填料吸收塔设计（附图）范例2

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

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

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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： 1249m3/h。

②进塔混合气含丙酮 2.34％(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：90％； 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。

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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＝ 1249（

2731）× ＝ 49.42kmol／h

273?3522.4混合气中丙酮量＝49.42×0.0213 ＝1.16 kmol／h ＝ 1.16×49.42＝67.28kg／h

查附录，35℃饱和水蒸气压强为5623．4Pa，则相对湿度为70％的混合 气中含水蒸气量＝

5623.4?0.7101.3?103?=0.0404 kmol（水气）/ kmol（空气十丙酮）

0.7?5623.4混合气中水蒸气含量＝16-23）

49.42?0.0404＝1.92kmol／h（《化工单元操作及设备》P189

1?0.0404 ＝1.92×18＝34.56kg／h 混合气中空气量＝49.42－1.16-1.92＝46.34kmol／h

＝46.34×29＝1344kg／h

(2)．混合气进出塔的（物质的量）成 y1＝0.0234,则

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y2=

1.16?(1?0.9)=0.0024

46.34?1.92?1.16?(1?0.9)（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＝46.34十1.92＝48.26kmol／h ＝1344＋34.56＝1378.56kg／h

1.16=0.024kmol(丙酮)/kmol(惰气) 48.261.16(1?0.9)Y2==0.0024kmol(丙酮)/kmol(惰气)

48.26Y1=

（4）．出塔混合气量

出塔混合气量=48.26+1.16×0.1=48.376kmol/h =1378.56+67.28×0.1=1385.3kg/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。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(塔的保温良好)。

查《化工工艺算图》第一册，常用物料物性数据，得丙酮的微分溶解热(丙酮蒸气冷凝热及对水的溶解热之和)：

Hd均=30230＋10467.5=40697.5 kJ／kmol

吸收液(依水计)平均比热容CL＝75.366 kJ／kmol·℃，通过下式计算

tn?tn?1?Hd均（xn-xn-1） CL对低组分气体吸收，吸收液浓度很低时，依惰性组分及比摩尔浓度计算较方便，故上式可写为：

tL?25?40697.6?X

75.366 依上式，可在x＝0．000~0.009之间，设系列x值，求出相应x浓度下吸收液的温度

tL，计算结果列于表1第l，2列中。由表中数据可见，浓相浓度x变化0.001时，温度

升高0.54℃，依此求取平衡线。

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