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普利森膜系统分离合成氨驰放气的H2驰放气组成？为什么要解决驰放气的问题？氢气和氮气在高温、高压和催化剂的作用下合成氨, 由于受化学平衡的限制,氨的转化率只有1/3左右。
为了提高回收率, 就必须把未反应的气体进行循环。
在循环过程中, 一些不参与反应的惰性气体会逐渐积累, 从而降低了氢气和氮气的烃分压, 使转化率下降。
为此, 要不定时地排放一部分循环气来降低惰性气的含量, 但在排放的循环气中氢含量高达50%, 所以也损失大量的氢气。
采用传统的方法回收氢气, 生产成本较高。
现选用膜分离从合成氨驰放气中回收氢, 它充分利用了合成的高压, 实施有功降压, 能耗低, 投用后, 经济效益显著。
我国自20 世纪80 年代初, 也先后引进了14套膜分离装置。
从1988 年起, 大连化物所[10]用自己生产研制的膜分离器, 先后为国内外近百家化肥厂提供了膜分离氢回收装置。
统计结果表明, 它不但增产氨3%～4%, 而且使吨氨电耗下降了50 度以上。
分离合成氨驰放气的途径？膜分离技术深冷分离技术深冷分离法利用合成氨驰放气中氢与其他惰性组分的沸点差异将驰放气逐级冷凝，在分离器中将高沸点的甲烷、氩及大部分氮的冷凝分离，从而得到90%的粗氢。
此时只需将温度冷却到80-85K，压力为6-7MPa，不需要外加任何冷量。
只是启动时另加-30℃～-40℃温度级的冷量。
变压吸附技术变压吸附法分离回收氢是利用吸附剂的选择性，将驰放气中的杂质气体吸附脱除，从而实现回收氢的目的。
吸附剂对气体的吸附容量与温度、压力、气体性质等因素有关。
在一定的温度下，吸附剂对气体的吸附容量随压力增加而增加，因此在较高压力下吸附剂吸附驰放气中的杂质而得到纯氢，在较低的压力下，已被吸附的杂质气体解吸并排入废气系统，使吸附剂得到再生。
变压吸附法所用的吸附剂一般有分子筛，活性炭，活性氧化铝及硅胶等。
用普利森膜解决驰放气的机理？气体分离膜一般是非多孔质的均质膜，分离原理是以压力为推动力，依靠膜的选择性，将待分离混合物中的组分进行分离;可用溶解—扩散机理来解释气体的透过，即气体透过膜分三步实现: 气体吸附溶解于膜表面、扩散透过、在膜的另一侧解析。
齐齐哈尔大学课程设计摘要在合成氨的过程中，经变换后的合成气含有较多的二氧化碳，如不将其清除，在合成氨生产时二氧化碳会使合成氨催化剂中毒。
本设计是年产十万吨合成氨车间脱二氧化碳工段的初步设计，采用NHD法的工艺流程来脱除原料气中的二氧化碳，并对吸收液进行再生，获得纯度较高的净化气，提高二氧化碳的回收率，简化流程，降低能耗，达到较高的经济效益指标。
本次设计的内容主要包括生产工艺的比较和确定，物料衡算和能量衡算，以及Aspen工艺流程模拟和绘制带控制点的工艺流程图。
关键词：合成氨NHD法二氧化碳工艺设计I齐齐哈尔大学课程设计AbstractIn the process of synthetic ammonia, the transformation of the syngas after contained more carbon dioxide, such as not them out, in synthetic ammonia production of carbon dioxide will make synthetic ammonia poisoning catalyst. This design is the annual capacity of one hundred thousand tons of carbon dioxide the ammonia workshop to take off a preliminary design of the section, the NHD process to removal of the carbon dioxide gas material, and