（273/273+25）×122.4＝ 327.18kmol ／h 混合气中丙酮量＝327.18×0.15＝49.08 kmol ／h ＝ 49.08×327.18＝16058kg ／h查附录，25℃饱和水蒸气压强为3168.4Pa ，则相对湿度为70％的混合 气中含水蒸气量＝4.31687.0103.1017.04.31683⨯⨯⨯-=0.0224 kmol （水气）/ kmol （空气十丙酮）混合气中水蒸气含量＝0224.010224.018.327+⨯＝7.17kmol ／h （《化工单元操作及设备》P18916-23）＝7.17×18＝129.03kg ／h混合气中空气量＝327.18－49.08-7.17＝270.93kmol ／h＝270.93×29＝7856.97kg ／h(2)．混合气进出塔的（物质的量）成 1y ＝0.15,则2y =)95.01(08.4917.793.270)95.01(08.49-⨯++-⨯=0.0087（3）．混合气进出塔（物质的量比）组成 若将空气与水蒸气视为惰气，则 惰气量＝270.93十7.17＝278.1kmol ／h ＝7856.93＋129.03＝7985.96kg ／hY 1=1.27808.49=0.176kmol(丙酮)/kmol(惰气) Y 2=1.278)95.01(08.49-=0.0088kmol(丙酮)/kmol(惰气)（4）．出塔混合气量出塔混合气量=278.1+49.08×0.05=280.55kmol/h =7985.96+16058×0.05=8788.86kg/h 四 热量衡算热量衡算为计算液相温度的变化以判明是否为等温吸收过程。

环境工程原理课程设计 - 填料吸收塔概述本文将详细介绍填料吸收塔的原理、设计和应用。

通过相应的分析和实验结果，提供一个全面、详细、完整且深入的探讨填料吸收塔的主题。

以下是本文的详细内容：一、填料吸收塔的概念与原理1.1 填料吸收塔的定义填料吸收塔是一种常见的气液分离设备，广泛应用于环境工程领域。

它通过将气体与液体接触，使气体中的有害物质被液体吸收，并实现气体的净化与净化。

1.2 填料吸收塔的工作原理填料吸收塔的工作原理是将气体和液体按照相逆流方式通过填料层，利用气液两相之间的质量传递来完成物质的吸收和分离。

在填料层的作用下，气体与液体之间发生物质的传递和吸收过程。

1.3 物质传递机制物质在填料吸收塔中的传递主要有质量传递和动量传递两种机制。

质量传递是指气体和液体之间物质的扩散，而动量传递是指气液两相之间的动量交换。

二、填料吸收塔的设计2.1 填料选择与性能要求填料是填料吸收塔中的关键部件，其性能直接影响到塔的吸收效率和运行效果。

选择合适的填料并确定其性能要求是设计填料吸收塔的重要步骤。

2.2 塔高与填料层高度的计算塔高是指填料吸收塔的总高度，而填料层高度是指填料层的高度。

两者的计算与塔的工艺性能和操作效果密切相关。

2.3 液体流量与气体流量的计算填料吸收塔的设计还需计算液体流量和气体流量。

液体流量的确定需要考虑填料的液膜面积，而气体流量的确定需要考虑填料的传质能力和物质传递效果。

2.4 填料吸收塔的压降计算填料吸收塔中的压降是指气体流过填料层时由于与填料的摩擦和阻力而产生的能量损失。

压降的计算对于塔的设计和操作参数的确定非常重要。

三、填料吸收塔的应用3.1 污水处理中的填料吸收塔填料吸收塔在污水处理中被广泛应用，主要用于去除废水中的臭味和有害气体。

通过填料吸收塔的设计和运行，可以实现污水的有效处理和净化。

3.2 烟气脱硫中的填料吸收塔填料吸收塔在烟气脱硫中也得到了广泛的应用。

通过填料吸收塔，可以将烟气中的二氧化硫等有害物质进行吸收和分离，实现烟气的净化和脱硫。

目录概述 (2)一设计任务及操作条件 (2)二设计方案的确定 (3)三物料计算 (3)四热量衡算 (4)五气液平衡曲线 (5)六吸收剂(水)的用量Ls (6) (6)七塔底吸收液浓度X1八操作线 (6)九塔径计算 (6)十填料层高度计算 (9)十一填科层压降计算 (13)十二填料吸收塔的附属设备 (13)十三填料塔的设计结果概要 (15)十四主要符号说明 (16)十五参考文献 (17)十六课程设计总结 (18)1概述在化工、炼油、医药、食品及环境保护等工业部门，塔设备是一种重要的单元操作设备。

