水吸收氨过程填料吸收塔设计1000

一、设计任务书（一）设计题目试设计一座填料吸收塔，用于脱除混于空气中的氨气。混合气体的处理量为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，吸收剂的用量为最小用量的 1.5 倍。20°C 氨在水中的溶解度系数为 H 二0.725kmol/（m3.kPa）（二）操作条件1. 操作压力为常压，操作温度 20C.2. 填料类型选用聚丙烯阶梯环填料，填料规格自选。3. 工作日取每年 300 天，每天 24 小时连续进行。（三）设计容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. 吸收塔接管尺寸计算；5. 吸收塔设计条件图；6. 对设计过程的评述和有关问题的讨论。二、设计方案（一）流程图及流程说明该填料塔中，氨气和空气混合后，经由填料塔的下侧进入填料塔中，与从填料塔顶流下的清水逆流接触，在填料的作用下进行吸收。经吸收后的混合气体由塔顶排除，吸收了氨气的水由填料塔的下端流出。(二)填料及吸收剂的选择该过程处理量不大，所用的塔直径不会太大，可选用 25x12.5x1.4 聚丙烯阶梯环塔填料，其主要性能参数如下：比表面积耳：223m2/m3空隙率 s:0.90湿填料因子①：172m-1填料常数 A：0.204K：1.75见下图：根据所要处理的混合气体，可采用水为吸收剂，其廉价易得，物理化学性能稳定，选择性好，符合吸收过程对吸收剂的基本要求。三、工艺计算(一)基础物性数据1. 液相物性数据p=998.2(kg/m3)卩=1004x10-6(Pa-s)=3.6(kg/mh)LLo=72.6(dyn/cm)=940896(kg/h2)D=1.76x10-9(m3/s)LL2. 气相物性数据混合气体平均密度：p=1.166(kg/m3)vo=427680(kg/h2)c空气黏度：卩=1.81x10-5(Pa-s)=0.065(kg/mh)v=0.75进塔气相摩尔比出塔气相摩尔比Y=° ・ =0.087Y=0.00022=1-0.0002=0.000200（L]mi273K,101.3Kpa•氨气在空气中扩散系数：D=0.17（m2/s）0（二）物料衡算，确定塔顶、塔底的气液流量和组成20°C,101.3Kpa 下氨气在水中的溶解度系数 H=0.725kmol/m3kpaEp998.2m=—=s=PHMP0.725x18x101.3S对于纯溶剂吸收过程，进塔液相组成：X2=0“1000x273““混合气体流量:V1=293x22.4=kmol/h进塔惰性气体流量：V=41・596x（1-°.°8）=38・268kmol/h吸收过程属于低浓度吸收，平衡关系为直线，最小液气比可按下式计算：Y-Y0.0870-0.000200=—1—==0.752Yx-X（0.0870/0.754）-0x=—1e21em取操作液气比为最小液气比的 1.5 倍，可得吸收剂用量为：L=0.752x38.268x1.5=43.1...