吸收塔的设计1

填料吸收塔实验报告篇一：填料吸收塔实验报告填料吸收塔一、实验目的1．熟悉填料吸收塔的构造和操作。

2．测定气体通过干湿填料塔的压力降，进一步了解填料塔的流体力学特征。

3．测定填料吸收塔的吸收传质系数。

二、实验原理填料吸收塔一般要求控制回收率越高越好。

填料塔为连续接触式的气液传质设备，填料塔操作时液体从塔顶经分布器均匀喷洒至塔截面上，沿填料表面下流经塔底出口管排出，气体从支承板下方入口管进入塔内，在压力的作用下自下而上的通过填料层的空隙而由塔顶气体出口管排出。

填料层内气液两相成逆流流动，在填料表面的气液界面上进行传质，因此两相组成沿塔高边缘变化，由于液体在填料中有倾向塔壁的流动，故当填料层较高时，常将其分为若干段，在两段之间设置液体再分布装置，以利于流体的重新均匀分布。

填料的作用：1．增加气液接触面积。

满足（1）80%以上的填料润湿；（2）液体为分散相，气体为连续相。

2．增加气液接触面的流动。

满足（1）合适的气液负荷；（2）气液逆流。

三、实验步骤(1)将液体丙酮用漏斗加入到丙酮汽化器，液位高度约为液体计高度的2/3以上。

(2)关闭阀V3,向恒压槽送水，以槽内水装满而不溢出为度,关闭阀V5。

(3)启动空气压缩机，调节压缩机使包内的气体达到0.05~0.1Mpa时，打开V2，然后调节气动压力定值器，使进入系统的压力恒定在0.03Mpa。

(4)打开V4，调节空气流量（400L/H~500L/H）; 打开V6，调节空气流量(5)室温大于15℃时，空气不需要加热，配制混合气体气相组成y1在12%~14%mol左右；若室内温度较低，可预热空气，使y1达到要求。

(6)要改变吸收剂温度来研究其对吸收过程的影响，则打开液体加热电子调节器，温度t3 (7)各仪表读数恒定5min以后，既可记录或取样分析有关数据，再按预先设计的试验方案调节有关参数。

(8)A1为取样测y1; A2为取样测y2;(9)阀V10为控制塔底液面高度，以保证有液封。

第五节 气体吸收计算在有害气体治理的吸收操作中，都是将混合气体中少量的可溶部份吸收下来，这些溶质即便全数吸收，进出塔的气体和液体的流量也改变很小，因此塔内的气体和液体的流量都可视为常数，那个特点使吸收的有关计算大为简化。

由于气体吸收多采纳塔器，因此，气体吸收计算要紧讲述吸收塔的计算。

一、吸收塔的物料衡算与操作线方程（一）物料衡算一个处于稳固操作状态下的逆流接触吸收塔。

V 、L 、Y 、X 别离代表进出塔的气液流量（kmol/）和浓度（摩尔比），规定塔底为1端（浓端），塔顶为2端（稀端）。

对单位时刻内进、出塔的物料A 的量作衡算，可写出下式：一样情形下，进塔气体的组成与流量是吸收任务规定了的，若是吸收剂的组成与流量已经确信，那么V 、Y 1、L 及X 2皆为已知数，又依照吸收任务所规定的A 的吸收率，能够得知气体出塔时应有的浓度Y 2：式中 A ϕ—A 的吸生效率。

由此，通过全塔物料衡算式：(2-47) 能够求得塔底吸收液排出的浓度X 1。

于是，在填料层底部与顶部两个端面上的液、气组成X 1、Y 1及X 2、Y 2均成为已知数。

（二）吸收塔的操作线方程与操作线在逆流操作的吸收塔内，气体自下而上，其浓度由Y 1慢慢变到Y 2；液体浓()()21211221X X L Y Y V LX VY LX VY -=-+=+或()A Y Y ϕ-=112()()2121X X L Y Y V -=-度自上而下慢慢由X 2变到X 1；设图中截面m-n 处气、液浓度别离为Y 与X ，现对m-n 截面与塔底端作A 的物料衡算：或 (2-48) 对m-n 截面与塔顶端作A 的物料衡算，又得：式（2-48）与（2-48a ）是等效的，因由式（2—47）可知：式（2-48）与式（2-48a ）皆可称作逆流吸收塔的操作线方程，它说明塔内任一截面上气相浓度Y 与液相浓度X 之间成直线关系，直线的斜率为 (称为液气比)，且此直线通过B （X 1，Y 1）及T （X 2，Y 2）两点。

