1、化工原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告系 別：專業(yè)班級：姓 名：學(xué) 號：指導(dǎo)教師：（課程設(shè)計(jì)時(shí)間：2011年6月10日2011年6月24日）1 .課程設(shè)計(jì)目的12 .課程設(shè)計(jì)題目描述和要求13 .課程設(shè)計(jì)報(bào)告容43.1 基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)43.1.1 液相物性數(shù)據(jù)43.1.2 氣相物性數(shù)據(jù)中3.1.3 氣液相平衡數(shù)據(jù)3.2 物料衡算63.3 塔徑計(jì)算73.3.1 塔徑的計(jì)算83.3.2 泛點(diǎn)率校核：83.3.3 填料規(guī)格校核：93.3.4 液體噴淋密度得校核：93.4 填料層高度的計(jì)算93.4.1 傳質(zhì)單元數(shù)的計(jì)算93.4.2 傳質(zhì)單元高度的計(jì)算103.4.3 填料層高度的計(jì)算113.5 填料塔附屬高度的計(jì)算113.

2、6 液體分布器計(jì)算123.6.1 液體分布器的選型123.6.2 布液計(jì)算133.7 其他附屬塔件的選擇133.7.1 填料支承裝置的選擇133.7.2 填料壓緊裝置163.7.3 塔頂除霧器173.8 吸收塔的流體力學(xué)參數(shù)計(jì)算173.8.1 吸收塔的壓力降173.8.2 吸收塔的泛點(diǎn)率183.8.3 氣體動(dòng)能因子183.9 附屬設(shè)備的計(jì)算與選擇183.9.1 離心泵的選擇與計(jì)算183.9.2 吸收塔主要接管尺寸選擇與計(jì)算21工藝設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果匯總與主要符號說明244 .總結(jié)26參考文獻(xiàn)271 .課程設(shè)計(jì)目的化工原理課程設(shè)計(jì)是學(xué)生學(xué)過相關(guān)基礎(chǔ)課程及化工原理理論與實(shí)驗(yàn)后，進(jìn)一 步學(xué)習(xí)化工設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)

3、知識，培養(yǎng)工程設(shè)計(jì)能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。通過該環(huán)節(jié)的 實(shí)踐，可使學(xué)生初步掌握單元操作設(shè)計(jì)的基本程序與方法，得到工程設(shè)計(jì)能力的 基本鍛煉?；ぴ碚n程設(shè)計(jì)是以實(shí)際訓(xùn)練為主的課程，學(xué)生應(yīng)在過程中收集設(shè) 計(jì)數(shù)據(jù)，在教師指導(dǎo)下完成一定的設(shè)備設(shè)計(jì)任務(wù)，以達(dá)到培養(yǎng)設(shè)計(jì)能力的目的。 單元過程及單元設(shè)備設(shè)計(jì)是整個(gè)過程和裝備設(shè)計(jì)的核心和基礎(chǔ)，并貫穿于設(shè)計(jì)過 程的始終，從這個(gè)意義上說，作為相關(guān)專業(yè)的本科生能夠熟練地掌握典型的單元 過程及裝備的設(shè)計(jì)過程和方法，無疑是十分重要的。2 .課程設(shè)計(jì)題目描述和要求2.1 設(shè)計(jì)題目描述(1)設(shè)計(jì)題目二氧化硫填料吸收塔及周邊動(dòng)力設(shè)備與管線設(shè)計(jì)(2)設(shè)計(jì)容根據(jù)所給的設(shè)計(jì)題目完成以下

4、容：(1)設(shè)計(jì)方案確定；(2)相關(guān)衡算；(3)主要設(shè)備工藝計(jì)算；(4)主要設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與算核；(5)輔助(或周邊)設(shè)備的計(jì)算或選擇；(6)制圖、編寫設(shè)計(jì)說明書及其它。(3)原始資料設(shè)計(jì)一座填料吸收塔，用于脫除廢氣中的SO,廢氣的處理量為1000m3/h, 其中進(jìn)口含SO為9% (摩爾分率)，采用清水進(jìn)行逆流吸收。要求塔吸收效率達(dá) 94.9%。吸收塔操作條件：常壓101.3昨；恒溫，氣體與吸收劑溫度：303K 清水取自1800米外的湖水。示意圖參見設(shè)計(jì)任務(wù)書。1 .設(shè)計(jì)滿足吸收要求的填料塔及附屬設(shè)備；2 .選擇合適的流體輸送管路與動(dòng)力設(shè)備(求出揚(yáng)程、選定型號等)，并核算 離心泵安裝高度。2.2設(shè)

