化工原理课程设计 吸收塔

《化工原理》课程设计

课题: 设计水吸收半水煤气体混合物中的二氧化碳的填料吸收

塔

设计者：王涛

学号： 1043082002 指导老师：曹丽淑

目录

第一章设计任务????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????3 1.1设计题目???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 3 1.2设计任务及操作条件???????????????????????????????????????????????????????????????????????????3 1.3设计内容???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????3 第二章设计方案???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4 2.1设计流程的选择及流程图??????????????????????????????????????????????????????????????????????4 第三章填料塔的工艺设计??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4 3.1气液平衡关系????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4 3.2吸收剂用量???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????5 3.3计算热效应???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????5 3.4定塔径??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????6 3.5喷淋密度的校核?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????6 3.6体积传质系数的计算??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7 3.7填料层高度的计算??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????8 3.8附属设备的选择???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????9第四章设计结果概要??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????15第五章设计评价 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 17

第一章设计任务

1.1、设计题目

设计水吸收半水煤气体混合物中的二氧化碳的填料吸收塔1.2、设计任务及操作条件

（一）气体混合物

3.温度：30°C

4.压力：1800KN∕m2

≤0.63%

(二)气体出口要求（V%）：CO

2

(三)吸收剂：水

1.3、设计内容

设计说明书一份，其内容包括：

1.目录

2.题目及数据

3.流程图

4.流程和方案的选择说明与论证

5.吸收塔的主要尺寸的计算，注明计算依据的公式、数据的来源

6.附属设备的选型或计算

7.设计评价

8.设计结果

9.参考文献

第二章 设计方案 2.1、吸收流程的选择及流程图

本设计混合原料气溶质浓度不高，同时过程分离要求不高，选用一种吸收剂（水）一步流程即可完成吸收任务。由于逆流操作传质推动力大，这样可减少设备尺寸，并且能提高吸收率和吸收剂使用效率，故选择逆流吸收。由于本任务吸收后的CO 2要用以合成尿素，则需对吸收后的溶液解吸以得到CO 2,同时溶剂也可循环使用。

水吸收CO 2工艺流程图(图1) 1- 吸收塔；2-富液泵；3-贫液泵；4-解吸塔

第三章 填料塔的工艺设计

3.1、气液平衡关系

由于此操作在高压下进行,高压环境对理想气体定律有偏差,故需对压力进行校核:

由《化工原理设计导论》查得CO 2的临界温度Tc=304K ，临界压力Pc=7.38MPa 则其对比温度Tr= T

(Tc +8) = 303.15

304+8 =0.9716 对比压力Pr= P

(Pc +8) =18

73.8+8 =0.2200

查《化工原理设计导论》图2-4得在此温度压力下: 逸度系数γ=0.92

则逸度f=p γ=1800×0.92=1656KPa

查《化工原理》下册得CO2气体在30℃时溶于水的亨利系数E=188000KPa 相平衡常数m= E

f =

1880001656 =113.5266

则可得在此条件下气液平衡关系为：

Y= mX 1+(1?m )X =113.5266X

1?112.5266X

3.2、吸收剂用量

进塔CO 2摩尔分数：y 1=10.9%=0.109 进塔CO 2摩尔比：Y 1= y 11?y

1

= 0.109

1?0.109 =0.1223

出塔CO 2摩尔分数：y 2=0.63%=0.0063 出塔CO 2摩尔比：Y 2=y 21?y

2

= 0.0063

1?0.0063 =0.0063

混合气体体积流量：q v =4700N m 3/h 混合气体中惰性气体流量:V=

470022.4

×（1-0.109）=186.9509Kmol ∕h

出塔液相浓度最大值: X 1*=X 1max = Y1

m ?(1?m )Y1 = 0.1223

113.5266?(1?113.5266) =0.0010 对于纯水吸收过程：X 2=0

则最小液气比：（L V ）min = Y1?Y2X 1

??X2 =

0.1223?0.0063

0.0010

=116.0000

由L V = (1.1~2)（L

V ）min ：

取L 11=1.3L min =1.3×116.0000×186.9509=28192.1957Kmol ∕h

L 21=1.5L min =1.5×116.0000×186.9509=32529.4566Kmol ∕h

L 31=1.8L min =1.8×116.0000×186.9509=39035.3479Kmol ∕h 则由物料衡算公式V(Y 1-Y 2)=L(X 1-X 2)： X 11= V (Y1?Y2)

L

= 186.9509×(0.1223?0.0063)

28192.1957

=0.00077 X 21= V (Y1?Y2)

L

=186.9509×（0.1223?0.0063）

32529.4566

=0.00067 X 31=

V (Y1?Y2)

L

=

186.9509×（0.1223?0.0063）

39035.3479

=0.00056

以下计算以第一组数据(L 11,X 11)为例

3.3、计算热效应

水吸收CO2的量：G A =V(Y 1-Y 2)=186.9509×（0.1223-0.0063）=21.6863Kmol ∕h 查《化工原理设计导论》图4-5得CO2的溶解热q=97Kcal ∕Kg 查《化工原理》上册附录5，得水的Cp=4.174KJ ∕（Kg ·K ） 则由L ×18×Cp ×Δt=GA ×44×q ×4.18

得：Δt 1= 21.6863×44×97×4.18

28192.1957×18×4.174=0.1827℃ 同理可求得Δt 2=0.1583℃，

Δt 3=0.1319℃。 由于Δt 1，Δt 2，Δt 3均小于1℃。所以温度变化不大，

故此过程可视为等温吸收过程。

3.4、确定塔径

a.确定混合气体的密度

混合气体平均摩尔质量：

查《化工原理》上册附录4得各组分的临界压力P c 与临界温度T c ：（如表二所示）

混合气体的平均摩尔质量：

M=0.109×44+0.653×2+0.21×28+0.005×16+0.022×28+0.1×

32=12.7100Kg/Kmol

混合气体假临界压

P cm =0.109×7.38+0.653×1.30+0.21×3.39+0.005×4.62+0.022×3.50+0.001

×5.04=2.4470MPa 混合气体假临界温度：

T cm =0.109×304+0.653×33.3+0.21×126+0.005×191+0.022×133+0.001×

155=85.3769K 则对比温度T r = T T cm

=303.15

85.3769 =3.5507

对比压力Pr= P Pcm = 1.8

2.4470 =0.7356

由《化工原理设计导论》图2-1得压缩系数Z=1 混合气体密度ρV = PM ZRT = 1800×12.7100

1×8.314×303.15 =9.0772Kg/m 3

b.确定填料：

选择塑料鲍尔环填料，规格：外径×高×厚(mm)=38×38×1 干填料因子

a ε

3

=220 m -1

比表面积a=155m 2/m 3

关联系数A=0.0942 c.计算泛点空塔气速u f :

由《化工原理》上册附录查得吸收剂水在30°C 的液体粘度： μL =0.8007mPa ·s

混合气体质量流速：G V =M ·V=12.7100×4700/22.4=2666.8304 Kg/h

吸收剂质量流速：G L11= M ·L=18×28192.1957=507459.5226Kg/h 。

同理可求得G L21=585530.2188 Kg/h ，G L31=702636.2622Kg/h 由Bain-Hougen 关联式：lg [u f

2g ·a

ε3·ρv

ρL ·μL 0.2

]=A-1.75(G L G V

)0.25·(ρV ρL )0.125

代入数据： lg [u f

29.81·220·

9.0817995.7

·0.80070.2]=0.0942-1.75(7521962.42666.8304)

0.25

·(9.0772995.7)

0.125

求得：u f1 =0.0785m/s ，同理可求得u f2=0.0675m/s, u f3=0.0552m/s d.取U=0.8u f ， 则u 1=0.8u f =0.8×0.0785=0.0628m/s,同理可得， u 2=0.0540m/s, u 3=0.0442m/s

