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化工原理课程设计 NH3的吸收

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1广东工业大学本科课程设计 目 录 1 设计方案简介................................................................................................................................ 2 2 工艺流程图及说明........................................................................................................................ 4 3 工艺及填料塔计算........................................................................................................................ 5 3.1物料衡算........................................................................................................................... 6

3.2热量衡算........................................................................................................................... 6

3.3气液相平衡（曲线）....................................................................................................... 6 3.4吸收剂用量.................................................................................................................... 10 3.5塔底吸收液浓度............................................................................................................ 10 3.6操作线方程.................................................................................................................... 10 3.7塔径的确定.....................................................................................................................12 3.8塔高的计算 .....................................................................................................................14 3.9压力降的计算……………………………………………………............................... 4 吸收塔附属装置的选型.............................................................................................................. 14 5.1液体喷淋装置 ............................................................................................................... 14 5.2填料支承装置 ............................................................................................................... 14 5.3液体再分布装置............................................................................................................ 14 5.4管口结构 ....................................................................................................................... 14 5 设计结果一览表.......................................................................................................................... 15 6 对设计过程的评论和讨论.......................................................................................................... 15 7 主要符号说明.............................................................................................................................. 16 参 考 文 献................................................................................................................................ 17 2广东工业大学本科课程设计 1 设计方案简介

课程设计的要求： 此次方案是用水吸收NH3,方案属于中等溶解度的吸收过程。由于逆流操作具有传质推动力大，分离效率高（具有多个理论级的分理能力）的显著优点；为了提高传质效率，故选用逆流吸收流程。 本课程设计从以下几个方面的内容来进行设计 一 填料的选择；由于水吸收S02的过程、操作、温度及操作压力较低，工业上通常选用所了散装填料。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DN38鲍尔环填料。 二 吸收塔的物料衡算。 三 吸收塔工艺尺寸的计算：塔径、塔高。包括填料的分段 ；（气体通过）填料层压降的计算；吸收塔接管尺寸计算； 四 吸收塔附属装置的选型） 五 绘制生产工艺流程图、填料塔装配图

课程设计的目的： 锻炼学生的综合能力：资料查阅、知识综合应用、理论计算、设备选型、图纸绘制、说明书编写。

课程设计初始条件：

培养工程观念：理论→小试→放大. 操作条件： 混合气体处理量（标态m3/h） 1500+20（m-1）,m=12 混合气体处理量 1720 （标准）m3/h 混合气体组成：NH3 9% H2 60% N2 20% CH4+Ar 11%

常压吸收： P=101.3kPa 混合气体进塔温度： 30℃ 吸收水进塔温度： 20℃ （氨气－水）二成分气液平衡数据 ：

序号 温度（℃） （液相） x（ NH3液摩分率） pNH3(mmHg)

（NH3平衡分压） 1 22.32 0.005 2.93 2 24.64 0.010 6.97 3 26.95 0.015 12.09 3广东工业大学本科课程设计 表1 吸收操作流程：

本设计采用单塔逆流吸收操作，可以让两相传质平均推动力达到最大，减少设备尺寸，提高吸收率和吸收剂使用效率。

4 29.27 0.020 18.39 5 31.58 0.025 26.00 6 33.89 0.030 35.10 7 36.20 0.035 45.86 8 38.51 0.040 58.50 9 40.80 0.045 73.21 10 43.12 0.050 90.29 4广东工业大学本科课程设计 2 工艺流程图及说明

说明：水吸收氨气混合气体 采用气液逆流操作 混合气体从气体入口进入填料塔,吸收剂纯水通过泵由塔顶进入填料塔,在填料层中充分接触,发生传质过程,吸收液从塔下部排出,吸收尾气从塔顶排放,从而实现吸收分离. 5广东工业大学本科课程设计 3 工艺计算及主体设备设计

3.1基础物性数据 3.1物料衡算 （1）进塔混合气体中各组分的量 混合气处理量：1500+20（23-1）=1940m3/h 混合气体进塔温度：30℃ 混合气量的转换：1940/22.4=86.6kmol/h 混合气体中个组分气量： NH3=86.61x0.08=6.93kmol/h=117.81kg/h H2=86.61x0.6=51.97kmol/h=103.94kg/h N2=86.61x0.12=17.32kmol/h=484.96kg/h CH4=86.61x0.12=10.39kmol/h=166.24kg/h (2)混合气体进出塔组成 y1=0.08 y2=0.0002

