水吸收丙酮填料塔设计(化工课程设计)

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。

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》课程设计清水吸收丙酮填料塔的设计学院医药化工学院专业高分子材料与工程班级高分子材料与工程13（1）班姓名李凯杰学号 xx指导教师严明芳、龙春霞年月日设计书任务（一）设计题目试设计一座填料吸收塔，用于脱除空气中的丙酮蒸汽。

混合气体处理量为___4000____m3/h。

进口混合气中含丙酮蒸汽__6％__（体积百分数）；混合气进料温度为35℃。

采用25℃清水进行吸收，要求：丙酮的回收率达到___95%___（二）操作条件（1）操作压力101.6 kPa（2）操作温度25℃（3）吸收剂用量为最小用量的倍数自己确定（4）塔型与填料自选，物性查阅相关手册。

（三）设计内容（1）设计方案的确定和说明（2）吸收塔的物料衡算；（3）吸收塔的工艺尺寸计算；（4）填料层压降的计算；（5）液体分布器简要设计；（6）绘制液体分布器施工图；（7）其他填料塔附件的选择；（8）塔的总高度计算；（9）泵和风机的计算和选型；（10）吸收塔接管尺寸计算；（11）设计参数一览表；（12）绘制生产工艺流程图（A3号图纸）；（13）绘制吸收塔设计条件图（A3号图纸）；（14）对设计过程的评述和有关问题的讨论。

目录前言 (1)第1章填料塔主体设计方案的确定 (2)1.1 装置流程的确定 (2)1.2 吸收剂的选择 (2)1.3 操作温度与压力的确定 (2)1.4 填料的类型与选择 (2)第2章基础物性数据与物料衡算 (2)2.1 基础物性衡算 (3)2.1.1 液相物性数据 (3)2.1.2 气相物性数据 (3)2.1.3 气液相平衡数据 (4)2.2 物料衡算 (4)第3章填料塔的工艺尺寸计算 (5)3.1 塔径的计算 (5)3.2 泛点率的校核 (6)3.3 填料规格校核 (7)3.4 液体喷淋密度校核 (7)3.5 填料塔填料高度的计算 (7)3.5.1 传质单元数的计算 (7)3.5.2 传质单元高度的计算 (8)3.5.3 填料层高度的计算 (9)3.6 填料塔附属高度的计算 (10)3.7 填料层压降的计算 (10)第4章填料塔附件的选择与计算 (11)4.1 液体分布器简要设计 (11)4.1.1 液体分布器的选型 (11)4.1.2 分布点密度计算 (11)4.1.3 布液计算 (12)4.2 液体收集及分布装置 (12)4.3 气体分布装置 (13)4.4 除沫装置 (14)4.5 填料支承及压紧装置 (14)4.5.1 填料支承装置 (14)4.5.2 填料限定装置 (14)4.6 裙座 (14)4.7 人孔 (15)第5章填料塔的流体力学参数计算 (15)5.1 吸收塔主要接管的计算 (15)5.1.1 液体进料管的计算 (15)5.1.2 气体进料管的计算 (16)5.2 离心泵和风机的计算与选型 (16)5.2.1 离心泵的计算与选型 (16)5.2.2 风机的计算与选取 (18)设计参数一览表 (20)对设计过程的评述和有关问题的讨论 (24)参考文献 (25)前言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。

水吸收丙酮化工原理及机械设备课程设计说明化工原理课程设计说明书学生：指导教师：班级：专业：应用化学课程设计任务书1、设计题目：设计一个填料塔，回收混合气中的丙酮。

进塔气在操作条件下(101.3kPa，250C)的流量为0.5+ (学号后两位) m3/s，其丙酮含量为5%(摩尔分数)，要求塔内吸收率达98%。

(其它条件自行根据实际条件确定，但要合理)。

要求：设计包括设备的工艺设计和机械设计1.工艺设计包括塔的各部分尺寸计算、填料的选择、塔内各种辅助件的确定等内容；2.机械设计包括塔的壁厚、补强，强度的校核等内容；3.在设计过程确定吸收过程的控制过程；4.设计包括设计说明书和设备装配图。