该操作条件下气体体积流量：

Vs =

4700x (30+273.15)x101.325

273.15x1800x3600=0.0816m 3/s

则D 1=√

4V s πu 1

=√

4×0.0816

3.14×0.0628

=1.2866m

圆整后（《化工原理设计导论》p123）:D 1=1.3m,同理可得，D 2=1.4m ，D 3=1.6m 3.5、喷淋密度的校核

对于直径小于76mm 的环形填料，其最低润湿率L W =0.08m 3(m ·h )? 则最小喷淋密度U min =L W ·a=0.08×155=12.4m 3(m 2·h )? U 1=

G L11

ρL ×

π×D124

=

4×507459.5226995.7×3.14×1.3

2

=384.1639m 3(m 2·h )?＞U min ，同理可得，

U 2=382.2039m 3(m 2·h )?＞U min ，U 3=351.1498m 3(m 2·h )?＞U min 故符合要求。

3.6、体积传质系数的计算

由于传质阻力主要集中在液相，即此过程为液膜控制过程，则有K L ≈k L 故此处计算液相传质系数k L 即可. 采用恩田式计算：

液相扩散系数（《化工原理设计导论》式2?36）： D L =

1.173×10?13(?M )0.5T

μL V m =

1.173×10?13×(

2.6×18)0.5×30

3.15

0.8007×0.034

0.6

=2.3106×10?9m 2/s

液相流率： W L1=

4G L11πD 1

=4×507459.5226

π×1.3

=382511.9833 Kg /(m 2·h )，同理可得，

W L2=380560.3918 Kg /(m 2·h )， W L3=349639.8598 Kg /(m 2·h )

由《化工原理》附录知：水在30℃时，水的表面张力σL =72.6×10?3N /m =940896kg/h 2

填料材质的临界表面张力：3

2

2

33103600427680

c kg

h σ-=??=

填料总比表面积：2

3

155

t m a a m ==

水的黏度：μL =5

80.0710Pa s μ-=??=2.8825Kg/(m ?h )

重力加速度：22

9.813600127137600m g h =?=

水的密度：ρL =3

995.7

kg

m ρ=

填料湿润表面积（参考书目③ 式6-40）： a w1=?{ 1?

?x ?{?1.45(σ?σL )0.75(??1???）0.1（??1???2?）?0.05（??12??

??)0.2

} }

=155×{ 1??x ?{?1.45×

(427680

940896)0.75

×

(382511.9833155×2.8825)

0.1×

(

382511.9833×155995.72×127137600

)?0.05×

(382511.98332

995.7×940896×155)0.2

} }

=127.2645m 2m 3?

同理可得，a w2=127.1668m 2m 3?，a w3=125.5274m 2m 3? 由此可得液相传质系数（参考书目③ 式6-46） ??1

=0.2

1

1

2

343

0.0095ΨL L L L w L L L L W g k a D μμμρρ-????

??= ? ?

?????

??=0.0095×(

382511.9833

1272645X2.8825

)

23

×(

2.8825

995.7×8.3182×10?6

)?

12

×(

2.8825×127137600

995.7

)13

×1.360.4

=4.2437?/h

同理可得，??2=4.2315m/h, ??3=4.0338m/h 即：K L1≈k L1, K L2≈k L2, K L3≈k L3,又C M =ρL M L

=

995.718

=55.3167Kmol/m 3

总传质系数：K x1=K L1C M =3.7526×

995.718

=234.7475kmol (m 2·h )?,同理可得，

K x2=234.0726kmol (m 2·h )?， K x3=223.1365 kmol (m 2·h )?

3.7、填料层高度的计算

塔的截面积214

D πΩ=得： Ω1=14πD 2

=14π×1.32=1.3267m 2,同理，有

Ω2=1.5386m 2， Ω3=2.0096m 2 传质单元高度：H OL1=

L K x a w Ω

=28192.1957

234.7475×127.2645×1.3267=0.7113m，同理可得，

H OL2=0.7103m ，H OL3=0.6935m 传质单元数N OL 的计算：（对数平均推动力法）

由气液平衡方程Y= 113.5266x

1?112.5266x ,并带入Y 2：

0.0063= 113.5266X 2

?1?112.5266X 2

? ? X 2?=0.0000551

ΔX 1=X 1??X 1=0.0010-0.00077=0.00023

ΔX 2=X 2??X 2=0.0000551-0=0.0000551 ΔX m1=

ΔX 1?ΔX 2In (

ΔX 1

ΔX 2

)=

0.00023?0.0000551In (

0.00023

0.0000551

)

=0.0001224，同理可得，ΔX m2=0.0001536，

ΔX m3=0.0001853 则N OL1=

X 1?X 2ΔX m1

=

0.00077?00.000114

=6.2908，同理可得，N OL2=4.3620，N OL3=3.0221

故：填料层高度Z 1=H OL1·N OL1=0.7113×6.2908=4.4746m ，同理可得，

Z 2=3.0982m ， Z 3=2.0958m

以同样方法计算另外两组数据,求得后列总结为下表:

经综合考虑以上三种液气比所需的设备费和操作费，最终选择第一组。

3.8计算填料层阻力：

由此可以确定填料层高度h=1.2×Z 1=1.2×4.4746m=5.4m 气体质量流速：G V =2666.8304kg/h=2666.8304

1.326650=2010.1989kg (m 2·h )?

吸收剂的质量流量：L=507459.5226 kg/h=

507459.52261.326650

=382511.9833kg (m 2·h )?

液体密度：ρL =995.7kg/m 3 气体密度：ρv =9.0772 kg/m 3 61.2110T α-=? 20.96710β-=? 由公式2(

)10

L

L V

T V

G P h βραρ?=?得：2(

)10

L

L V

T V

G P h βραρ?=?

=1.21X 10?6×5.4×

(

2010.198929.0772

)×

10

0.967×10?2×382511.9833

995.7

=15085.8604pa

3.9、附属设备的选择 a.液体喷淋装置：

a.1设计思路：

在填料塔内液体的分布对对操作起着非常重要的作用，即使选择了合适的填 料，如果液体分布不良，必然减小填料的有效润湿表面，减小气液两相的有 效接触面积，直接影响塔的分离效率。为了减少由于液体不良分布引起的放 大反应，充分发挥填料的效率，必须在填料塔中安装液体分布装置，把液体 均匀地分布于填料层顶部液体初始分布的质量不仅影响填料的传质效率，而 且还会对填料的操作弹性产生影响。所以塔顶喷淋装置的设计既要要求结构 简单，又要将液体均匀地喷洒在填料上，操作时本上不宜赌赛不产生过细的 雾滴。且由于操作塔径为1.3m ，故采用盘式液体分布器。

a.2设计计算：

a.2.1液体进出口管径：

液体进出管接口：

：L d =

,L =18×28192.1957995.7=509.6510m 3

/h

由于是泵输送，所以取u L =2.5m s ?

则：d L =√4L πu L

=√4×509.6510

3.14×2.5×3600=0.2686m

按照热轧无缝钢管标准（GB8163-87），液体进出管接口尺寸?299mm ×

15mm , 无缝钢管?299mm ×15mm的内径：d =299?15×2=269mm , 校验液体进出管接口速度： 液体在管中的实际流速：u L =4L πd L 2

=

4×509.65103600x3.14x0.2692

=2.4923 m s ?,

故选用?299mm ×15mm 钢管

a.2.2分布板直径：

分布板直径D 1=0.8×1.3m=1040mm

a.2.3分布板开孔数：

且液体流量：L=0.1416m 3/s

流量系数0.6?= 盘上小孔直径00.008d m =

板上液体高度1 1.366

H D m == 则孔数：n=

2 =

0.785×0.6×0.008

x √2x1.3x9.81x 6

=2279

其结构图如图2和图3所示：

盘式液体分布器 筛孔式（图2）

喷头俯视图（图3）

b.填料支撑板：

填料支撑装置的作用是支撑塔内的填料和塔上的持液量，同时又能保证气液两相顺利通过。支撑板应有足够的机械强度和耐腐蚀能力。栅板式支撑装置是有竖立的扁钢条焊接而成。扁钢条的间距应为填料外径的0.6~0.7倍。为防止填料从栅板条间空隙漏下，在装填料时，先在栅板上铺上一层孔眼小于填料直径的粗金属丝网。其结构如图4所示：