进塔气相摩尔比为hkmolY/087.008.0108.0y1y111

出塔气相摩尔比： hkmolY/0002.02 (3) 塔惰性气量 出塔惰性气相流量为V=51.97+17.32+10.39=79.68kmol/h 出塔混合气量=79.68+0.0002x79.68=79.70kmol/h NH3出气量=0.0002x79.68=0.01593kmol/h=0.2709kg/h 各组分气出塔时的含量：H2=0.652 CH4=0.1304 N2=0.217 NH3=0.0002 出气的平均摩尔质量=0.652x2+16x0.1304+28x0.217+17x0.0002 =1.304+2.086+6.076+0.0034 =9.469 出塔混合气量=9.469x79.70=754.68kg/h

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氨气吸收课程设计

氨气吸收课程设计

氨气吸收课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握氨气的化学性质，理解其在工业和环保中的应用；2. 使学生了解氨气吸收的原理，掌握相关的化学方程式；3. 引导学生掌握氨气吸收过程中涉及的物理化学概念，如溶解度、亨利定律等。

技能目标：1. 培养学生运用氨气吸收原理解决实际问题的能力；2. 提高学生进行实验操作、数据分析和处理的能力；3. 培养学生的团队合作能力，学会共同探讨、研究问题。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对化学学科的兴趣和热情，增强环保意识；2. 培养学生严谨的科学态度，勇于探索、创新；3. 引导学生关注化学与生活的联系，认识到化学知识在实际应用中的价值。

课程性质：本课程为化学学科实验课程，结合理论知识与实践操作，注重培养学生的实际应用能力。

学生特点：针对高中年级学生，具备一定的化学基础知识和实验技能，求知欲强，喜欢探索新知识。

教学要求：通过本课程的学习，使学生能够将化学知识与实际应用相结合，提高解决实际问题的能力。

同时，注重培养学生的实验操作技能和团队协作能力，为后续化学学习打下坚实基础。

教学过程中，将目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。

二、教学内容1. 氨气的化学性质：通过课本相关章节的学习，使学生了解氨气的物理性质、化学性质，掌握其与水、酸、碱等物质的反应特点。

2. 氨气吸收原理：讲解氨气在水中溶解的原理，涉及亨利定律、溶解度等概念，使学生掌握氨气吸收的基本原理。

3. 氨气吸收实验：组织学生进行实验操作，包括实验装置的搭建、操作步骤的讲解、实验数据的记录与分析等，提高学生的实验技能。

4. 氨气吸收在环保中的应用：结合课本内容，介绍氨气吸收在工业废气处理、空气净化等方面的应用，增强学生的环保意识。

教学大纲安排：第一课时：氨气的化学性质、氨气吸收原理；第二课时：氨气吸收实验操作、数据记录与分析；第三课时：氨气吸收在环保中的应用、课堂总结与讨论。

教学内容与教材关联性：本教学内容紧密围绕课本中关于气体溶解、化学反应原理等方面的知识，结合实验操作，使学生在实践中掌握理论知识，提高实际应用能力。

NH3吸收实验指导书

NH3吸收实验指导书

实验九氨气吸收实验一、实验目的：1．学习填料塔吸收的基本原理及填料塔的相关操作。

掌握NH3在水及空气中的分析方法和操作。

了解吸收中的双膜理论，并分析NH3在水中吸收的特点。

2．了解填料塔高度及吸收系数的计算和相关数据处理。

二、药品和仪器NH3吸收装臵，NH3钢瓶（带减压阀），移液管（1 mL、10 mL、25mL），容量瓶（1.0 L，1支），HCl（0.1 mol/L，0.0001 mol/L），甲基红指标剂，乙醇，酸式滴定管。

三、实验装臵图1、氨气吸收实验装臵图四、实验原理及方法当混合气体与液体相接触时，气体中的一个或几个组份便溶于液体内形成溶液，不能溶解的部分则保留在气相中，从而使混合气体的组份得以分离，这种利用各组份在液体中溶解度不同而分离气体的操作称为吸收。