the regeneration absorbing liquid, get high purity of the purification of gas, and improve the recovery of carbon dioxide, the process is simplified, reduce the energy consumption and achieve high economic efficiency index. The main content of design including production process compare and sure, material calculation and energy balance calculations, and Aspen process simulation and draw with control points of process flow diagram.Keywords:The NHD; Carbon dioxide; technological designII齐齐哈尔大学课程设计目录摘要 (I)Abstract ..........................................................................................................I I 第1章总论 (1)1.1氨的发现与制取 (1)1.2氨的用途 (1)1.3 我国合成氨工业的发展情况 (1)1.4 合成氨生产的典型流程 (2)1.5 脱碳在合成氨中的作用和地位 (3)第2章脱碳方法及工艺的选择 (4)2.1 脱碳方法的选择 (4)2.1.1脱碳方法种类及简介 (4)2.1.2脱碳方法的比较 (4)2.1.3脱碳方法的确定 (5)2.2脱碳工艺的选择 (6)2.2.1本设计工艺流程原理 (6)2.2.2本设计工艺流程简述 (6)2.3工艺操作条件 (7)2.3.1压力 (7)2.3.2温度 (8)第3章工艺计算 (9)3.1 设计条件 (9)3.2 物料衡算及热量衡算 (10)3.2.1物料衡算 (10)3.2.2热量衡算 (12)第4章三废治理和环境保护 (15)4.1 三废产生情况 (15)4.2 三废处理情况 (15)第5章自动控制 (16)5.1 自控设计原则 (16)5.2自控水平与控制点 (16)第6章全流程Aspen模拟 (17)参考文献 (22)致谢 (23)III齐齐哈尔大学课程设计第1章总论1.1氨的发现与制取氨是1754年由J.普里斯特利在加热氯化铵和石灰混合物时发现的，1784年C.L.伯托利确定氨由氢和氮组成。
年产10万吨合成氨装置精制工段（烃化）设计目录1、前言2、原料的选择3、厂址的选择4、工艺的确定5、物料衡算6、环境保护与安全措施7、车间布置与设计8、工程概算9、设计总结与心得前言氨是最为重要的基础化工产品之一，主要用于制造氮肥和复料，作为工业原料和氨化饲料，用量约占世界产量的12%。
硝酸、各种含氮的无机盐及有机中间体、磺胺药、聚氨酯、聚酰胺纤维和丁腈橡胶等都需直接以氨为原料，液氨常用作制冷剂。
合成氨工艺涉及众多工段，本设计为年产10万吨合成氨装置精制工段烃化设计，烃化的主要任务是利用烃化反应的方法来净化精制合成氨原料气，使合成氨原料气进入氨合成工段之前的气体中CO 、CO2（俗称气体中的“微量”指标）总量小于10ppm，以达到合成氨入塔要求。
对烃化的工艺条件、反应原理及工艺流程作简要论述。
二、原料的选择合成氨生产的原料有焦炭、煤、天然气、重油等。
本设计以煤作为原料，因为我国煤炭资源丰富。
在原料来源方面有着先天的优势，从而降低生产过程的成本。
合成氨的生产需要氢气和氮气，氢气来源是以煤为原料经过造气、净化工序后，输出地精制气体（主要含量为H2）作为合成氨工段的生产原料。