1概述与设计方案的确定 (1)1.1填料塔简述 (1)1.2设计方案的确定 (1)1.2.1装置流程的确定 (1)1.2.2填料的选择 (2)1.2.3 吸收剂的选择 (3)1.3操作参数的选择 (4)1.3.1操作温度的选择 (4)1.3.2操作压力的选择 (4)2.设计计算 (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)2.1.3气液相平衡数据 (6)2.2物料衡算 (6)2.3填料塔的工艺尺寸的计算 (7)2.3.1塔经的计算 (7)2.3.2泛点率校核 (7)2.3.3填料规格校核 (8)2.3.4液体喷淋密度校核 (8)2.4填料塔填料高度计算 (8)2.4.1传质单元高度计算 (8)2.4.2传质单元数的计算 (10)2.4.3填料层高度的计算 (10)2.4.4填料塔附属高度计算 (10)2.5填料层压降计算 (11)2.6.液体分部器计算和再分部器的选择和计算 (12)2.6.1 液体分布器的选型 (12)2.6.2分布点密度计算 (12)2.6.2液体保持管高度 (13)2.7其他附属塔内件的选择 (14)2.7.1液体分部器 (14)2.7.2液体再分布器 (15)2.7.3填料支承板 (15)2.7.4料压板与床层限制板 (15)2.7.5气体进出口装置与排液装置 (15)2.8吸收塔的流体力学参数计算 (16)2.8.1吸收塔的压力降 (16)2.8.2吸收塔的泛点率 (17)2.8.3气体动能因子 (18)2.8.4离心泵的选择与计算 (18)3.8.5进出管工艺尺寸的计算 (18)总结 (19)工艺设计计算结果汇总与主要符号说明 (20)化工机械设备部分 (23)一、设计条件 (23)二、按计算压力计算塔体与封头厚度 (23)三、塔设备的质量载荷计算 (24)四、风载荷与弯矩计算 (25)五、地震弯矩计算 (27)六、各种载荷引起的轴向应力 (28)七、塔体与裙座危险截面的强度与稳定校核 (30)八、塔体水压实验 (32)九、水压试验时应力校核 (33)十、基础环设计 (34)十一、地脚螺栓承受的最大拉应力 (35)化工原理部分1概述与设计方案的确定1.1填料塔简述塔设备在化工、石油化工、生物化工、医药、食品等生产过程中广泛应用的汽液传质设备[1]。

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。

化工原理课程设计说明书学生：指导教师：班级：专业：应用化学课程设计任务书1、设计题目：设计一个填料塔，回收混合气中的丙酮。

进塔气在操作条件下(101.3kPa，250C)的流量为0.5+ (学号后两位) m3/s，其丙酮含量为5%(摩尔分数)，要求塔内吸收率达98%。

(其它条件自行根据实际条件确定，但要合理)。

要求：设计包括设备的工艺设计和机械设计1.工艺设计包括塔的各部分尺寸计算、填料的选择、塔内各种辅助件的确定等内容；2.机械设计包括塔的壁厚、补强，强度的校核等内容；3.在设计过程确定吸收过程的控制过程；4.设计包括设计说明书和设备装配图。

1概述与设计方案的确定 (1)1.1填料塔简述 (1)1.2设计方案的确定 (1)1.2.1装置流程的确定 (1)1.2.2填料的选择 (2)1.2.3 吸收剂的选择 (3)1.3操作参数的选择 (4)1.3.1操作温度的选择 (4)1.3.2操作压力的选择 (4)2.设计计算 (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)2.1.3气液相平衡数据 (6)2.2物料衡算 (6)2.3填料塔的工艺尺寸的计算 (7)2.3.1塔经的计算 (7)2.3.2泛点率校核 (7)2.3.3填料规格校核 (8)2.3.4液体喷淋密度校核 (8)2.4填料塔填料高度计算 (8)2.4.1传质单元高度计算 (8)2.4.2传质单元数的计算 (10)2.4.3填料层高度的计算 (10)2.4.4填料塔附属高度计算 (10)2.5填料层压降计算 (11)2.6.液体分部器计算和再分部器的选择和计算 (12)2.6.1 液体分布器的选型 (12)2.6.2分布点密度计算 (12)2.6.2液体保持管高度 (13)2.7其他附属塔内件的选择 (14)2.7.1液体分部器 (14)2.7.2液体再分布器 (15)2.7.3填料支承板 (15)2.7.4料压板与床层限制板 (15)2.7.5气体进出口装置与排液装置 (15)2.8吸收塔的流体力学参数计算 (16)2.8.1吸收塔的压力降 (16)2.8.2吸收塔的泛点率 (17)2.8.3气体动能因子 (18)2.8.4离心泵的选择与计算 (18)3.8.5进出管工艺尺寸的计算 (18)总结 (19)工艺设计计算结果汇总与主要符号说明 (20)化工机械设备部分 (23)一、设计条件 (23)二、按计算压力计算塔体与封头厚度 (23)三、塔设备的质量载荷计算 (24)四、风载荷与弯矩计算 (25)五、地震弯矩计算 (27)六、各种载荷引起的轴向应力 (28)七、塔体与裙座危险截面的强度与稳定校核 (30)八、塔体水压实验 (32)九、水压试验时应力校核 (33)十、基础环设计 (34)十一、地脚螺栓承受的最大拉应力 (35)化工原理部分1概述与设计方案的确定1.1填料塔简述塔设备在化工、石油化工、生物化工、医药、食品等生产过程中广泛应用的汽液传质设备[1]。