栅板式支撑装置（图4）

C．气体入口装置：

填料塔的气体进口既要防止液体倒灌，更要有利于气体的均匀分布。本设计采用进气管伸到塔中心位置，管端切成45度向下斜口或切成向下切口，使气流折转向上。其结构图如图5所示：

气体入口装置（图5）

气体进出管接口直径：

v

d=

且V S=4700×303.15×101.325

273.15×1800

=293.6286m/s

因为操作压力为P=1800KN/m2，属高压操作，则u

v

取20m/s,

得：d v=√4×293.6286

3.14×3600×20

=0.0721m

液体进出管接口：

L

d=

且，L=18×28192.1957

995.7

=509.6510m3/h

取u

L =2.5m/s 得：d L=√4L

πu L

=√4×509.6510

3.14×2.5×3600

=0.2686m

由《化工原理》上册附录知：按照热轧无缝钢管标准（GB8163-87），气体进出管接口尺寸选φ83mm×5mm；液体进出管接口尺寸φ299mm×15mm

校验气体进出管接口速度：气体进出管接口尺寸选?83mm×5mm，

选择验算：?83mm×5mm无缝钢管的内径：d=83-5×2=73mm

气体在管中的实际流速：u v=4V S

πd v2=4×293.6286

3.14x0.0732x3600

=19.4976m s?

校验液体进出管接口速度：

液体在管中的实际流速：u L=4L

πd L =4×509.6510

3600x3.14x0.2692

=2.4923m s?,

d.封头：

封头为压力容器的主要受压元件，此处采用椭圆形封头，其由半个椭球和具有一定高度的圆筒形壳体组成，此圆筒形壳体高度一般称为直边高度设置直边高度的目的是为了避免在封头和圆筒形壳体相交的这一结构不连续处出现焊缝，从而避免焊缝边缘应力问题。在制造难以程度上，由于椭圆形封头的深度较浅，

冲压成形较易，是目前国内广泛应用的中低压容器的封头形式。如图

6

封头结构图（图6）

由《化工原理课程设计导论》JB1154-73查表知： 当塔径D=1.3m 时，h=40mmmm ，H=325mm 泵的选择：由φ299mm ×15mm, u L =2.4923m s

,μL =0.8007×10?3P a ?s算得雷诺数:

Re =

d L u L ρL μL

=

0.269×2.4923×995.7

0.8007×10?3

=833703

查《化工原理（上册）》P65表2.3得新的无缝钢管的绝对粗糙度mm 2.0=ε。 εd L

=0.2

269=0.00074

查《化工原理（上册）》P64图2.13得0.017λ=

且取塔高Z=4.5+1.5+0.325×2=6.65m 取15l m = 取局部阻力系数

0.170.752 1.67ξ=+?= q v =L ×183600ρL

=

28192.1957×18995.7×3600

=0.1416m 3/s

H L =????+??+Kq v 2，其中?????

?

????????? ??++???

? ??-=∑2221222216161621d d l d d g K πζλππ，由于管壁相当于管径很小，所以d 2 ≈d 1=0.269m 因此得

2

2

28V

L q d

g d l

Z g P H πζ

λρ???

??++?+?=

=

(1800?101.325)×1000

995.7×9.81

+ 6.65 +

8×（0.017×15

0.269+1.67）9.81×3.142×0.269

2

×0.14162

=180.6153m

=H L×1.1=180.6153×1.1=198.6768m

H

额

?所以选择ZA200-400A型离心泵：扬程203mH2O，流量850m3h

第四章设计结果概要

4.1主要符号说明（如表4）：

4.2主要数据汇总（如表5）：

参考文献：

①张洪沅.《化工原理设计导论》.成都科技大学出版社.1991.4

②朱家骅，叶世超，夏素兰等.《化工原理》.科学出版社.2005.6

③匡国柱，史启才.《化工单元过程及设备课程设计》.化学工业出版

社.2002.1

④王国胜.《化工原理课程设计》.大连理工大学出版社.2005.2

⑤陈英南，刘玉兰.《常用化工单元设备的设计》.华东理工大学出版

社.2005.4

⑥压力容器使用技术丛书编写委员会.《压力容器设计知识》.化学工业出版

社.2005.10

⑦化学工程手册编写委会组织.《化学工程手册》第6篇.化学工业出版

社.1989

第五章：设计评价

通过参与此次课程设计，首先，自我体会到了如何将课本的知识运用到生产生活实际中；其次，由于刚开始时对课程设计的了解不深，致使自身没能很好的通过查阅资料了解到相关的一些信息，从而使得这次课程设计用时过长，并且没能及时地与老师进行沟通，使得在前期的数据处理上与真实值出现较大的出入，而在另一方面也表现出自身对填料塔的吸收过程相关知识要点没能很好的掌握。

本设计中的数据来源，物性参数，合适取值范围的确定都是查阅相关质料来确定的，其准确性相对较高。填料及与塔相关的附属设备都是选用的常用装置，塔高与塔径都在合理取值范围之内，其综合经济效益也较理想。

本次化工原理课程设计历时两周，是学习化工原理以来第一次独立的工业设计。在设计过程中不仅要考虑理论上的可行性，还要考虑生产上的安全性和经济合理性。

这学期的化工原理学习中，我对于吸收塔的认识是很有限的，我们所遇到的吸收塔的计算也仅限于书上的例题和为了考试做的一些资料，它们都是简化的或者局部的计算，而这次的课程设计让我接触到完完整整的吸收计算和一些辅助设备的计算。让我感觉到，光是平时学习的内容对于在工程方面的应用是远远不够的，这需要我们平时自觉的培养自己的自学能力，设计中我学会了离开老师进行自主学习，参看多本指导书，完善自己的设计。

通过本次课程设计的训练，让我对自己的专业有了更加感性和理性的认识，这对我们的继续学习是一个很好的指导方向，我们了解了工程设计的基本内容，掌握了化工设计的主要程序和方法，增强了分析和解决工程实际问题的能力。同时，通过课程设计，还使我们树立确的设计思想，培养实事求是、严肃认真、高度负责的工作作风，加强工程设计能力的训练和培养严谨求实的科学作风更尤为重要。最后，此次的课程设计过程中，由于刚开始对课程设计了解不深，在设计中也遇到很多问题,这里要感谢曹老师对我们的教导与帮助，感谢同学们的相互帮助，通过本次设计，我对吸收塔有了更深一层次的认识，体会到了如何把课本所学运用到设计中，并且初步了解到了工业设计过程，是一次很不错的锻炼过程。

让我在课程设计时认识到团队的力量，同时也得到了很多快乐。

化工原理课程设计任务书 zong (修复的)共32页

2012年 06月 工业背景及工艺流程 乙醛是无色、有刺激性气味的液体，密度比水小，沸点20.8℃，易挥

发、易燃烧且能和水、乙醇、乙醚、氯仿等互溶，因其分子中具有羰基，反应能力很强，容易发生氧化，缩合，环化，聚合及许多类型加成反应。乙醛也是一种重要的烃类衍生物在合成工业有机化工产品上也是一种重要的中间体。其本身几乎没有直接的用途，完全取决于市场对它的下游产品的需求及下游产品对生产路线的选择，主要用于醋酸、醋酐、醋酸乙烯等重要的基本有机化工产品，也用于制备丁醇、异丁醇、季戊四醇等产品。这些产品广泛应用于纺织、医药、塑料、化纤、染料、香料和食品等工业。 国内乙醛生产方法有乙烯氧化法、乙醇氧化法和乙炔氧化法三种技术路线。工业上生产乙醛的原料最初采用乙炔，以后又先后发展了乙醇和乙烯路线。乙炔水化法成本高，因其催化剂——汞盐的污染难以处理等致命缺点，现以基本被淘汰。乙醇氧化或脱氢法制乙醛虽有技术成熟，不需要特殊设备，投资省，上马快等优点，但成本高于乙烯直接氧化法。乙烯直接氧化法制乙醛。由于其原料乙烯来源丰富而价廉，加之反应条件温和，选择性好，收率高，工艺流程简单及“三废”处理容易等突出优点，深受世界各国重视，发展非常迅速，现以成为许多国家生产乙醛的主要方法。 精馏方案的确定： 精馏塔流程的确定; 塔型的选择; 操作压力的选定; 进料状态选定; 加热方式等