氮气的来源主要是空气中的氮气，可以在低温下将空气液化、分离而得到，作为合成氨工段的另一重要原料。
三、厂址的选择本设计合成氨厂选址选于省六盘水市盘县两河新区。
1. 原料来源便捷两河新区位于老屋基煤矿、山脚树煤矿、红果镇煤矿、火铺煤矿等几大煤矿的中心地带，以煤为原料的合成氨工厂建立在此具有先天优势。
2.交通便利新区沪昆高速公路在沙坡和两河两地出入，即将通车的毕水兴高速公路水盘段与沪昆高速公路在区海铺呈十字交汇，正在修建的长昆快速铁路家庄站紧挨海铺交汇点和沪昆两河出口，320国道贯穿全境。
3.水资源丰富新区邻近的托长江为珠江水系分支，为工业的发展带来甘霖。
4.电力资源丰富两河新区有22万千伏安和11万千伏安的输变电站各一座，为配合搞好新区的建设，盘县供电局专门成立了两河新区电力服务领导小组，确保正常供电。
年产10万吨合成氨合成工段工艺设计开题报告范文一、设计背景或研究意义二、设计的主要环节或论文的基本内容三、进度安排某某学院2022届本科毕业设计（论文）开题报告论文题目：粗煤气为原料的年产10万吨合成氨合成工段工艺设计学生姓名：某某某某某某学号：某某某某某某某某系（部、院）：某某某某某某某某专业：某某某某某某某某班级：某某某某某某某某指导老师：某某某某某某2022年3月28日一、设计背景或研究意义二、设计的主要环节或论文的基本内容三、进度安排一、设计背景或研究意义氨是重要的无机化工产品，在国民经济中占有重要地位。
随着世界人口的不断增加，用于制造尿素、硝酸铵、磷酸铵、硫酸铵以及其他化工产品的氨用量也在增长。
在化学工业中，合成氨工业已经成为了重要的支柱产业。
据统计，世界每年合成氨产量已达到1亿吨以上，其中约有80%的氨用来生产化学肥料，20%作为其它化工产品的原料。
因此，对于氨合成工艺的研究与设计有着巨大的经济效益和社会效益。
一、设计背景或研究意义二、设计的主要环节或论文的基本内容三、进度安排三、进度安排1、第5周开题报告编写及流程制定合成工艺计算设备选型手工绘制车间工艺布置图CAD绘图设计说明书的编写及概算审核毕业答辩2、第5-7周3、第8-9周4、第10-11周5、第12-14周6、第15周7、第16-17周8、第18周指导教师意见：指导教师(签字):年月日教研室审查意见：教研室主任(签字):年月日一、设计背景或研究意义二、设计的主要环节或论文的基本内容三、进度安排届本科毕业设计（论文）任务书姓名：某某某某专业：某某某某某某班级：某某某某某某某某任务下达时间：日任务完成时间：月日一、设计背景或研究意义二、设计的主要环节或论文的基本内容三、进度安排指导教师：教研室主任：。
氨回收分离工艺简介1．技术背景目前国内的合成氨生产中，氨合成工段的放空气及弛放气中氨回收均采用等压回收法制氨水。
传统的等压回收工艺中，氨回收效率低，气体出口氨含量高。
为了保证气体出口氨含量达到氢回收工艺要求，通常采用大量软水洗涤方法，造成稀氨水过多而外排，严重污染环境。
针对目前氨回收工艺存在的缺陷，我公司开发了一种新型氨回收分离工艺。
该工艺采用二级喷射吸收、塔外冷却等强化手段，同时塔内采用高效气液接触装置，大大提高了氨回收效率。
回收的浓氨水可直接作商品氨水出售，也可分离成液氨出售，不仅提高了企业的经济效益，而且彻底消除了氨氮废水的排放。
2．工艺技术简介2．1 工艺流程氨回收分离工艺流程示意图见附图1。
2．2 工艺流程说明来自氨合成工段的放空气及弛放气（NH3：20—40%）进入喷射器（A），在喷射器（A）内，利用喷射原理将氨回收塔（A）塔釜内的氨水抽吸到水冷器（A）内，气液混合物在水冷器（A）内冷却吸收后进入氨回收塔（A）的下部，分离下来的氨水入塔釜循环吸收，气体则经来自氨回收塔（B）塔釜内的氨水吸收氨后进入喷射器（B），在喷射器（B）内，利用喷射原理将氨回收塔（B）塔釜内的氨水抽吸到水冷器（B）内，气液混合物在水冷器（B）内冷却吸收后进入氨回收塔（B）的下部，分离下来的氨水入塔釜循环吸收，气体则经软水吸收氨后去氢回收工段（NH3≤100mg/Nm3）。