第一章 流体力学与应用一、填空(1）流体在圆形管道中作层流流动，如果只将流速增加一倍，则阻力损失为原来的 2 倍；如果只将管径增加一倍而流速不变，则阻力损失为原来的 1/4 倍。

(2）离心泵的特性曲线通常包括 H-Q 曲线、 η-Q 和 N-Q 曲线，这些曲线表示在一定 转速 下，输送某种特定的液体时泵的性能。

(3) 处于同一水平面的液体，维持等压面的条件必须是 静止的 、 连通着的 、 同一种连续的液体 。

流体在管内流动时，如要测取管截面上的流速分布，应选用 皮托 流量计测量。

(4) 如果流体为理想流体且无外加功的情况下，写出： 单位质量流体的机械能衡算式为常数=++=ρp u gz E 22； 单位重量流体的机械能衡算式为常数=++=gp g u z E ρ22； 单位体积流体的机械能衡算式为；常数=++=p u gz E 22ρρ(5) 有外加能量时以单位体积流体为基准的实际流体柏努利方程为z 1ρg+（u 12ρ/2）+p 1+W s ρ= z 2ρg+（u 22ρ/2）+p 2 +ρ∑h f ，各项单位为 Pa （N/m 2） 。

(6）气体的粘度随温度升高而 增加 ，水的粘度随温度升高而 降低 。

(7) 流体在变径管中作稳定流动，在管径缩小的地方其静压能 减小 。

(8) 流体流动的连续性方程是 u 1A ρ1= u 2A ρ2=······= u A ρ ；适用于圆形直管的不可压缩流体流动的连续性方程为 u 1d 12 = u 2d 22= ······= ud 2 。

(9) 当地大气压为745mmHg 测得一容器内的绝对压强为350mmHg ，则真空度为 395mmHg 。

测得另一容器内的表压强为1360 mmHg ，则其绝对压强为2105mmHg 。

(10) 并联管路中各管段压强降 相等 ；管子长、直径小的管段通过的流量 小 。

火电厂烟气湿法脱硫装置吸收塔的设计总结1外形尺寸的决定1.1直径由工艺处理烟气量及其流速而定。

(一般配30万kW机组直径为Φ13m～Φ14m,5万kW机组直径约为Φ6m～Φ7m)。

1.2几个必要高度1.2.1浆液高(a)。

由工艺专业根据液气比需要的浆液循环量及吸收SO2后的浆液在池内逐步氧化反应成石膏浆液所需停留时间而定。

1.2.2烟气进口底部至浆液面距离(c)。

考虑浆液鼓入氧化空气和搅拌时液位有所波动;入口烟气温度较高、浆液温度较低可对进口管底部有些降温影响;加之该区间需接进料接管,一般定为800mm～1200mm 范围为宜。