5、計(jì)要求設(shè)計(jì)時(shí)間為兩周。設(shè)計(jì)成果要求如下：1 .完成設(shè)計(jì)所需數(shù)據(jù)的收集與整理2 .完成填料塔的各種計(jì)算3 .完成動(dòng)力設(shè)備及管線的設(shè)計(jì)計(jì)算4 .完成填料塔的設(shè)備組裝圖5 .完成設(shè)計(jì)說明書或計(jì)算書（手書或電子版打印均可）目錄、設(shè)計(jì)題目任務(wù)、氣液平衡數(shù)據(jù)、L/G、液泛速度、塔徑、KYa （或KXa 的計(jì)算、hol、nol的計(jì)算、動(dòng)力設(shè)備計(jì)算過程（包括管徑確定）等。3 .課程設(shè)計(jì)報(bào)告容吸收塔的工藝計(jì)算3.1 基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)3.1.1 液相物性數(shù)據(jù)對低濃度吸收過程，溶液的物性數(shù)據(jù)可近似取水的物性數(shù)據(jù)。由手冊查得，30 時(shí)水的有關(guān)物性數(shù)據(jù)如下：密度 p = 995.7Kg /m3【1】水黏度N水=801.5

6、x 10 -6 Pa-s【1】表面力為。=0.07122N/m【1】LSO2在水中的擴(kuò)散系數(shù)為D = 2.2x 10-9m2/s【1】3.1.2 氣相物性數(shù)據(jù)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為M空氣 =29 Kg/mol【1】M一氧化硫64Kg/mol【1】M = M空氣 x （1 - 乂） + M一氧化硫 x 乂 = 29 x 0.91 + 64x 0.09 = 32.15 kg/kmol混合氣體的密度為p =竺£ = 1.293Kg /m3 v RT混合氣體的黏度可近似取為空氣的黏度，查資料【1】得30空氣的黏度為r g =0.0000186pa s【1】查得SO2在空氣中的擴(kuò)散系數(shù)為DG

7、 = 1.469 x 10-5 m2 / s【1】3.1.3 氣液相平衡數(shù)據(jù)查資料【5】：KgSO2100 KgH 2 OCA(kmol/m3)x x 103H(kmol/kp * m3)yP*(kpa)A5.010.74213.900.01230.59560.272.500.3796.980.01320.28428.771.500.2304.200.01380.16416.611.000.1542.800.01460.10410.540.700.1081.960.01560.0686.930.500.0771.400.01600.0474.800.300.0470.840.01790.026

8、2.620.200.0310.560.01970.0161.570.150.0230.420.02130.0111.080.100.0160.280.02540.0060.63平均溶解度系數(shù)H = 0.01698CA30度時(shí)二氧化硫在水中的平衡濃度，單位為kmol/m3X30度時(shí)二氧化硫在水中溶解平衡時(shí)的摩爾分?jǐn)?shù)H30度時(shí)二氧化硫在水中達(dá)到平衡時(shí)的溶解度系數(shù)，單位為kmol/kp *m3y30度時(shí)氣相中二氧化硫的摩爾分?jǐn)?shù)P*30度時(shí)氣相中二氧化硫的平衡分壓，單位為kpaA由以上的y和x，以x的值為橫坐標(biāo)，y的值為縱坐標(biāo)作平衡曲線，如圖1.1：x/1000系列13.2 物料衡算 進(jìn)口氣體的體積流

9、量G'=1000m3/h二氧化硫的摩爾分?jǐn)?shù)為y1=0.09進(jìn)塔氣相摩爾比為 Y1=y1/1-y1=0.09/(1-0.09)=0.0989效率 1 - Y / Y = 94.9%出塔氣相摩爾比2 Y2= Y (1 -n )=0.00504進(jìn) 塔 ,惰1 性 氣 相 流 量G=(G'/22.4) x (1-y1)x 273/303=(1000/22.4) x (1-0.09) x 273/303=36.603kmol/ h空氣的體積流量VjG' x (1-y1)=1000x0.91=910m3/h出口液體中溶質(zhì)與溶劑的摩爾比X=02由圖1.1平衡曲線可以讀出y =0.09

10、所對應(yīng)的溶質(zhì)在液相中的摩爾分?jǐn)?shù)x*11=0.00252 丫*0 00252對應(yīng)的液相中溶質(zhì)與溶劑的摩爾比為X * = 一-=0.0025311 - x *1 - 0.002521最小液氣比(L)= Yi Y2 = 37.09911】G min X * - X 2取液氣比 L = 1.5(L)= 55.64911】G G min故 L=Gx 55.649=2036.920kmol/h操作線方程：Y = X + Y【1】代入數(shù)據(jù)得：Y = 55.649X + 0.00504G 23.3塔徑計(jì)算 該流程的操作壓力及溫度適中，避免二氧化硫腐蝕，故此選用。=25mm型的塑 料鮑爾環(huán)填料。比表面積空隙率