来自水处理工段的软水进入氨回收塔（B）上部，吸收氨后入塔釜。
氨回收塔（B）塔釜氨水一部分经喷射器（B）循环吸收，另一部分经稀氨水泵打入氨回收塔（A）上部，吸收氨后入塔釜。
氨回收塔（A）塔釜氨水一部分经喷射器（A）循环吸收，另一部分（氨水浓度：200tt）则去浓氨水槽作商品氨水出售或去氨水分离装置制液氨出售。
来自氨回收塔（A）塔釜内的氨水（氨水浓度：200tt）经预塔预热器预热后进入预精馏塔中部，预塔塔釜经预塔再沸器加热，塔顶气体经预塔冷凝器冷凝后进入预塔收集罐，冷凝液一部分作为预塔顶部回流，另一部分由浓氨水泵抽出，经主塔预热器预热后进入主精馏塔中部，主塔塔釜经主塔再沸器加热，塔顶气体经主塔冷凝器冷凝后进入主塔收集罐，冷凝液一部分作为主塔顶部回流，另一部分则去液氨贮槽作商品液氨出售。
摘要：本毕业设计论文针对年产10万吨合成氨变换工段的工艺设计进行了研究和探讨。
合成氨作为一种重要的工业原料，在农业、化工等领域有着广泛的应用。
本论文通过对合成氨的生产工艺进行研究，设计了一个能够满足年产10万吨合成氨需求的变换工段工艺。
关键词：合成氨、工艺设计、变换工段、年产10万吨第一章引言1.1研究背景合成氨是一种重要的工业化学品，广泛应用于农业肥料、化工原料等领域。
随着工业化进程的不断推进和全球化经济的发展，对合成氨的需求不断增加。
为了满足生产需求，设计年产10万吨合成氨变换工段工艺是非常重要的。
1.2研究目的和意义本论文的研究目的是设计一种合成氨变换工段工艺，以满足年产10万吨合成氨的生产需求。
通过对工艺参数的研究和分析，实现合成氨的高效生产和优质产品的制备。
第二章合成氨的工艺流程和原理2.1合成氨的制备方法合成氨的制备方法主要有催化剂法、电化学法和生物法等。
本论文选用催化剂法进行合成氨的制备，因为催化剂法具有成本低、效率高的优点。
2.2合成氨的工艺流程合成氨的工艺流程一般包括气体净化、催化转化和分离纯化等步骤。
本论文设计的工艺流程包括氨合成反应器、冷却系统、分离塔等工艺单元。
3.1工艺参数的确定工艺参数的确定是设计合成氨变换工段工艺的基础。
本论文根据生产需求和催化剂特性，确定了合成氨的最佳反应温度、压力和催化剂用量等参数。
3.2工艺单元的设计根据合成氨的工艺流程，设计了氨合成反应器、冷却系统和分离塔等工艺单元。
通过对每个工艺单元的分析和计算，确定了各个单元的结构和尺寸。
第四章工艺优化和改进4.1工艺优化方法本论文采用模拟和计算的方法对合成氨变换工段工艺进行了优化。
通过对不同工艺参数的变化进行模拟和计算，得出了最佳的工艺条件。
4.2工艺改进措施在进行工艺优化的基础上，提出了一些工艺改进措施，以提高合成氨变换工段的效率和产品质量。
第五章结论通过对年产10万吨合成氨变换工段工艺设计的研究，本论文设计了一个能够满足生产需求的合成氨工艺。
合成氨厂变换车间工艺设计摘要：本设计主要是对合成氨工厂变换工段的设计，此设计选用中变串低变工艺流程。
工艺计算过程主要包括物料衡算，能量衡算以及设备选型计算等。
关键词：合成氨；变换；计算The Technological Design on transform System forAmmonia PlantAbstract：This design was mainly for the synthetic ammonia plant shift conversion section. The technological process used the middle temperature change first ，and then used the low temperature change .Process calculation mainly included material balance, energy balance and equipment selection.Key words:ammonia synthesis, transform , calculation.