1.2.3烟气进出口高度。

根据工艺要求的进出口流速(一般为12m/s～18m/s)而定进出口面积,一般希望进气在塔内能分布均匀些,且烟道均呈方形,故宽/高取得较大些,即高度尺寸取得较小。

但宽度亦不宜过大,否则将会使壳体径向开口太大而影响壳体的稳定性。

1.2.4烟气进口中心至第二层喷浆管距离(b)。

根据烟气通过雾化区上升流速,反应时间算到第二层。

层间高差(e)根据国外用离心式喷雾喷头经验,按1.7m计。

喷浆管一般设3～4层,个别厂有设2层的(用实心锥状雾化喷头),这主要根据液/气比所需浆液循环量和喷头设置数量而定,而液/气比又与要求脱硫率有关。

1.2.5最上层喷浆管至第一段除雾器高差(d)。

根据喷浆后雾滴大小及烟气上升流速考虑,一般在3m～3.5m左右。

1.2.6除雾器冲洗水喷头距除雾器间距(f)。

按0.5m～0.6m计,两层除雾器之间还设有上下冲水的两层水管,其间隔(A)应考虑到便于安装维修。

加上两层波形除雾器高度,最底部上冲水管至最上部下冲水管总高差(g)约3.4m～3.5m。

以上尺寸适于平铺波纹板式除雾器。

如用菱形除雾器,其空间高度(g)将可降1m左右。

1.2.7搅拌器设置高度(h),离塔底部1.5m～1.8m处均布。

综上所述:只要定出烟气进出口高度,则塔的有效高H和总高即可得到。

一、填空1气体吸收计算中，表示设备（填料）效能高低的一个量是 传质单元高度 ，而表示传质任务难易程度的一个量是 传质单元数 。

2 在传质理论中有代表性的三个模型分别为 双膜理论 、 溶质渗透理论 、表面更新理论。

3如果板式塔设计不合理或操作不当，可能产生 严重漏液 、 严重泡沫夹带及 液泛 等不正常现象，使塔无法工作。

4在吸收塔某处，气相主体浓度y=0.025，液相主体浓度x=0.01，气相传质分系数k y =2kmol/m 2·h ，气相传质总K y =1.5kmol/m 2·h ，则该处气液界面上气相浓度y i 应为⎽⎽0.01⎽⎽⎽。

平衡关系y=0.5x 。

5逆流操作的吸收塔，当吸收因素A<1且填料为无穷高时，气液两相将在 塔低 达到平衡。

6单向扩散中飘流因子 A>1 。

漂流因数可表示为 ，它反映 由于总体流动使传质速率比单纯分子扩散增加的比率。

7在填料塔中用清水吸收混合气中HCl ，当水量减少时气相总传质单元数N OG 增加 。

8一般来说，两组份的等分子反相扩散体现在 精流 单元操作中，而A 组份通过B 组份的单相扩散体现在 吸收 操作中。

9 板式塔的类型有 泡罩塔 、 浮阀塔 、 筛板塔 （说出三种）；板式塔从总体上看汽液两相呈 逆流 接触，在板上汽液两相呈 错流 接触。

10分子扩散中菲克定律的表达式为⎽⎽⎽⎽⎽dzdC D J AABA -= ，气相中的分子扩散系数D 随温度升高而⎽⎽⎽增大⎽⎽⎽（增大、减小），随压力增加而⎽⎽⎽减小⎽⎽⎽（增大、减小）。

12易溶气体溶液上方的分压 小 ，难溶气体溶液上方的分压 大 ，只要组份在气相中的分压 大于 液相中该组分的平衡分压，吸收就会继续进行。

13压力 减小 ,温度 升高 ,将有利于解吸的进行 ；吸收因素A= L/mV ,当 A>1 时,对逆流操作的吸收塔,若填料层为无穷高时,气液两相将在塔 顶 达到平衡。