11、形狀修正系數(shù) 填料因子平均值 A=0.0942【4】K=1.75【4】其主要性能參數(shù)為:a = 209m2 /m3【4】t£ = 0.90m3 /m3【4】v =1.45【4】。p=232 m -1【4】3.3.1塔徑的計(jì)算 吸收液的密度近似看成30度水的密度：p =水=995.7Kg/m330度時(shí)空氣的密度p= 1.165Kg /m3【1】 p= 2.927Kg /m3【1】空氣二氧化硫M7 P ”，一 ，p = 1.293Kg / m3M = 18Kg / kmolv RT水。采用Eckert關(guān)聯(lián)式計(jì)算泛點(diǎn)氣速：氣相質(zhì)量流量為：卬=Gxp»_+(G, G)xp_ x27

12、3/ 303=910 x1.16S+ 90x 2.927 x 27氧/ 303 = 1297.5Kg / h液相質(zhì)量流量為：叱=L M 水=2036.92 x 18 = 36664.56Kg / h選用。=25mm型的塑料鮑爾環(huán)A=0.0942【4】K=1.75【4】a = 209m 2 / m 3t£ = 0.90 m 3 / m 3l ui(a)(Pv-)旦0.2 - A- K(W-Lr-)1/4(區(qū))1/8【4】LWVp L代入數(shù)值得:u = 0.77 m / s取空塔氣速:u, = 0.6u - 0.462m / sF=0.875m【1】圓整塔徑，取D=0.9m則算得u =1

13、000/3600 =0.437m / s0.785D 20.785 x 0.923.3.2泛點(diǎn)率校核:G'u -0.785D 21000 / 3600 0.437m / s0.785 x 0.92u 0.437uF0.77*100% = 56.75%（50%85%為經(jīng)驗(yàn)值，所以在允許范圍之內(nèi)）3.3.3 填料規(guī)格校核:D 0.9d 0.025=36 > 15（合格）【4】3.3.4 液體噴淋密度校核: 填料表面的潤濕狀況是傳質(zhì)的基礎(chǔ)，為保持良好的傳質(zhì)性能，每種填料應(yīng)維持 定的液體潤濕速率（或噴淋密度）。依Morris等推薦，d<75mm的環(huán)形及其它填料的最小潤濕速率（%）m

14、in為0.08m3 / （m2 h）最小噴淋密度 U i =( LW ) x a - 0.08 x 209 -16.72m 3/(m 2 h )噴淋密度U = L = 36,823 = 57.91m3/(m2 h) >UQ 兀min一 x 0.924經(jīng)以上校核可知，填料塔直徑選用D=900mm合理。3.4填料層高度的計(jì)算3.4.1 傳質(zhì)單元數(shù)的計(jì)算由圖L1曲線可以讀出以下9個(gè)點(diǎn)所對應(yīng)的y和x：點(diǎn)數(shù)序號yYX *X*Xf = JX *- X89%0.098900.002450.0024560.0016871300.39378%0.086960.002220.0022200.00147213

15、36.89867%0.075270.001970.0019700.0012621412.42956%0.063830.001720.0017230.0010561499.25045%0.052630.001460.0014620.0008891745.20134%0.041670.001230.0012320.0006581742.1623%0.030930.000970.0009710.0004651980.19812%0.020410.000730.0007300.0002762202.64300.457%0.005040.000240.00024104168.404_ X * - X *

16、 由辛普森積分法有：=0.002456 0.000241= 0.0002/)=0.0000923 x 42868.254 = 3.96 m與y對應(yīng)的平衡液相中的溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)X *與Y對應(yīng)的平衡液相中的溶質(zhì)與溶劑的摩爾比N°L傳質(zhì)單元數(shù),單位mo = 33 義 10 一 3 N / m ,o = 7.122 義 10 一 2 N / m查資料【5】有：D = 1.469 義 10 - 5 m 2/s, D = 2.2 義 10 - 9 m 2/s從=1.86 義 10-5 Pa - s氣相總傳質(zhì)單元高度采用修正的恩田關(guān)聯(lián)式計(jì)算：a0 = 1 exp1.45( c)0.75 (aoW，

17、2 aW 2)0.1 ( L)-0.05 (L)0.2P2 g P 0 aLL L t液體質(zhì)量通量W,=巴=兆664.56 = 57662.28Kg/(m2 h)L Q 上 0.92 4氣體質(zhì)量通量W 1297.5W, = a = = 2040.58Kg/(m2 h)G Q- 0.924代入數(shù)值得：a = 208.96m2 / m3 W氣膜吸收系數(shù)：k, = 0.237( G )0.7 (g-)1/3 (aG)ga 旦 D p RTt GG G=0.237 x 32.7 x 15.22 x 0.00000122=0.0001439kmol / (m2 , s pa)液膜吸收系數(shù)：W,LlLI