所选方案必须： （1）满足工艺要求； （2）操作平稳、易于调节； （3）经济合理； （4）生产安全。 包括：流程的确定;塔型的选择;操作压力的选定;进料状态选定;加热方式等 操作压力选择 ●精馏可在常压、加压或减压下进行。 ●沸点低、常压下为气态的物料必须选用加压精馏；热敏性、高沸点 物料常用减压精馏。 进料状态的选择 ●一般将料液预热到泡点或接近泡点后送入塔内。这样可使： ● (1)塔的操作比较容易控制； ● (2)精馏段和提馏段的上升蒸汽量相近，塔径相似，设计制造比 较方便。 加热方式： ●（1）间接蒸汽加热 ●（2）直接蒸汽加热 ●适用场合：待分离物系为某轻组分和水的混合物。 ●优点：可省去再沸器；并可利用压力较低的蒸汽进行加热。操作 费用和设备费用均可降低。

化工原理课程设计水吸收氨填料吸收塔设计正式版分解

《化工原理》课程设计 水吸收氨气过程填料塔的设计学院 专业制药工程 班级 姓名 学号 指导教师 2013 年 1 月 15 日 目录 设计任务书 (4)

参考文献 (15) 对本设计的评述及心得 (15)

附表：附表附表

设计任务书 (一)、设计题目：水吸收氨气过程填料吸收塔的设计 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7500 m3/h，其中含氨气为5％（体积分数），要求塔顶排放气体中含氨低于％（体积分数）。采用清水进行吸收，吸收剂的用量为最小用量的倍。 (二)、操作条件 （1）操作压力常压 （2）操作温度 20℃. (三)填料类型 选用聚丙烯阶梯环填料，填料规格自选。 (四)工作日 每年300天，每天24小时连续进行。 (五)厂址 厂址为衡阳地区 (六)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.绘制吸收塔设计条件图； 7.对设计过程的评述和有关问题的讨论。 (七)操作条件 20℃氨气在水中的溶解度系数为H＝（m3kPa）。 第一节前言 填料塔的有关介绍 填料塔洗涤吸收净化工艺不单应用在化工领域 ,在低浓度工业废气净化方面也能很好地发挥作用。工程实践表明 ,合理的系统工艺和塔体设计 ,是保证净化效果的前提。本文简述聚丙烯阶梯填料应用于水吸收氨过程的工艺设计以及工程问题。 填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备，它是化工类企业中最常用的气液传质设备之一。 填料塔的主体结构如下图所示： 图1 填料塔结构图 填料塔不但结构简单，且流体通过填料层的压降较小，易于用耐腐蚀材料制造，所以它特别适用于处理量小、有腐蚀性的物料及要求压降小的场合。液体自塔顶经液体分布器喷洒于填料顶部，并在填料的表面呈膜状流下，气体从塔底的气体口送入，流过填料的空隙，在填料层中与液体逆流接触进行传质。因气液两相组成沿塔高连续变化，所

化工原理课程设计

绪论 1.1换热器在工业中的应用 换热器在工、农业的各领域应用十分广泛，在日常生活中传热设备也随处可见，是不可或缺的工艺设备之一。因此换热设备的研究备受世界各国政府及研究机构的高度重视，在全世界第一次能源危机爆发以来，各国都在下大力量寻找新的能源及在节约能源上研究新途径。在研究投入大、人力资源配备足的情况下，一批具有代表性的高效换热器和强化元件诞生。随着研究的深入，工业应用取得了令人瞩目的成就，得到了大量的回报，如板翅式换热器、大型板壳式换热器和强化沸腾的表面多孔管、T型翅片管、强化冷凝的螺纹管、锯齿管等都得到了国际传热界专家的首肯，社会效益非常显著，大大缓解了能源的紧张情况。 换热器是一种实现物料之间热量传递的节能设备，是在石油、化工、石油化工、冶金、电力、轻工、食品等行业普遍应用的一种工艺设备。在炼油、化工装置中换热器占总设备数量的40%左右，占总投资的30%-45%。近年来随着节能技术的发展，应用领域不断扩大，利用换热器进行高温和低温热能回收带来了显著的经济效益。 随着环境保护要求的提高，近年来加氢装置的需求越来越多，如加氢裂化，煤油加氢，汽油、柴油加氢和乳化油加氢装置等建设量增加，所需的高温、高压换热器数量随之加大。螺纹锁紧环换热器、Ω密封环换热器、金属垫圈式换热器、蜜蜂盖板式换热器技术发展越来越快，不仅在承温、承压上满足装置运行要求，而且在传热与动力消耗上发展较快，同时亦适用于乙烯裂解、化肥中合成氨、聚合和天然等场合，可满足承压高达35MPa，承温达700℃的使用要求。在这些场合，换热器占有的投资占50%以上。 1.2换热器的研究现状 20世纪80年代以来，换热器技术飞速发展，带来了能源利用率的提高。各种新型、高效换热器的相继开发与应用带来了巨大的社会经济效益，市场经济的发展、私有化比例的加大，降低成本已成为企业追求的最终目标。因而节能设备的研究与开发备受瞩目。能源的日趋紧张、全球环境气温的不断升高、环境保护要求的提高和换热器及空冷式换热器及高温、高压换热器带来了日益广阔的应用前景。在地热、太阳能、核能、余热回收、风能的利用上，各国政府都加大了投入资金力度。 国内各研究机构和高等院校研究成果不断推陈出新，在强化传热元件方面华南理工

化工原理课程设计精馏塔详细版

广西大学化学化工学院 化工原理课程设计任务书 专业：班级： 姓名： 学号： 设计时间： 设计题目：乙醇——水筛板精馏塔工艺设计 （取至南京某厂药用酒精生产现场） 设计条件： 1. 常压操作，P=1 atm（绝压）。 2. 原料来至上游的粗馏塔，为95——96℃的饱和蒸汽。因沿 程热损失，进精馏塔时原料液温度降为90℃。 3. 塔顶产品为浓度92.41%（质量分率）的药用乙醇，产量为 40吨/日。 4．塔釜排出的残液中要求乙醇的浓度不大于0.03%（质量分 率）。 5．塔釜采用饱和水蒸汽加热（加热方式自选）；塔顶采用全凝器，泡点回流。 6．操作回流比R=（1.1——2.0）R 。 min 设计任务： 1. 完成该精馏塔工艺设计，包括辅助设备及进出口接管的计 算和选型。 2．画出带控制点的工艺流程图，t-x-y相平衡图，塔板负 荷性能图，筛孔布置图以及塔的工艺条件图。 3．写出该精流塔的设计说明书，包括设计结果汇总和对自己 设计的评价。 指导教师：时间

1设计任务 1.1 任务 1.1.1 设计题目乙醇—水筛板精馏塔工艺设计（取至南京某厂药用酒 精生产现场） 1.1.2 设计条件 1.常压操作，P＝1 atm（绝压）。 2．原料来至上游的粗馏塔，为95－96℃的饱和蒸气。 因沿程热损失，进精馏塔时原料液温度降为90℃。 3．塔顶产品为浓度92.41%（质量分率）的药用乙醇， 产量为40吨/日。 4．塔釜排出的残液中要求乙醇的浓度不大于0.03％ (质量分率)。 5．塔釜采用饱和水蒸气加热（加热方式自选）；塔顶 采用全凝器，泡点回流。 6．操作回流比R=(1.1—2.0) R。 min 1.1.3 设计任务 1.完成该精馏塔工艺设计，包括辅助设备及进出口接 管的计算和选型。 2．画出带控制点的工艺流程示意图，t-x-y相平衡 图，塔板负荷性能图，筛孔布置图以及塔的工艺条 件图。 3．写出该精馏塔的设计说明书，包括设计结果汇总 和对自己设计的评价。 1.2 设计方案论证及确定 1.2.1 生产时日 设计要求塔日产40吨92.41%乙醇，工厂实行三班制，每班工作8小时，每天24小时连续正常工作。 1.2.2 选择塔型 精馏塔属气—液传质设备。气—液传质设备主要分为板式塔和填料塔两大类。该塔设计生产时日要求较大，由板式塔与填料塔比较[1]知：板式塔直径放大