基于NHD的吸收塔设计与工艺优化分析吸收塔是一种常见的气液分离设备，广泛应用于化工、环保等领域。

基于新型高效设计（NHD）的吸收塔设计与工艺优化分析，可以有效提高吸收效率和降低能耗，本文将对这一问题进行详细讨论。

首先，我们来了解一下吸收塔的工作原理。

吸收塔主要由塔壳、填料层、进料管道、排气管道等组成。

废气通过进料管道进入吸收塔，废气中的污染物与吸收液发生传质反应，通过填料层与吸收液充分接触实现吸收目标。

经过吸收过程，废气中的污染物会被吸收液吸收，并从排气管道中排出。

在吸收塔的设计过程中，我们可以借助NHD理论进行优化。

NHD理论是一种基于湍流模型和传质模型相结合的设计方法，可以有效地预测吸收效率和能耗。

首先，我们需要确定吸收塔的几何参数。

包括填料高度、填料种类、填料形状等。

填料是吸收塔中重要的组成部分，它可以增加接触面积，促进废气与吸收液的传质反应。

根据废气的特性和工艺要求，选择合适的填料种类以及填料高度。

对于传质反应快且污染物浓度较低的废气，可以选择较薄的填料层，而对于传质反应慢且污染物浓度较高的废气，则需要选择较厚的填料层。

其次，我们需要确定吸收液的流量和浓度。

吸收液的流量与填料层的高度、填料类型以及废气的特性有关。

根据NHD理论，我们可以通过一系列的实验和模拟计算来确定最佳的吸收液流量。

同时，吸收液的浓度也会影响吸收效率。

一般来说，吸收液的浓度越高，吸收效率越高。

但是过高的浓度会增加能耗和塔内压力，需要在经济性和技术要求之间进行平衡。

另外，我们还需要考虑吸收塔的气液分布。

在吸收塔内部，废气和吸收液的分布均匀性对吸收效率和能耗有着重要影响。

通过合理设计进出口位置、流道形状以及增设分配装置，可以实现较好的气液分布，提高吸收效率。

此外，吸收塔的运行参数也需要进行优化。

例如，吸收塔的操作温度和压力。

通过调节吸收液的温度和废气的温度，可以实现更高的吸收效率。

此外，适当的操作压力可以有效控制传质速率，减少能耗。

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。

六吸收浓度换算2.1甲醇15%(质量)的水溶液, 其密度为970Kg/m3, 试计算该溶液中甲醇的:(1)摩尔分率; (2)摩尔比; (3)质量比; (4)质量浓度; (5)摩尔浓度。

分子扩散2.2 估算1atm及293K下氯化氢气体(HCl)在(1)空气,(2)水(极稀盐酸)中的扩散系数。

2.3一小管充以丙酮,液面距管口1.1cm,20℃空气以一定速度吹过管口,经5 小时后液面下降到离管口2.05cm,大气压为750[mmHg],丙酮的蒸汽压为180[mmHg] , 丙酮液密度为7900[kg/m3],计算丙酮蒸汽在空气中的扩散系数。

2.4 浅盘内盛水。

水深5mm,在1atm又298K下靠分子扩散逐渐蒸发到大气中。

假定传质阻力相当于3mm厚的静止气层,气层外的水蒸压可忽略,求蒸发完所需的时间。

2.5 一填料塔在常压和295K下操作，用水除去含氨混合气体中的氨。

在塔内某处，氨在气相中的组成y a=5%(摩尔百分率)。

液相氨的平衡分压P=660Pa,物质通量N A = 10 - 4[kmol/m2·S],气相扩散系数D G=0.24[cm2/s],求气膜的当量厚度。

相平衡与亨利定律2.6 温度为10℃的常压空气与水接触，氧在空气中的体积百分率为21%，求到达平衡时氧在水中的最大浓度, 〔以[g/m3]、摩尔分率表示〕及溶解度系数。

以[g/m3·atm]及[kmol/m3·Pa]表示。

2.7 当系统服从亨利定律时，对同一温度和液相浓度，如果总压增大一倍那么与之平衡的气相浓度(或分压) (A)Y增大一倍; (B)P增大一倍;(C)Y减小一倍; (D)P减小一倍。

2.8 25℃及1atm下,含CO220%,空气80%(体积%)的气体1m3，与1m3的清水在容积2m3的密闭容器中接触进行传质,试问气液到达平衡后,(1)CO2在水中的最终浓度及剩余气体的总压为多少?(2)刚开始接触时的总传质推动力ΔP,Δx各为多少？气液到达平衡时的总传质推动力又为多少？2.9 在填料塔中用清水吸收气体中所含的丙酮蒸气,操作温度20℃,压力1atm。

前言：在化学工业中，经常需要将气体混合物中的各个组分加以分离，其主要目的是回收气体混合物中的有用物质，以制取产品，或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成分，以免污染空气。

吸收操作是气体混合物分离方法之一，它是根据混合物中各组分在某一种溶剂中溶解度不同而达到分离的目的。

氨是化工生产中极为重要的生产原料，但是其强烈的刺激性气味对于人体健康和大气环境都会造成破坏和污染，因此，为了避免化学工业产生的大量的含有氨气的工业尾气直接排入大气而造成空气污染，需要采用一定方法对于工业尾气中的氨气进行吸收，本次化工原理课程设计的目的是根据设计要求采用填料吸收塔吸收的方法来净化含有氨气的工业尾气，使其达到排放标准。