目录第1章绪论 (1)1.1 概述 (1)1.2 目的和意义 (1)1.3 合成氨工业概况 (2)1.3.1 基本现状 (2)1.3.2 发展趋势 (2)1.3.3 应用领域 (2)1.4 变换工艺介绍 (3)1.4.1 中温变换工艺 (3)1.4.2 中串低变换工艺 (3)1.4.3 中低低变换工艺 (3)1.4.4 全低变工艺 (4)1.5 变换工艺的选择 (4)1.5.1 工艺原理 (4)1.5.2 工艺条件 (4)1.5.3 工艺流程确定 (5)1.5.4 主要设备的选择说明 (6)第2章物料与热量衡算 (7)2.1 已知生产条件 (7)2.2 水气比的确定 (7)2.3 中变炉CO的实际变换率的求取 (8)2.4 中变炉催化剂平衡曲线 (9)2.5 最佳温度曲线的计算 (10)2.6 中变炉一段催化床层的物料衡算 (10)2.6.1 中变炉一段催化床层的物料衡算 (11)2.6.2 对出中变炉一段催化床层的变换气的温度进行估算 (13)2.6.3 中变炉一段催化床层的热量衡算 (13)2.7 中变一段催化剂操作线的计算 (16)2.8 中间冷凝过程的物料和热量计算 (17)2.9 中变炉二段催化床层的物料与热量衡算 (18)2.9.1中变炉二段催化床层的物料衡算： (19)2.9.2 中变炉二段催化床层的热量衡算： (21)2.10 中变炉物料、热量恒算结果列表 (23)2.11 低变炉的物料与热量衡算 (24)2.11.1 低变炉的物料衡算 (24)2.11.2 低变炉的热量衡算 (26)2.12 低变炉催化剂平衡曲线 (28)2.13 最佳温度曲线的计算 (29)2.14 废热锅炉的热量和物料衡算 (30)2.15 水蒸汽的加入 (32)2.16 主换热器的物料与热量的衡算 (33)2.17 调温水加热器的物料与热量衡算 (34)第3章设备的选型 (36)3.1 中变炉的计算 (36)3.1.1触媒用量的计算 (36)3.1.2第一段床层触媒用量 (36)3.1.3 第二段床层触媒用量 (37)3.1.4 触媒直径的计算 (39)3.2主换热器的计算 (41)3.2.1传热面积的计算 (41)3.2.2 设备直径与管板的确定 (42)3.2.3 传热系数的验算 (42)3.2.4 壳侧对流传热系数计算 (44)3.2.5 总传热系数核算 (45)3.2.6传热面积的核算 (45)3.3 其他主设备 (46)第4章设备一览表 (47)参考文献 (48)致谢 (49)第1章 绪 论1.1 概述氨是一种重要的化工产品，主要用于化学肥料的生产。
学院毕业设计天然气年产10万吨合成氨合成段1引言氮是植物营养的重要成分之一，大多数的植物不能直接吸收存在于空气中的游离氮，只有当氮与其他元素化合以后，才能被植物吸收利用。
将空气中的游离氮转变为化合态氮的过程称为“固定氮”。
20世纪初，经过人们的不懈探索，终于成功的开发了三种固定氮的方法：电弧法、氰氨法、和合成氨法。
其中合成氨法的能耗最低。
1913年工业上实现了氨合成以后，合成氨法发展迅速，30年代以后，合成氨法已成为人工固氮的主要方法。
1.1氨的性质氨化学式为NH3常温下为无色有刺激性辛辣味的恶臭气体，会灼伤皮肤、眼睛，刺激呼吸道器官粘膜，空气中氨的质量分数占0.5% ~ 1.0%就会使人在几分钟内窒息。
氨的主要物理性质见表0-1。
氨在常温加压易液化，称为液氨。
氨易溶于水，与水反应形成水合氨（NH3 + H2O=NH3·H2O）简称氨水，呈弱碱性，氨水极不稳定，受热分解为氨气和水，氨含量为1%的水溶液PH为11.7。
浓氨水氨含量为28% ~ 29%。
氨的化学性质比较活泼，能与酸反应生成盐，如与盐酸反应生成氯化铵；与磷酸反应生成磷酸铵；与硝酸反应生成硝酸铵；与二氧化碳反应生成甲基甲酸铵，脱水后生成尿素等等。