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??。

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* *??＝ 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[wiki]化工[/wiki]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＝ =0.0404 kmol水气/ kmol（空气十丙酮）混合气中水蒸气含量n＝＝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? ?＝0.0213? ?= =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)＝＝0.0217? ?(kmol丙酮／kmol情气)＝＝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)。

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。

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。

化工原理课程设计说明书学生：指导教师：班级：专业：应用化学课程设计任务书1、设计题目：设计一个填料塔，回收混合气中的丙酮。

进塔气在操作条件下(101.3kPa，250C)的流量为0.5+ (学号后两位) m3/s，其丙酮含量为5%(摩尔分数)，要求塔内吸收率达98%。

(其它条件自行根据实际条件确定，但要合理)。

要求：设计包括设备的工艺设计和机械设计1.工艺设计包括塔的各部分尺寸计算、填料的选择、塔内各种辅助件的确定等内容；2.机械设计包括塔的壁厚、补强，强度的校核等内容；3.在设计过程确定吸收过程的控制过程；4.设计包括设计说明书和设备装配图。

1概述与设计方案的确定 (1)1.1填料塔简述 (1)1.2设计方案的确定 (1)1.2.1装置流程的确定 (1)1.2.2填料的选择 (2)1.2.3 吸收剂的选择 (3)1.3操作参数的选择 (4)1.3.1操作温度的选择 (4)1.3.2操作压力的选择 (4)2.设计计算 (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)2.1.3气液相平衡数据 (6)2.2物料衡算 (6)2.3填料塔的工艺尺寸的计算 (7)2.3.1塔经的计算 (7)2.3.2泛点率校核 (7)2.3.3填料规格校核 (8)2.3.4液体喷淋密度校核 (8)2.4填料塔填料高度计算 (8)2.4.1传质单元高度计算 (8)2.4.2传质单元数的计算 (10)2.4.3填料层高度的计算 (10)2.4.4填料塔附属高度计算 (10)2.5填料层压降计算 (11)2.6.液体分部器计算和再分部器的选择和计算 (12)2.6.1 液体分布器的选型 (12)2.6.2分布点密度计算 (12)2.6.2液体保持管高度 (13)2.7其他附属塔内件的选择 (14)2.7.1液体分部器 (14)2.7.2液体再分布器 (15)2.7.3填料支承板 (15)2.7.4料压板与床层限制板 (15)2.7.5气体进出口装置与排液装置 (15)2.8吸收塔的流体力学参数计算 (16)2.8.1吸收塔的压力降 (16)2.8.2吸收塔的泛点率 (17)2.8.3气体动能因子 (18)2.8.4离心泵的选择与计算 (18)3.8.5进出管工艺尺寸的计算 (18)总结 (19)工艺设计计算结果汇总与主要符号说明 (20)化工机械设备部分 (23)一、设计条件 (23)二、按计算压力计算塔体与封头厚度 (23)三、塔设备的质量载荷计算 (24)四、风载荷与弯矩计算 (25)五、地震弯矩计算 (27)六、各种载荷引起的轴向应力 (28)七、塔体与裙座危险截面的强度与稳定校核 (30)八、塔体水压实验 (32)九、水压试验时应力校核 (33)十、基础环设计 (34)十一、地脚螺栓承受的最大拉应力 (35)化工原理部分1概述与设计方案的确定1.1填料塔简述塔设备在化工、石油化工、生物化工、医药、食品等生产过程中广泛应用的汽液传质设备[1]。

水吸收空气中的丙酮填料塔的工艺设计化工原理课程设计化工原理课程设计课程名称: ____填料塔设计____设计题目: ____水吸收丙酮____院系: ___ 化工学院_____学生姓名: _____ ______学号: ____ ____专业班级: ____化艺1001班____指导教师: ______ ______化工原理课程设计任务书（一）设计题目：水吸收空气中的丙酮填料塔的工艺设计（二）设计条件1．生产能力:每小时处理混合气体8000Nm3 /h2．设备形式:填料塔3．操作压力：101.3KPa4．操作温度:298K5．进塔混合气体中含丙酮6%（体积比）6．丙酮的回收率为99%7．每年按330天计，每天按24小时连续生产8．建厂地址：兰州地区9．要求每米填料的压降都不大于103Pa。