设计采用填料塔进行吸收操作是因为填料可以提供巨大的气液传质面积而且填料表面具有良好的湍流状况，从而使吸收过程易于进行，而且，填料塔还具有结构简单、压降低、填料易用耐腐蚀材料制造等优点，从而可以使吸收操作过程节省大量人力和物力。

设计任务书一、题目净化含氮2%的废气，气体处理量为5150Nm3/h.二、原始设计数据1.2.净化要求：99.9%3.操作条件：(1)操作压力：常压(1atm)(2)操作温度：30℃4.吸收液：清水三、设计内容1.吸收流程选定2.填料塔塔径、塔高等工艺尺寸的计算及输送机械的选型四、设计要求1.写出设计说明书2.给出工艺流程3.绘出填料塔的总装配图4.输送机械选型内容摘要1．操作条件和工艺参数的计算2．塔设备和附件的选择3．塔设备的装配图工艺流程图及说明设 计 计 算 过 程一、 简化证明吸收过程是一复杂的物理化学过程，为使计算方便特作如下的简化： 1.确定过程为单组分吸收由表格中各气体组份的亨利系数数据可知，在操作条件下（30℃，1atm ），H 2, ,CO ,N 2的亨利系数均比NH 3 的亨利系数大104倍以上，即H 2, ,CO ,N 2在该条件下的溶解度小于NH 3溶解度的1/10000，因此，在工程计算过程中可以认为该操作只吸收NH 32.确定过程为低浓度吸收气体中被吸收组分含量≤10%即可认为是低浓度吸收，根据任务条件，混合气中NH 3含量为2%符合低浓度吸收，因此，该操作可视为低浓度吸收。

化工原理课程设计水吸收氨填料吸收塔设计-V1化工原理课程设计——水吸收氨填料吸收塔设计化工生产中，氨气是一种常见的化学气体，亦是一种毒性气体。

为了保证生产安全，常常需要使用填料吸收塔对氨气进行处理。

本次化工原理课程设计的主题是水吸收氨填料吸收塔设计，下面将从设计的流程、填料选择、设备选型及操作控制方面进行详细阐述。

一、设计流程1.确定设计要求：包括氨气的进入浓度、出口浓度、进入流量、处理效率要求等。

2.确定填料种类：选择适合水吸收氨的填料种类。

3.塔体设计：根据进入流量和处理效率要求计算出塔体高度，以及塔体的内径和壁厚。

4.设备选型：根据填料种类和塔体设计的要求选型。

5.操作控制：确定运行参数和控制策略等。

二、填料选择1.氨气水解和物理吸收的填料：骨炭、石英、聚丙烯、陶瓷、活性炭等。

2.氨气化学吸收的填料：硫酸铵、硝酸铵、硫酸钙、硝酸钙、硫酸钠等。

综合考虑吸附容积、吸附速度、吸附效率、化学稳定性等因素，本设计选择硝酸铵作为填料。

三、设备选型1.填料吸收塔：根据设计要求和填料种类选择适合的填料吸收塔。

2.进气风机：根据进气流量和风阻要求选型。

3.冷却器：为了防止氨气过热，常常需要在进入填料吸收塔前，在氨气进风口处安装冷却器。

四、操作控制1.进气速度：进气速度过快会导致氨气不能充分吸收，进气速度过慢则会影响处理效率。

一般控制在0.5-1.5m/s。

2.水位控制：为了保证填料的湿润度，需要控制水的流量和水位。

3.塔体温度控制：为了保证填料吸收效率，需要控制塔体温度，一般保持在20-35℃。

4.出口浓度控制：通过调节水的流量和塔体内填料的密度，控制出口浓度。

结语：本次化工原理课程设计通过设计流程、填料选择、设备选型及操作控制方面的详细阐述，较为全面地介绍了水吸收氨填料吸收塔的设计过程。

对于化工领域的实践和专业知识积累具有一定的参考价值。