其作用实现气—液相或液—液相之间的充分接触，从而达到相际间进行传质及传热的过程。

它广泛用于蒸馏、吸收、萃取、等单元操作，随着石油、化工的迅速发展，塔设备的合理造型设计将越来越受到关注和重视。

塔设备有板式塔和填料塔两种形式，下面我们就填料塔展开叙述。

填料塔的基本特点是结构简单，压力降小，传质效率高，便于采用耐腐蚀材料制造等，对于热敏性及容易发泡的物料，更显出其优越性。

过去，填料塔多推荐用于0.6∽0.7m以下的塔径。

近年来，随着高效新型填料和其他高性能塔内件的开发，以及人们对填料流体力学、放大效应及传质机理的深入研究，使填料塔技术得到了迅速发展。

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。

板式塔和填料塔都可用于吸收过程，此次设计用填料塔作为吸收的主设备。

水吸收丙酮填料塔设计2一设计任务和操作条件○1混合气（空气、丙酮蒸气）处理量1500m³∕h;○2进塔混合气含丙酮体积分数1.82%；相对湿度70%；温度35℃；○3进塔吸收剂（清水）的温度为25℃；○4丙酮回收率90%；○5操作压力为常压。

二设计方案的确定（1）吸收工艺流程采用常规逆流操作流程．流程如下：流程说明:混合气体进入吸收塔，与水逆流接触后，得到净化气排放；吸收丙酮后的水，经取样计算其组分的量，若其值符合国家废水排放标准，则直接排入地沟，若不符合，待处理之后再排入地沟。

化工设计任务书（一）设计题目：水吸收丙酮填料塔设计（二）设计任务及操作条件（二）设计任务及操作条件1）气体处理量2200Nm3 /h 2）进塔气体含丙酮1.82%（V ol），相对湿度70%，湿度35。

C 3）进塔吸收剂（清水）的温度水洗）进塔吸收剂（清水）的温度 25。

C水洗4）丙酮吸收率95% 5）操作压强：常压）操作压强：常压（三）设备内容（三）设备内容1．设计方案的确定及流程说明．设计方案的确定及流程说明2．填料塔的塔径、塔高及填料层压降的计算3．填料塔附属结构的选型及设计．填料塔附属结构的选型及设计4．塔的机械强度校核．塔的机械强度校核5．设计结果列表或设计一览表．设计结果列表或设计一览表6．填料塔的装配图．填料塔的装配图7．对设计结果的自我评价、总结与说明(四) 设计主要参考书设计主要参考书[1] 柴诚敬等，化工原理课程设计，天津科学技术出版社[2] 潘国昌等，化工设备设计，清华大学出版社[3] 顾芳珍，化工设备设计基础，天津大学出版社，1997 [4] 化工设备设计中心站，材料与零部件，上海科学技术出版社，1982 [5] 化学工业部化工设计公司主编，化工工艺算图第一册第一册 常用物料物性数据，化学工业出版社，1982 [6] 机械设计手册，化学工业出版社，1982 [7] 茅晓东，典型化工设备机械设计指导，华东理工大学出版社，1995 [8] 刁玉玮，化工设备机械基础，大连理工大学出版社[9] 贺匡国，简明化工设备设计手册，化工出版社[10] GB150-89 钢制压力容器（全国压力容器标准委员会）学苑出版社学苑出版社f s3101.329.531.168/8.314308mm V V PM kg m RT r ´===´混合气体的粘度可近似取为空气的粘度，由化工原理（上册）附录五查得30℃空气的粘度为℃空气的粘度为51.89100.068/()v Pa s kg m h m -=´×=× 查手册并计算得丙酮在空气中的扩散系数为315222211233114.3610()0.1330.048/()A BV A B T M MD m s m h p v v -´+===+V D ————扩散系数，2/m s ；P ————总压强，Pa ；T ————温度，K ；,A B M M ————分别为AB 两种物质的摩尔质量，kg/kmol ；,A Bu u ————分别为A ，B 两物质的分子体积，3/m kmol3.气液相平衡数据气液相平衡数据化工单元操作设计手册化工单元操作设计手册((化学工业部化学工程设计技术中心站主编)表2--1查得常压下25℃时丙酮在水中的亨利系数为℃时丙酮在水中的亨利系数为[ 4 ] [ 4 ] 211.5E kPa =相平衡常数为相平衡常数为211.532.088101.3E m P ===溶解度系数：溶解度系数：L S H EM r ==3997.080.262/(.)211.518.02kmol kPa m =´（四）物料衡算（四）物料衡算进塔气相摩尔比为进塔气相摩尔比为 10.0185Y =出塔气相摩尔比为出塔气相摩尔比为21(1)0.0185(10.95)0.000925A Y Y j =-=´-=Aj ——丙酮的回收率（95%）进塔惰性气体流量为进塔惰性气体流量为()22001 1.82%96.43/22.4V kmol h =´-= 该吸收过程属低浓度吸收，该吸收过程属低浓度吸收，平衡关系为直线，平衡关系为直线，平衡关系为直线，最小液气比可按下式计算，最小液气比可按下式计算，最小液气比可按下式计算，即即12min 12/Y Y L V Y m X -æö=ç÷-èø 对于纯溶剂吸收过程，进塔液相组成为2min 00.01850.000925 1.9840.0185/2.088X L V =-æö==ç÷èø由题意知，操作液气比为由题意知，操作液气比为 min12121 1.5 1.5 1.984 2.97396.43 2.973286.67/()()96.430.0185-0.0009250.00689286.67L L V V L kmol h V Y Y L X X X （）æö==´=ç÷èø=´=-=-==35℃进塔气体体积流量Vs=V 0 00308.15.=2200=2481.9273.15P TP T ´ M 3/h（五）填料塔的工艺尺寸的计算（五）填料塔的工艺尺寸的计算1.塔径计算塔径计算采用Eckert 通用关联图计算泛点气速。