（三）设计步骤及要求1．确定设计方案（1）流程的选择（2）初选填料的类型（3）吸收剂的选择2．查阅物料的物性数据（1）溶液的密度、粘度、表面张力、丙酮在水中的扩散系数（2）气相密度、粘度、表面张力、丙酮在空气中的扩散系数（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》王树盈中国石化出版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）目录1. 概述与设计方案的确定--------------------------------------- - 5 -1.1填料塔简述------------------------------------------ - 5 -1.2设计方案的确定-------------------------------------- - 5 -1.2.1装置流程的确定 ----------------------------- - 5 -1.2.2填料的选择--------------------------------- - 6 -1.2.3 吸收剂的选择------------------------------- - 9 -2. 设计计算-------------------------------------------------- - 9 -2.1基础物性数据---------------------------------------- - 9 -2.1.1 液相物性数据------------------------------- - 9 -2.1.2气相物性数据----------------------------- - 10 -2.2 物料衡算------------------------------------------ - 11 -2.3填料塔的工艺尺寸的计算----------------------------- - 11 -2.4填料层高度计算------------------------------------- - 13 -2.5填料层压降计算------------------------------------- - 15 -3. 填料塔附件的选择------------------------------------------ - 16 -3.1 液体分布器简要设计 -------------------------------- - 16 -3.2 液体分布器的选择 ---------------------------------- - 16 -3.2.1液体分布器的选型 -------------------------- - 16 -3.2.2分布点密度计算 ---------------------------- - 17 -3.3辅助设备的计算及选型------------------------------- - 18 -3.3.1填料支承设备------------------------------ - 18 -3.3.2填料压紧装置------------------------------ - 19 -3.3.3液体再分布装置 ---------------------------- - 19 -3.3.4除沫装置---------------------------------- - 19 -4. 结论------------------------------------------------------ - 19 -5.参考文献--------------------------------------------------- - 20 -6.附录------------------------------------------------------- - 21 -1. 概述与设计方案的确定1.1填料塔简述塔设备在化工、石油化工、生物化工、医药、食品等生产过程中广泛应用的汽液传质设备[1]。

化工原理课程设计课程名称: ____填料塔设计____设计题目: ____水吸收丙酮____院系: ___ 化工学院_____学生姓名: _____ ______学号: ____ ____专业班级: ____化艺1001班____指导教师: ______ ______化工原理课程设计任务书（一）设计题目：水吸收空气中的丙酮填料塔的工艺设计（二）设计条件1．生产能力:每小时处置混合气体8000Nm3 /h2．设备形式:填料塔3．操作压力：4．操作温度:298K5．进塔混合气体中含丙酮6%（体积比）6．丙酮的回收率为99%7．每一年按330天计，天天按24小时持续生产8．建厂地址：兰州地域9．要求每米填料的压降都不大于103Pa。

（三）设计步骤及要求1．确信设计方案（1）流程的选择（2）初选填料的类型（3）吸收剂的选择2．查阅物料的物性数据（1）溶液的密度、粘度、表面张力、丙酮在水中的扩散系数（2）气相密度、粘度、表面张力、丙酮在空气中的扩散系数（3）丙酮在水中溶解的相平稳数据3．物料衡算（1）确信塔顶、塔底的气流量和组成（2）确信泛点气速和塔径（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．填料层压降核算若是不符合上述要求从头进行以上计算6．填料塔附件的选择（1）液体散布装置（2）液体再散布装置（3）填料支撑装置（4）气体的入塔散布.(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》王树盈中国石化出版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）。

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。

目录目录 (I)摘要................................................................................................................................................. I II 第1章绪论. (1)1.1吸收技术概况 (1)1.2吸收设备的发展 (1)1.3吸收在工业生产中的应用 (2)第2章设计方案 (3)2.1 吸收剂的选择 (3)2.2 吸收流程的选择 (3)2.3吸收塔设备及填料的选择 (4)2.4 吸收参数的选择 (5)第3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 气液相平衡数据 (6)3.2 物料衡算 (7)3.3 填料塔的工艺尺寸的计算 (7)3.3.1 塔径的计算 (7)3.3.2 填料塔填料层高度的计算 (9)3.4 塔附属高度的计算 (12)3.5 液体初始分布器和再分布器的选择与计算 (12)3.5.1 液体分布器 (12)3.5.2 液体再分布器 (12)3.5.3 塔底液体保持管高度 (13)3.6 其他附属塔内件选择的选择 (13)3.7 吸收塔的流体力学参数计算 (13)3.7.1 吸收塔的压力降 (13)3.7.2 吸收塔的泛点率 (14)3.7.3 气体动能因子 (14)3.8 附属设备的计算与选择 (15)3.8.1 离心泵的选择与计算 (15)3.8.2 吸收塔的主要接管尺寸的计算 (16)结论 (18)主要符号说明 (19)主要参考文献 (20)附录 (21)结束语 (23)教师评语 (24)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。