化工原理课程设计 吸收塔汇总

《化工原理》课程设计 课题: 设计水吸收半水煤气体混合物中的二氧化碳的填料吸收塔设计者：王涛 学号：1043082002 指导老师：曹丽淑

目录 第一章设计任务????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????3 1.1设计题目????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????3 1.2设计任务及操作条件???????????????????????????????????????????????????????????????????????????3 1.3设计内容???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????3 第二章设计方案???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4 2.1设计流程的选择及流程图??????????????????????????????????????????????????????????????????????4 第三章填料塔的工艺设计??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4 3.1气液平衡关系????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4 3.2吸收剂用量???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????5 3.3计算热效应???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????5 3.4定塔径??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????6 3.5喷淋密度的校核?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????6 3.6体积传质系数的计算??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7 3.7填料层高度的计算??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????8 3.8附属设备的选择???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????9第四章设计结果概要??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????15第五章设计评价 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 17

化工原理课程设计最终版

青岛科技大学 化工课程设计 设计题目：乙醇-正丙醇溶液连续板式精馏塔的设计指导教师： 学生姓名： 化工学院—化学工程与工艺专业135班 日期:

目录一设计任务书 二塔板的工艺设计 （一）设计方案的确定 （二）精馏塔设计模拟 （三）塔板工艺尺寸计算 1）塔径 2）溢流装置 3)塔板分布、浮阀数目与排列 （四）塔板的流体力学计算 1）气相通过浮阀塔板的压强降2）淹塔 3)雾沫夹带 （五）塔板负荷性能图 1）雾沫夹带线 2）液泛线 3）液相负荷上限 4）漏液线 5）液相负荷上限 （六）塔工艺数据汇总表格 三塔的附属设备的设计 （一）换热器的选择 1)预热器 2)再沸器的换热器 3)冷凝器的换热器 （二）泵的选择 四塔的内部工艺结构 （一）塔顶 （二）进口 ①塔顶回流进口 ②中段回流进口 （三）人孔 （四）塔底 ①塔底空间 ②塔底出口 五带控制点工艺流程图 六主体设备图 七附件 （一）带控制点工艺流程图 （二）主体设备图 八符号表 九讨论 十主要参考资料

一设计任务书 【设计任务】设计一板式精馏塔，用以完成乙醇-正丙醇溶液的分离任务 【设计依据】如表一 表一 【设计内容】 1）塔板的选择； 2）流程的选择与叙述； 3）精馏塔塔高、塔径与塔构件设计； 4）预热器、再沸器热负荷及加热蒸汽消耗量，冷凝器热负荷及冷却水用量，泵的选择； 5）带控制点工艺流程图及主体设备图。 二塔板的工艺设计 （一）设计方案的确定 本设计的任务是分离乙醇—正丙醇混合液，对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程，运用Aspen软件做出乙醇—正丙醇的T-x-y 相图，如图一：

图一：乙醇—正丙醇的T-x-y相图 由图一可得乙醇—正丙醇的质量分数比为0.5:0.5时，其泡点温度是84.40o C （二）精馏塔设计模拟 1.初步模拟过程 运用Aspen软件精馏塔Columns模块中DSTWU模型进行初步模拟，并不断进行调试，模拟过程及结果如下：

化工原理课程设计-苯-甲苯精馏塔设计

资料 前言 化工原理课程设计是培养学生化工设计能力的重要教学环节，通过课程设计使我们初步掌握化工设计的基础知识、设计原则及方法；学会各种手册的使用方法及物理性质、化学性质的查找方法和技巧；掌握各种结果的校核，能画出工艺流程、塔板结构等图形。在设计过程中不仅要考虑理论上的可行性，还要考虑生产上的安全性、经济合理性。 化工生产常需进行液体混合物的分离以达到提纯或回收有用组分的目的，精馏是利用液体混合物中各组分挥发度的不同并借助于多次部分汽化和部分冷凝达到轻重组分分离的方法。塔设备一般分为阶跃接触式和连续接触式两大类。前者的代表是板式塔，后者的代表则为填料塔。 筛板塔和泡罩塔相比较具有下列特点：生产能力大于%，板效率提高产量15%左右；而压降可降低30%左右；另外筛板塔结构简单，消耗金属少，塔板的造价可减少40%左右；安装容易，也便于清理检修。本次课程设计为年处理含苯质量分数36%的苯-甲苯混合液4万吨的筛板精馏塔设计，塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备之一。它可使气(或汽)液或液液两相之间进行紧密接触，达到相际传质及传热的目的。 在设计过程中应考虑到设计的精馏塔具有较大的生产能力满足工艺要求，另外还要有一定的潜力。节省能源，综合利用余热。经济合理，冷却水进出口温度的高低，一方面影响到冷却水用量。另一方面影响到所需传热面积的大小。即对操作费用和设备费用均有影响，因此设计是否合理的利用热能R等直接关系到生产过程的经济问题。 |

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目录 第一章绪论 (1) 精馏条件的确定 (1) 精馏的加热方式 (1) 精馏的进料状态 (1) 精馏的操作压力 (1) 确定设计方案 (1) 工艺和操作的要求 (2) 满足经济上的要求 (2) 保证安全生产 (2) 第二章设计计算 (3) 设计方案的确定 (3) 精馏塔的物料衡算 (3) 原料液进料量、塔顶、塔底摩尔分率 (3) 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (3) 物料衡算 (3) 塔板计算 (4) 理论板数NT的求取 (4) 全塔效率的计算 (6) 求实际板数 (7) 有效塔高的计算 (7) 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (8) 操作压力的计算 (8) 操作温度的计算 (8) 平均摩尔质量的计算 (8) 平均密度的计算 (10) 液体平均表面张力的计算 (11) 液体平均黏度的计算 (12) 气液负荷计算 (13)

化工原理课程设计简易步骤

《化工原理》课程设计说明书 设计题目 学生姓名 指导老师 学院 专业班级 完成时间

目录 1.设计任务书……………………………………………（） 2.设计方案的确定与工艺流程的说明…………………（） 3.精馏塔的物料衡算……………………………………（） 4.塔板数的确定………………………………………（） 5.精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算………（） 6.精馏段的汽液负荷计算………………………………（） 7.精馏段塔体主要工艺尺寸的计算…………………（） 8.精馏段塔板主要工艺尺寸的计算…………………………（） 9.精馏段塔高的计算…………………………………（） 10.精馏段塔板的流体力学验算…………………………（） 11.精馏段塔板的汽液负荷性能图………………………（） 12.精馏段计算结果汇总………………………………（） 13.设计评述……………………………………………（） 14.参考文献………………………………………………（） 15.附件……………………………………………………（） 附件1：附图1精馏工艺流程图………………………（） 附件2：附图2降液管参数图……………………………（）附件3：附图3塔板布孔图………………………………（）