表1-1氨的主要物理性质[1]年产10万吨合成氨合成工段设计1.2氨的用途氨主要用于制造化学肥料，如农业上使用的所有氮肥、含氮混合肥和复合肥等；也作为生产其他化工产品的原料，如基本化学工业中的硝酸、纯碱、含氮无机盐，有机化学工业的含氮中间体，制药工业中磺胺类药物、维生素，化纤和塑料工业中的己酰胺、己二胺、甲苯二异氰酸酯、人造丝、丙烯腈、酚醛树脂等都需要直接或间接地以氨为原料。
另外在国防工业尖端技术中，作为制造三硝基甲苯、三硝基苯酚、硝化甘油、硝化纤维等多种炸药的原料。
氨还可以做冷冻，冷藏系统的制冷剂。
1.3合成氨的发展历史1.3.1氨气的发现十七世纪30年代末英国的牧师、化学家S.哈尔斯（HaLes，1677～1761）,用氯化铵与石灰的混合物在以水封闭的曲颈瓶中加热，只见水被吸入瓶中而不见气体放出，1774年化学家普利斯德里重做该实验，用汞代替水来密封，制得了碱空气（氨），并且他还研究发现了氨的性质，发现氨极易溶于水、可以燃烧，还发现该气体通以电火花时其容积增加，而且分解为两种气体：H2和N2，其后H.戴维（Davy，1778～1829）等化学家继续研究，进一步证明了2体积的氨通过电火花放电后，分解为1体积的氮气和3体积的氢气[2]。
学院毕业设计合成氨驰放气氨回收工艺与设备设计文献综述学生：学号：专业：化学工程与工艺班级：工艺2010.7指导老师：四川理工学院材料与化学工程学院二〇一四年六月摘要氨是一种重要的化工产品，主要用于化学肥料的生产。
在合成氨生产中，会产生驰放气，在驰放气当中含有NH3,H2,N2,CH4,Ar等气体。
它们是随着所采用合成氨流程，原料，以及操作条件不同而变化的。
一般来讲每吨氨产品呢个排出180~240Nm3的驰放气。
过去，这些驰放气作为燃料烧掉，近年来，随着合成氨装置的大型化，其驰放气的综合利用也逐步引起重视。
从氨驰放气中不仅回收氨气，氢气，氮气等工业气体，同时还可以提取有价值的稀有气体氩，氪，及氦等。
一般氨厂采用水洗法除氨，所采用的洗涤水要求使用脱氧后的软水，经过水洗后的氨驰放气含有微量水分和氢，因而分子筛（硅胶）吸附，使安驰放气中氨含量小于0.1ppm，所含水份的露点在-70℃以下。
采用填料塔清水吸收合成氨驰放气当中的氨是比较成熟的工艺。
关键词：合成氨；驰放气；吸收；精馏AbstractAmmonia is an important chemical products, mainly for the production of chemical fertilizers.In ammonia production, will produce Chi deflated containing NH3, H2, N2, CH4, Ar and other gases in the Chi deflated them.They are used with different ammonia processes, materials, and operating conditions change. In general, the product does a ton of ammonia discharged 180 ~ 240Nm3 of Chi deflated.In the past, these Chi deflated burned as fuel in recent years, with the large-scale ammonia plant, its utilization Chi gradually deflated attention.Recycling not only ammonia, hydrogen, nitrogen and other industrial gases in the ammonia Chi deflated, but also can extract valuable rare gases argon, krypton, and helium.In addition to the general washing