气液中吸收相的浓度与该相的平衡浓度构成动力部分，两相的界面、气膜、液膜构成阻力部分（基于双膜理论），本实验以NH3为例介绍单组份吸收。

操作中NH3与空气混合，与水在吸收塔中逆流接触。

在填料的表面，液体与气体充分接触。

由于混合气体中的NH3的浓度高于NH3在水中的相应平衡浓度，这为其向水中扩散提供了动力。

基于双膜理论，在相界面处存在两个停滞膜及气膜和液膜，所有阻力集中于两膜之间，两个膜成为NH3扩散的阻力源。

由于NH3易溶于水，故液膜阻力很小，则气膜阻力在总阻力中占主要部分，NH3要克服气膜阻力，进入液相内部达到平衡的目的。

本实验进气浓度为y1，尾气浓度为y2，可由分析器测知；液体出口浓度可由出口液取样滴定测得；其余气体流速可由流量计设定；操作压力已知。

氨气的平衡遵循y*=0.78 x且K Ga与气相质量流速大体无关，故填料吸收系数K Ga可求；传质单元数，传质单元高度边均可核算。

在填料塔中，充分的接触面积由填料提供，所用的BX填料有较高比表面积，是一种高效填料。

我们用的吸收设备，由填料塔和控制仪表、泵、风机组成，其中水、空气和氨气的流量由流量计控制，各控制点控制准确。

水吸收氨气-泡沫

水吸收氨气-泡沫

2 2
5×（ 427680 ／ 940896 ） 0.75× [9929.59 ／ （ 114.2× 3.2 ） ] （ 997.052× 1.27× 108 ） ]
0.2 -0.05
0.1
× [9929.59×114.2 ／
× [9929.592 ／ （ 997.05× 940896× 114.2 ） ]
L=1.7676×84.13=148.71Kmol ／h
V（Y1—Y2）=L（ X1— X2）， 得 X1=84.13×(0.0695—0.0002) ／120.16=0.0485 2.2 填料塔的工艺尺寸的计算
4
化工原理课程设计(清水吸收氨气)
2.2.1 塔径的计算
混合气体的平均摩尔质量为： 混合气体的密度：
1
化工原理课程设计(清水吸收氨气)
质。因此，填料的选择是填料塔设计的重要环节。 塔填料的选择包括确定填料的种类、 规格及材料。 填料的种类主要从传质效 率、通量、填料层的压降来考虑，填料规格的选择常要符合填料的塔径与填料公 称直径比值 D/d。 散装填料是一个个具有一定几何形状和尺寸的颗粒体， 一般以随机的方式堆 积在塔内，又称为乱堆填料或颗粒填料。散装填料根据结构特点不同，可分为环 形填料、鞍形填料、环鞍形填料及球形填料等。
0.065×17+（1-0.065）×29=28.22
PM 101.3 103 28.22 103 V 1.154kg / m3 RT 8.314 298
塔径气相质量流量为： V =2200×1.154=2538.8kg／h 液相质量流量可近似按纯水的流量计算，即: L =108.14× 18.02=1949 ㎏/h 塑料阶梯环特性数据据如下
4VS = [（4× 2200／3600）／（3.14× 2.148）] 0.5=0.602m u
氨吸收课程设计

氨吸收课程设计

氨吸收课程设计一、教学目标本节课的学习目标包括知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。

通过本节课的学习，学生应掌握氨的吸收原理、吸收设备和操作条件等知识，了解氨吸收在工业中的应用和重要性。

在技能方面，学生应能够运用所学知识分析和解决实际问题，提高科学思维和实验操作能力。

在情感态度价值观方面，学生应培养对氨吸收技术的兴趣和热情，增强环保意识和责任感。

二、教学内容本节课的教学内容主要包括氨的吸收原理、吸收设备、操作条件以及氨吸收在工业中的应用。

具体包括以下几个方面：1.氨的吸收原理：介绍氨的物理性质、化学性质以及其在吸收过程中的作用。

2.吸收设备：讲解吸收塔的类型、结构及其工作原理。

3.操作条件：探讨影响氨吸收效率的因素，如温度、压力、气液比等。

4.氨吸收在工业中的应用：介绍氨吸收在化工、环保等领域的应用案例。

三、教学方法为了提高教学效果，本节课采用多种教学方法相结合的方式，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。

1.讲授法：用于讲解氨的吸收原理、吸收设备、操作条件等基础知识。

2.讨论法：学生针对氨吸收技术的应用和前景展开讨论，激发学生的思考。

3.案例分析法：分析实际案例，让学生了解氨吸收技术在工业中的具体应用。

4.实验法：安排实验室实践环节，让学生亲身体验氨吸收过程，提高实验操作能力。

四、教学资源本节课的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备等。

1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供基础知识。

2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识体系。

3.多媒体资料：制作精美的PPT、视频等多媒体资料，提高学生的学习兴趣。

4.实验设备：准备实验室设备，为学生提供实践操作的机会。

通过以上教学资源的支持，学生可以更好地掌握氨吸收知识，提高实际操作能力。

五、教学评估本节课的评估方式包括平时表现、作业和考试等。

评估方式应客观、公正，能够全面反映学生的学习成果。

1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况，评估学生的学习态度和理解程度。