板式塔设计简易步骤 一、 设计方案的确定及工艺流程的说明 对塔型板型、工艺流程、加料状态、塔顶蒸汽冷凝方式、塔釜加热方式等进行说明，并 绘制工艺流程图。（图可附在后面） 二、 精馏塔物料衡算：见教材P270 计算出F 、D 、W ，单位：kmol/h 三、 塔板数的确定 1. 汽液相平衡数据： 查资料或计算确定相平衡数据，并绘制t-x-y 图。 2. 确定回流比： 先求出最小回流比：P 266。再确定适宜回流比：P 268。 3. 确定理论板数 逐板法或梯级图解法（塔顶采用全凝器）计算理论板层数，并确定加料板位置：P 257-258。（逐板法需先计算相对挥发度） 确定精馏段理论板数N 1、提馏段理论板数N 2 4. 确定实际板数： 估算塔板效率：P 285。（①需知全塔平均温度，可由 t-x-y 图确定塔顶、塔底温度，或通过试差确定塔顶、塔底温度，再取算术平均值。②需知相对挥发度，可由安托因方程求平均温度下的饱和蒸汽压，再按理想溶液计算。） 由塔板效率计算精馏段、提馏段的实际板层数N 1’,N 2’：P 284式6-67。 四、 精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算 1. 操作压力m p ：取2 F D m p p p += 2. 精馏段平均温度m t ：查t-x-y 图确定塔顶、进料板温度，再取平均值。或由泡点方程试差法确定塔顶、进料板温度。 3. 平均摩尔质量M Vm 、M Lm ：由P 8式0-27分别计算塔顶、进料板处的摩尔质量，再分别 取两处的算术平均值。汽相的摩尔分率查t-x-y 图。 4. 平均密度Vm ρ、Lm ρ： Lm ρ：用P 13式1-7分别计算塔顶、进料板处液相密度，再 取算术平均值。m Vm m Vm T R M p ??= ρ 5. 液体表面张力m σ：由B B A A m x x σσσ+=分别计算塔顶mD σ与进料板mF σ，再取 平均值。 6. 液体粘度m μ：与表面张力的计算类似。 五、 精馏段汽液负荷（Vs 、Ｌs ）计算 V=（R+1）D L=RD

清水吸收二氧化硫化工原理课程设计毕业设计(论文)

摘要 在化工生产中，气体吸收过程是利用气体混合物中，各组分在液体中溶解度或化学反应活性的差异，在气液两相接触是发生传质，实现气液混合物的分离。在化学工业中，经常需将气体混合物中的各个组分加以分离，其目的是： ①回收或捕获气体混合物中的有用物质，以制取产品； ②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物，以免污染大气。根据不同性质上的差异，可以开发出不同的分离方法。吸收操作仅为其中之一，它利用混合物中各组分在液体中溶解度或化学反应活性的差异，在气液两相接触时发生传质，实现气液混合物的分离。 一般说来，完整的吸收过程应包括吸收和解吸两部分。在化工生产过程中，原料气的净化，气体产品的精制，治理有害气体，保护环境等方面都要用到气体吸收过程。填料塔作为主要设备之一，越来越受到青睐。二氧化硫填料吸收塔，以水为溶剂，经济合理，净化度高，污染小。此外，由于水和二氧化硫反应生成硫酸，具有很大的利用。 本次化工原理课程设计，我设计的题目是：炉气处理量为m3 4200炉气吸过程填料吸收塔设计。本次任务为用水吸收二氧化硫常压填料塔。具体设计条件如下： 1、混合物成分：空气和二氧化硫； 2、二氧化硫的含量：0.05（摩尔分率） 3、操作压强；常压操作 4、进塔炉气流量：h 4200 m3 5、二氧化硫气体回收率：95% 吸收过程视为等温吸收过程。

目录 摘要 .................................................................................................................................................. I 第一章 设计方案的确定 (1) 1.1流程方案 (1) 1.2设备方案 (1) 1.3流程布置 (1) 1.4吸收剂的选择 (1) 第二章 填料的选择 (2) 2.1对填料的要求 (2) 2.2填料的种类和特性 (2) 2.3填料尺寸 (3) 2.4填料材质的选择 (3) 第三章 工艺计算 (4) 3.1气液平衡的关系 (4) 3.2吸收剂用量及操作线的确定 (4) 3.2.1吸收剂用量的确定 (4) 3.2.2操作线的确定 (5) 3.3塔径计算 (5) 3.3.1采用Eckert 通用关联图法计算泛点速率f u ： (5) 3.3.2操作气速 (7) 3.3.3塔径计算 (7) 3.3.4喷淋密度U 校核 (7) 3.3.5单位高度填料层压降（Z P ）的校核 (8) 3.4填料层高度计算 (9) 3.4.1传质系数的计算 (9) 3.4.2填料高度的计算 (12) 第四章 填料塔内件的类型与设计 (13) 4.1 塔内件的类型 (13) 第五章 辅助设备的选型 (16) 5.1管径的选择 (16) 5.2泵的选取： (17) 5.3风机的选型： (17) 第六章 填料塔附属高度计算 (17) 第七章 分布器简要计算 (18) 第八章 关于填料塔设计的选材 (18) 参考文献 (19) 附录 (20) 附图 (21) 致谢 (22)

化工原理课程设计

《化工原理》课程设计报告精馏塔设计 学院 专业 班级 学号 姓名 指导教师

目录 苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计任务 (3) 一．设计题目 (3) 二．操作条件 (3) 三．塔设备型式 (3) 四．工作日 (3) 五．厂址 (3) 六．设计内容 (3) 设计方案 (4) 一．工艺流程 (4) 二．操作压力 (4) 三．进料热状态 (4) 四．加热方式 (4) 精馏塔工艺计算书 (5) 一．全塔的物料衡算 (5) 二．理论塔板数的确定 (5) 三．实际塔板数的确定 (7) 四．精馏塔工艺条件及相关物性数据的计算 (8) 五．塔体工艺尺寸设计 (10) 六．塔板工艺尺寸设计 (12) 七．塔板流体力学检验 (14) 八．塔板负荷性能图 (17) 九．接管尺寸计算 (19) 十．附属设备计算 (21) 设计结果一览表 (24) 设计总结 (26) 参考文献 (26)

苯-氯苯精馏塔的工艺设计 苯-氯苯分离过程精馏塔设计任务 一．设计题目 设计一座苯-氯苯连续精馏塔，要求年产纯度为99.6%的氯苯140000t，塔顶馏出液中含氯苯不高于0.1%。原料液中含氯苯为22%（以上均为质量%）。 二．操作条件 1.塔顶压强自选； 2.进料热状况自选； 3.回流比自选； 4.塔底加热蒸汽压强自选； 5.单板压降不大于0.9kPa； 三．塔板类型 板式塔或填料塔。 四．工作日 每年300天，每天24小时连续运行。 五．厂址 厂址为天津地区。 六．设计内容 1.设计方案的确定及流程说明 2. 精馏塔的物料衡算； 3.塔板数的确定； 4.精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算； 5.精馏塔主要工艺尺寸；

化工原理课程设计(水吸收氨填料吸收塔设计)(正式版)分解

《化工原理》课程设计水吸收氨气过程填料塔的设计 学院 专业制药工程 班级 姓名 学号 指导教师 2013 年 1 月 15 日

目录 设计任务书 (4) 第一节前言 (3) 1.1 填料塔的有关介绍 (4) 1.2 塔内填料的有关介绍............................. 错误！未定义书签。第二节填料塔主体设计方案的确定 .. (5) 2.1 装置流程的确定 (5) 2.2 吸收剂的选择 (5) 2.3 填料的类型与选择 (7) 2.4 液相物性数据 (6) 2.5 气相物性数据 (8) 2.6 气液相平衡数据 (7) 2.7 物料横算 (7) 第三节填料塔工艺尺寸的计算 (8) 3.1 塔径的计算 (8) 3.2 填料层高度的计算及分段 (9) 3.2.1 传质单元数的计算 (10) 3.2.2 传质单元高度的计算 (10) 3.2.3 填料层的分段 (11) 第四节填料层压降的计算 (12) 第五节填料塔内件的类型及设计 (13) 第六节填料塔液体分布器的简要设计 (13) 参考文献 (15) 对本设计的评述及心得 (15) 附表： 附表1填料塔设计结果一览表 (15) 附表2 填料塔设计数据一览 (15) 附件一：塔设备流程图 (17)

设计任务书 (一)、设计题目：水吸收氨气过程填料吸收塔的设计 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7500 m3/h，其中含氨气为5％（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。 (二)、操作条件 （1）操作压力常压 （2）操作温度 20℃. (三)填料类型 选用聚丙烯阶梯环填料，填料规格自选。 (四)工作日 每年300天，每天24小时连续进行。 (五)厂址 厂址为衡阳地区 (六)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.绘制吸收塔设计条件图； 7.对设计过程的评述和有关问题的讨论。 (七)操作条件 20℃氨气在水中的溶解度系数为H＝0.725kmol/（m3?kPa）。