method using ammonia plant ammonia wash water used in soft water requires the use of deoxy later, after ammonia after washing Chi deflated contain traces of water and hydrogen, thus zeolite (silica) adsorption, ANCHI deflated ammonia content less than 0.1ppm, the moisture content below the dew point of -70 ℃. Packed column using water absorption synthetic ammonia release ammonia gas which is relatively mature technology.Keyword:Ammonia; Chi deflated; Absorption; Distillation1 绪论1.1关于合成氨驰放气国内外情况简介目前，在合成氨生产工艺中，合成氨驰放气的组成一般为H2，N2,CH4，Ar,NH3等。
过去人们常将排出的合成氨驰放气直接排空或直接引入到废气锅炉作为燃料烧掉，驰放气中的氨气排入大气或作为燃料直接烧掉，从而导致系统消耗增加，生产成本居高不下，不符合我国提倡循环经济，清洁生产的发展生产战略。
按照我国目前的技术水平，没生产一吨合成氨将产生大约150~250Nm的驰放气。
根据保守估计，目前我国合成氨的生产能力大约 1.5亿吨/年，若将驰放气中的氨气提纯为纯度≥90%的氨气用于合成氨生产，每年可回收100亿Nm3的驰放气，前景很大。
1.2吸收塔简介图1-1 填料塔结构图目前，使用的气体吸收设备大致可分为塔器和其他设备。
塔器类主要包括喷淋塔(俗称空塔)、填料塔、板式塔、湍球塔、鼓泡塔等，其他设备也很多，如列管式湿壁吸收器、文丘里喷射吸收器、喷洒式吸收器等。
吸收过程的宏观动力学特点是指在有化学反应的吸收中，吸收速率是由扩散控制还是动力学(化学反应)控制，还是两个因素共同控制。
在有害气体治理中，处理的是一些低浓度气体，气量大，一般都是选择极快反应或快速反应，过程主要受扩散过程控制，因而选用气相为连续相、液相为分散相的形式较多，这种形式相界面大，气相湍动程度高，有利于吸收。
喷淋塔、填料塔、湍球塔、文丘里吸收器等能满足这些要求。
因此，在有害气体的治理中，填料塔、喷淋塔等应用较广，在有些场合也应用板式塔及其他塔型1.3填料吸收塔在化学工业中，吸收操作广泛应用于分离石油化工中气体混合物、原料气的精制及从废气回收有用组分或去除有害组分等。
吸收操作中填料吸收塔以其生产能力大、分离效率高、压力降小、操作弹性大和持液量小等优点，而被广泛应用。
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。
本次设计主要是利用所学的化工原理知识，进行一次填料吸收塔设计，即用水吸收空气中的氨气。
2设计部分2.1设计任务书2.1.1设计题目试设计一座填料吸收塔，用与脱除混于10万吨/年合成氨驰放气中的氨气，合成每吨氨能排出150~250Nm3驰放气。
换算为处理量1000m3/h,其中含氨气为8%(体积分数)，要求塔顶排放气体中含氨低于0.02%（体积分数），采用清水进行吸收，吸收剂用量为最小用量的1.5倍。
2.1.2操作条件（1）操作压力常压（2）操作温度20℃2.1.3填料类型选用聚丙烯阶梯环填料，规格自选2.1.4工作日每年300天，每天24小时连续运行2.1.5厂址自贡地区2.1.6设计内容(1)吸收塔的物料衡算；（2）吸收塔的工艺尺寸计算；（3）填料层压降的计算；（4）液体分布器简要设计；（5）吸收塔接管尺寸计算；（6）绘制生产工艺流程图；（7）绘制吸收塔设计条件图；（8）绘制液体分布器施工图（可根据实际情况先作）；（9）对设计过程的评述和有关问题的讨论。