第一章丙酮气体填料吸收塔的设计1.1概述吸收是利用气体在液体中的溶解度差异来分离气态均相混合物的一种单元操作。

用于吸收的设备类型很多，如我们常见的填料塔、板式塔、鼓泡塔和喷洒塔等。

但工业吸收操作中更多的使用填料塔，这是由于填料塔具有结构简单、容易加工，便于用耐腐蚀材料制造，以及压强小、吸收效果好、装置灵活等优点，尤其使用于小塔径的场合。

1.2 设备的选用在本次课设中，要求用地下水吸收丙酮气体，且丙酮含量较低，故选用填料塔。

这是由于填料塔具有结构简单、容易加工，便于耐腐蚀材料制造，以及生产能力大、压降小、吸收效果好、操作弹性大等优点。

在工业吸收操作中，填料塔被广泛应用。

填料塔是气液呈连续性接触的气液传质设备，它的结构和安装相对于板式塔简单。

塔的底部有支撑板用来支撑填料，并允许气液通过。

支撑板上的填料有乱堆和整砌两种方式。

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。

填料层中的液体有向塔壁流动的趋势，因此填料层较高时往往将其分为几段，每一段填料层上方设有再分布器，将沿塔壁流动的液体导向填料层内。

近些年来，由于性能优良的新型填料不断开发，改善了填料层内气液两相的分布与接触情况。

促使填料塔的应用日趋广泛。

1.3 流程方案的确定1.3.1 流程方案用地下水吸收，水来自地下或水槽，由于是逆流操作，需要泵将水抽到塔顶；还需一个泵将吸收液送走，由于丙酮不具有腐蚀性，故不需要防腐泵。

气体则需选用风机。

泵和风机一个型号需配置两台，供替换使用。

详细流程参见流程图。

1.3.2流程布置由于逆流操作时平均推动力大，吸收剂利用率高，完成一定分离任务所需传质面积小，故可以暂定为逆流。

对于无相变传热，当冷、热流体的进、出口温度一定时，逆流操作的平均推动力大于并流，因而传递同样的热流量，所需传热面积较小。

就增加传热推动力而言，逆流操作总是优于并流。

此时吸收剂用量未知，我们可以按照逆流进行物料衡算得出吸收剂用量后，以此作为一个评判标准，判断是否该用逆流。