最新《化工原理课程设计-年产量112000吨NaOH水溶液蒸发装置的设计》

湖南师范大学 《化工原理》课程设计说明书 设计题目年产量112000吨NaOH水溶液蒸发装置的设计学生姓名周鹏 指导老师罗大志 学院树达学院 学号 200721180135 专业班级 07制药工程1班 完成时间2009年10月

《化工原理》课程设计成绩评定栏 评定基元评审要素评审内涵 满 分指导教师 实评分 评阅教师 实评分 设计说明书，40% 格式规范 设计说明书是否符 合规定的格式要求 5 内容完整 设计说明书是否包 含所有规定的内容 5 设计方案 方案是否合理及符 合选定题目的要求 10 工艺计算 过程 工艺计算过程是否 正确、完整和规范 20 设计图纸， 40% 图纸规范图纸是否符合规范 5 标注清晰标注是否清晰明了 5 与设计吻合 图纸是否与设计计 算的结果完全一致 10 图纸质量 设计图纸的整体质 量的全面评价 20 平时成绩， 10% 上课出勤上课出勤考核 5 制图出勤制图出勤考核 5 答辩成绩， 10% 内容表述答辩表述是否清楚 5 回答问题回答问题是否正确 5 100 综合成绩成绩等级

指导教师评阅教师答辩小组负责人 (签名) (签名) (签名) 年月日年月日年月日 说明: 评定成绩分为优秀(90-100)，良好(80-89)，中等(70-79)，及格（60-69）和不及格(<60) 目录 1前言 (1) 2设计任务 (2) 2.1设计任务 (2) 2.2操作条件 (2) 3设计条件及设计方案说明 (3) 4物性数据及相关计算 (3) 4.1估计各效蒸发量和完成液浓度 (3) 4.2估计各效蒸发溶液的沸点和有效总温度差 (4) 4.3加热蒸汽消耗量和各效蒸发水量的初步计算 (7) 4.4蒸发器传热面积的估算 (8) 4.5有效温度的再分配 (8) 4.6重复上述计算步骤 (9) 4.7计算结果列表 (12) 5主体设备计算和说明 (12) 5.1加热管的选择和管数的初步估计 (13) 5.2循环管的选择 (13) 5.3加热管的直径以及加热管数目的确定 (13)

化工原理课程设计乙醇水精馏塔设计

化工原理课程设计 题目：乙醇水精馏筛板塔设计 设计时间：2010、12、20-2011、1、6

化工原理课程设计任务书（化工1） 一、设计题目板式精馏塔的设计 二、设计任务：乙醇-水二元混合液连续操作常压筛板精馏塔的设计 三、工艺条件 生产负荷（按每年7200小时计算）：6、7、8、9、10、11、12万吨/年 进料热状况：自选 回流比：自选 加热蒸汽：低压蒸汽 单板压降：≤0.7Kpa 工艺参数 组成浓度（乙醇mol%） 塔顶78 加料板28 塔底0.04 四、设计内容 1.确定精馏装置流程，绘出流程示意图。 2.工艺参数的确定 基础数据的查取及估算，工艺过程的物料衡算及热量衡算，理论塔板数，塔板效率，实际塔板数等。 3.主要设备的工艺尺寸计算 板间距，塔径，塔高，溢流装置，塔盘布置等。 4.流体力学计算 流体力学验算，操作负荷性能图及操作弹性。 5.主要附属设备设计计算及选型 塔顶全凝器设计计算：热负荷，载热体用量，选型及流体力学计算。 料液泵设计计算：流程计算及选型。 管径计算。 五、设计结果总汇 六、主要符号说明 七、参考文献 八、图纸要求 1、工艺流程图一张(A2 图纸) 2、主要设备工艺条件图（A2图纸） 目录 前言 (4)

1概述 (5) 1.1 设计目的 (5) 1.2 塔设备简介 (6) 2设计说明书 (7) 2.1 流程简介 (7) 2.2 工艺参数选择 (8) 3 工艺计算 (9) 3.1物料衡算 (9) 3.2理论塔板数的计算 (10) 3.2.1 查找各体系的汽液相平衡数据 (10) 如表3-1 (10) 3.2.2 q线方程 (9) 3.2.3 平衡线 (11) 3.2.4 回流比 (12) 3.2.5 操作线方程 (12) 3.2.6 理论板数的计算 (12) 3.3 实际塔板数的计算 (13) 3.3.1全塔效率ET (13) 3.3.2 实际板数NE (14) 4塔的结构计算 (15) 4.1混合组分的平均物性参数的计算 (15) 4.1.1平均分子量的计算 (15) 4.1.2 平均密度的计算 (16) 4.2塔高的计算 (17) 4.3塔径的计算 (17) 4.3.1 初步计算塔径 (17) 4.3.2 塔径的圆整 (18) 4.4塔板结构参数的确定 (19) 4.4.1溢流装置的设计 (19) 4.4.2塔盘布置（如图4-4） (20) 4.4.3 筛孔数及排列并计算开孔率 (21) 4.4.4 筛口气速和筛孔数的计算 (21) 5 精馏塔的流体力学性能验算 (22) 5.1 分别核算精馏段、提留段是否能通过流体力学验算 (22) 5.1.1液沫夹带校核 (22) 5.2.2塔板阻力校核 (23) 5.2.3溢流液泛条件的校核 (25) 5.2.4 液体在降液管内停留时间的校核 (26) 5.2.5 漏液限校核 (26) 5.2 分别作精馏段、提留段负荷性能图 (26) 5.3 塔结构数据汇总 (29) 6 塔的总体结构 (30) 7 辅助设备的选择 (31) 7.1塔顶冷凝器的选择 (31) 7.2塔底再沸器的选择 (32) 7.3管道设计与选择 (33)

化工原理课程设计任务书

（封面） XXXXXXX学院 化工原理课程设计任务书 题目： 院（系）： 专业班级： 学生姓名： 指导老师： 时间：年月日

目录 1、工艺生产流程线 (4) 2、流程及方案的说明和论证 (4) 3、换热器的设计计算及说明 (5) 4、计算校核 (6) 5、设计结果概要表 (9) 6、设计评价及讨论 (11) 参考文献 (11) 附图：主体设备结构图和花版设计图

化工原理课程设计任务书 一、设计题目：列管式换热器设计。 二、设计任务：将自选物料用河水冷却至生产工艺所要求的温度。 /d； 三、设计条件：1.处理能力：G=29*300 t 物料 2. 冷却器用河水为冷却介质，考虑广州地区可取进口水温度为 20～30℃； 3.允许压降：不大于105 Pa； 4.传热面积安全系数5~15%； 5.每年按330天计，每天24小时连续运行。 四、设计要求：1.对确定的工艺流程进行简要论述； 2.物料衡算、热量衡算； 3.确定列管式换热器的主要结构尺寸； 4.计算阻力； 5.选择适宜的列管式换热器并进行核算； 6.用Autocad绘制列管式冷却器的结构图（3号图纸）、花板布 置图（4号图纸）。 7.编写设计说明书(包括：①封面；②目录；③设计题目（任务 书）；④流程示意图；⑤流程及方案的说明和论证；⑥设计计 算及说明（包括校核）；⑦主体设备结构图；⑧设计结果概要 表；⑨对设计的评价及问题讨论；⑩参考文献。) 备注：参考文献格式： 期刊格式为：作者姓名.出版年.论文题目.刊物名称.卷号（期号）：起止页码 专著格式为：作者姓名.出版年.专著书名.出版社名.起止页码 例：潘继红等.管壳式换热器的分析和计算.北京：科学出版社，1996,70～90 陈之瑞，张志耘.桦木科植物叶表皮的研究.植物分类学报,1991,29（2）:127～135 1.工艺生产流程： 物料通过奶泵被送入冷却器后，经管盖进行多次往返方向的流动。冷却后由出料管流出，不合格的物料由回流阀送回冷却器重新冷却，直至符合要求。经过处理的河水由冷却器的进口管流入，由出口管流出，其与牛奶进行逆流交换热量。 牛奶灭菌后温度高达110～115℃，然后进行第一阶段的冷却，冷却到均质温度55～75℃，而后进行均质。无菌均质后，牛奶经过第二阶段的冷却，最终由冷却水冷却至所需的出口温度。本实验所设计的就是第一阶段冷却的列管式换热器。