2.2方案的确定用清水吸收合成氨驰放气氨属中等溶解度的吸收过程，为提高传质效率，选用逆流吸收流程。
因用水作为吸收剂，故采用纯溶剂。
2.3 填料的类型与选择2.3.1填料的类型(1) 拉西环拉西环是一外径与高相等的圆环。
为了装卸方便，一般直径在75毫米以下的拉西环采用乱堆方式，但是气体阻力较大，直径大于100毫米的拉西环多采用整砌方式，以降低流动阻力。
拉西环的流体力学性能及传质规律已有较详细的研究，是最早使用的一种填料。
但其容易形成较严重的塔壁偏流和沟流现象，导致传质效率很低。
(2) 鲍尔环鲍尔环的构造是在拉西环的壁上开两排长方形窗口，被切开的环壁形成叶片，一边与壁相连，另一端向环内弯曲，并在中心处与其它叶片相搭。
尽管鲍尔环填料的孔隙率和比表面积与拉西环差不多，但由于其管壁上有孔，大大提高了环内空间及环内表面的利用率，气体流动阻力降低液体分布也较均匀，同种条件下，鲍尔环的气体通量可较拉西环增大50%以上。
又由于鲍尔环上的两排窗口交错排列，气体流动通畅，避免了液体的严重沟流及壁流现象。
因此鲍尔环较拉西环传质效率高操作弹性大，但价格较高。
（3）阶梯环阶梯环是对鲍尔环的改进而发展起来的新型环形填料。
其构造与鲍尔环类似，环壁上开有长方形孔，环内有两层交错45度的十字形翅片，阶梯环高度通常只有直径的一半，其一端制成喇叭口形状，因此，在填料层中填料之间呈多点接触，床层均匀且孔隙率大，气体流动阻力降低，生产能力较高，圆筒一端为向外翻卷的喇叭口，其高度约为全高的1/5，而直筒高度为填料直径的一半。
由于两端形状不对称，在填料中各环相互呈点接触，增大了填料的空隙率，使填料的表面积得以充分利用，使压降降低，传质效果提高。
另还有鞍形类填料，鞍型填料主要有弧鞍形填料、矩鞍形填料和环矩鞍填料。
十字环填料网形填料等。
图2.1 几种填料的形状2.3.2填料的选择低浓度吸收，逆流吸收流程，对于水吸收3NH的过程，操作温度及操作压力较低，工业上通常选用塑料散装填料。
在塑料散装填料中，塑料阶梯环填料的综合性能较好，故此选用50ND聚丙烯阶梯环填料。
表2.1 50ND聚丙烯阶梯环主要参数填料类型公称直径DN/mm 外径×高×厚d×h×l比表面积at（2m/3m）空隙率/%个数n/3m堆积密度/（kg/3m）干填料因子φ/ 1m-塑料阶梯环50 50×25×1.5 114.2 92.7 10740 54.8 1432.4工艺计算2.4.1基础物性数据一 液相物性数据对低浓度吸收过程，溶液的物性数据可近似取纯水的物性数据。
由手册查得，20℃时水的有关物性数据如下：密度为：ρL =998.2kg/m 3； 粘度为μL =100.50×10-5Pa·s=3.618kg/(m·h)；表面张力为σL =72.6dyn/cm=940896 kg/h 2；NH 3在水中的扩散系数为 D L =1.76×10-9m 2/s=6.336×10-6m 2/h二 气相物性数据设进塔混合气体温度为：20℃，混合气体的平均摩尔质量为：M V m =Σy i M i =0.08×17+0.92×29=28.04g/mol ；混合气体的平均密度为：ρV m =PM/RT=101.33×28.04/（8.314×293.15）=1.166kg/ m 3；混合气体的粘度可近似取为空气的粘度，查手册得20℃空气的粘度为： μV =1.81 ×10-5Pa•s=0.065kg/(m•h)；查手册得，在273.15K 时，NH 3空气中的扩散系数为：D V =1.7×10-5m 2/s=0.0612 m 2/h三 气液相平衡数据由手册查得常压下20℃时NH 3在水中的亨利系数为：E=76.99 kPa ；相平衡常数为 ：m=E/P=76.99/101.33=0.760；溶解度系数为：H=ρL /E M S =998.2/76.99×18.02=0.725kmol/（kPa•m 3）。