化工原理实验—吸收

填料吸收塔的操作及吸收传质系数的测定 一、实验目的 1．了解填料吸收塔的结构和流程； 2．了解吸收剂进口条件的变化对吸收操作结果的影响； 3．掌握吸收总传质系数K y a 的测定方法 4. 学会使用GC 二、实验原理 吸收操作是分离气体混合物的方法之一，在实际操作过程中往往同时具有净化与回收双重目的。因而，气体出口浓度y 2是度量该吸收塔性能的重要指标，但影响y 2的因素很多，因为吸收传质速率N A 由吸收速率方程式决定。 (一). 吸收速率方程式： 吸收传质速率由吸收速率方程决定 ： m y A y aV K N ?=填 或 m y A y A K N ?= 式中： Ky 气相总传系数，mol/m 3.s ； A 填料的有效接触面积，m 2； Δy m 塔顶、塔底气相平均推动力， V 填 填料层堆积体积，m 3； K y a 气相总容积吸收传质系数，mol/m 2.s 。

从前所述可知，N A 的大小既与设备因素有关，又有操作因素有关。 (二).影响因素： 1．设备因素： V 填与填料层高度H 、填料特性及放置方式有关。然而，一旦填料塔制成，V 填就为一定值。 2．操作因素： a ．气相总容积吸收传质系数K y a 根据双膜理论，在一定的气温下，吸收总容积吸收传质系数K y a 可表示成： a k m a k a K x y y +=11 又有文献可知：a y G A a k ?=和b x L B a k ?=，综合可得b a y L G C a K ?=，显然K y a 与气体流量及液体流量均有密切关系。比较a 、b 大小，可讨论气膜控制或液膜控制。 b ．气相平均推动力Δy m 将操作线方程为：22)(y x x G L y +-= 的吸收操作线和平衡线方程为：y ＝mx 的平衡线在方格纸上作图，从图5-1中可得知： 2 12 1ln y y y y y m ???-?= ?

化工原理课程设计

化工原理课程设计 设计题目：列管式换热器的设计 指导教师 专业班级 学生姓名 学 号 2009 年 1 月 5 日 目录 1．设计任务书及操作条件 2．前言 2.1 设计方案简介 2.2工艺流程草图及说明 3 工艺设计及计算 3.1、铺助设备计算及选型 3.2、设计结果一览表 4.设计的评述 5、主要符号说明

6、参考文献 7.主体设备条件图及生产工艺流程图（附后） 1．设计任务书及操作条件 （1）处理能力：1×104吨/年正己烷。 （2）设备型式：列管式换热器 （3）操作条件 1 正己烷（含水蒸汽20%）：入口温度1000C， 出口温度350C。 2 冷却介质：循环水，入口温度250C，出口温 度350C。

3 允许压降：不大于105Pa。 4 每年按330天计。 5 建厂地址广西 （三）设计要求 1.选择适宜的列管式换热器并进行核算。 2.要进行工艺计算 3.要进行主体设备的设计（主要设备尺寸、衡算结果等） 4.编写任务设计书 5.进行设备结构图的绘制（用420*594图纸绘制装置图一张） 2．前言

2.1 设计方案简介 固定管板式换热器 换热管束固定在两块管板上，管板又分别焊在外壳的两端，管子、管板和壳体都是刚性连接。当管壁与壳壁的壁温相差大于50℃时，为减小或消除温差产生的热效应力，必须设有温差补偿装置，如膨胀节。 固定管板式换热器结构比较简单，制造简单，制造成本低，管程可用多种结构，规格范围广，在生产中广泛应用。因壳侧不易清洗，故不适宜较脏或有腐蚀性的物流的换热，适用于壳壁与管壁温差小于70℃、壳程压力不高、壳程结垢不严重、并可用化学方法清洗的场合。 本设计任务为正己烷冷却器的设计，两流体在传热过程中无相的变化，且冷、热流体间的温差不是太大或温差较大但壳程压力不高的场合。当换热器传热面积较大，所需管子数目较多时，为提高管流速，常将换热管平均分为若干组，使流体在管内依次往返多次，即为多管程，从而增大了管内对流传热系数。固定管板式换热器的优点是结构简单、紧凑。在相同的壳体直径内，排管数最多，旁路最少；每根换热管都可以进行更换，且管内清洗方便。 2.2工艺流程草图及说明 工艺流程草图附后 流程图说明： 正己烷和循环冷却水经泵以一定的流速（由泵来调控）输入换热器中经换热器进行顺流换热。正己烷由100℃降到35℃，循环冷水由25℃升到35℃，且35℃的冷水回到水槽后，由于冷水的量多，回槽的水少，且流经管路时也有被冷凝，因此不会引起槽中水温太大的变化从而使水温保持25℃左右。 3 工艺设计及计算 (1) 确定设计方案 1. 选择换热器的类型 两流体温度变化情况：热流体进口温度100℃，出口温度35℃；冷

化工原理课程设计换热器设计

化工原理 课 程 设 计 设计任务：换热器 班级：13级化学工程与工艺（3）班 姓名：魏苗苗 学号：90 目录 化工原理课程设计任务书 (2) 设计概述 (3) 试算并初选换热器规格 (6) 1. 流体流动途径的确定 (6)

2. 物性参数及其选型 (6) 3. 计算热负荷及冷却水流量 (7) 4. 计算两流体的平均温度差 (7) 5. 初选换热器的规格 (7) 工艺计算 (10) 1. 核算总传热系数 (10) 2. 核算压强降 (13) 设计结果一览表 (16) 经验公式 (16) 设备及工艺流程图 (17) 设计评述 (17)

参考文献 (18) 化工原理课程设计任务书 一、设计题目： 设计一台换热器 二、操作条件：1、苯：入口温度80℃，出口温度40℃。 2、冷却介质：循环水，入口温度℃。 3、允许压强降：不大于50kPa。 4、每年按300天计，每天24小时连续运行。 三、设备型式：管壳式换热器 四、处理能力：109000吨/年苯 五、设计要求： 1、选定管壳式换热器的种类和工艺流程。 2、管壳式换热器的工艺计算和主要的工艺尺寸的设计。 3、设计结果概要或设计结果一览表。

4、设备简图。（要求按比例画出主要结构及尺寸） 5、对本设计的评述及有关问题的讨论。 六、附表： 1.设计概述 热量传递的概念与意义 热量传递的概念 热量传Array递是指由于 温度差引起 的能量转移， 简称传热。由 热力学第二 定律可知，在 自然界中凡 是有温差存 在时，热就必 然从高温处 传递到低温 处，因此传热

是自然界和工程技术领域中极普遍的一种传递现象。 化学工业与热传递的关系 化学工业与传热的关系密切。这是因为化工生产中的很多过程和单元操作，多需要进行加热和冷却，例如：化学反应通常要在一定的温度进行，为了达到并保持一定温度，就需要向反应器输入或输出热量；又如在蒸发、蒸馏、干燥等单元操作中，都要向这些设备输入或输出热量。此外，化工设备的保温，生产过程中热能的合理利用以及废热的回收利用等都涉及到传热的问题，由此可见；传热过程普遍的存在于化工生产中，且具有极其重要的作用。总之，无论是在能源，宇航，化工，动力，冶金，机械，建筑等工业部门，还是在农业，环境等部门中都涉及到许多有关传热的问题。 应予指出，热力学和传热学既有区别又有联系。热力学不研究引起传热的机理和传热的快慢，它仅研究物质的平衡状态，确定系统由一个平衡状态变成另一个平衡状态所需的总能量；而传热学研究能量的传递速率，因此可以认为传热学是热力学的扩展。 传热的基本方式 根据载热介质的不同，热传递有三种基本方式： 热传导（又称导热）物体各部分之间不发生相对位移，仅借分子、原子和自由电子等微观粒子的热运动而引起的热量传递称为热传导。热传导的条件是系统两部分之间存在温度差。