18、gk, = 0.0095( )2/3( -Ll- ) -0.5( S )1/3 La L D p pW LL LL=0.0095 x 20.91 x 0.00087 x 0.305=0.0000527m / sk, a = k, a V i=0.0453s-1GG Wk, a = k, a V 0.4 = 0.0128s-1LL Wu > 0.5uF 故繼續(xù)修正：k a = 1+ 9.5(上0.5)i.4k, a = 0.0552s一 1 GuGFk a = 1+ 2.6(U 0.5)2.2k, a = 0.0129s-1 LuLFK a = q 1 = 0.01284s-1L H 1

19、+ k a k aH =匕一=1.25 mOL K a Q L3.4.3填料層高度的計(jì)算 由 z = HOL 義 NOL = 1.25 義 3.96 = 4.95m填料有效高度?。篫 =1.3Z=6.435m設(shè)計(jì)取填料層高度為 z1 = 6.435m3.5填料塔附屬高度的計(jì)算塔的附屬高度主要包括塔的上部空間高度，安裝液體分布器所需的空間高 度，塔的底部空間高度等。塔的上部空間高度是為使隨氣流攜帶的液滴能夠從氣相中分離出來而留取 的高度，可取1.2m (包括除沫器高度)。設(shè)塔定液相停留時(shí)間為10s，則塔釜液 所占空間高度為10 x WJ P 水 _10x 36664.56/(3600 x 995

20、.7)_016m0.785 x D 2 0.785 x 0.92". m考慮到氣相接管的空間高度，底部空間高度取為0.5米，那么塔的附屬空間高度 可以取為1.7m。吸收塔的總高度為h = 1.7 + 6.435 = 8.135m3.6 液體分布器計(jì)算液體分布器可分為初始分布器和再分布器，初始分布器設(shè)置于填料塔，用于 將塔頂液體均勻的分布在填料表面上，初始分布器的好壞對填料塔效率影響很 大，分布器的設(shè)計(jì)不當(dāng)，液體預(yù)分布不均，填料層的有效濕面積減小而偏流現(xiàn)象 和溝流現(xiàn)象增加，即使填料性能再好也很難得到滿意的分離效果。因而液體分布 器的設(shè)計(jì)十分重要。特別對于大直徑低填料層的填料塔，特別需要

21、性能良好的液 體分布器。液體分布器的性能主要由分布器的布液點(diǎn)密度（即單位面積上的布液點(diǎn)數(shù)）， 各布液點(diǎn)均勻性，各布液點(diǎn)上液相組成的均勻性決定，設(shè)計(jì)液體分布器主要是決 定這些參數(shù)的結(jié)構(gòu)尺寸。對液體分布器的選型和設(shè)計(jì)，一般要求：液體分布要均 勻；自由截面率要大；操作彈性大；不易堵塞，不易引起霧沫夾帶及起泡等；可 用多種材料制作，且操作安裝方便，容易調(diào)整水平。液體分布器的種類較多，有多種不同的分類方法，一般多以液體流動(dòng)的推動(dòng)力或按結(jié)構(gòu)形式分。若按流動(dòng)推動(dòng)力可分為重力式和壓力式，若按結(jié)構(gòu)形式 可分為多孔型和溢流型。其中，多孔型液體分布器又可分為：蓮蓬式噴灑器、直 管式多孔分布器、排管式多孔型分布器和雙

22、排管式多孔型分布器等。溢流型液體 分布器又可分為：溢流盤式液體分布器和溢流槽式液體分布器。根據(jù)本吸收的要求和物系的性質(zhì)可選用重力型排管式液體分布器，布液孔數(shù) 應(yīng)應(yīng)依所用填料所需的質(zhì)量分布要求決定，噴淋點(diǎn)密度應(yīng)遵循填料的效率越所需 的噴淋點(diǎn)密度越大這一規(guī)律。3.6.1 液體分布器的選型D > 800mm時(shí)，建議采用盤式分布器（篩孔式）3.6.2 液體分布器的選擇：按Eckert建議值，D = 750mm時(shí)，每60cm2塔截面設(shè)一個(gè)噴淋點(diǎn)， 按分布點(diǎn)幾何均勻與流量均勻的原則，進(jìn)行布點(diǎn)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)結(jié)果為：盤式分布器（篩孔式）：【5】分布盤直徑：600mm【5】分布盤厚度：4mm【5】3.6.3

23、布液計(jì)算0 = 0.58, AH = 160 mm-兀 4%、.邛I2LSd0(4 x 85348.31/(998.2 x 3600)1/2, -13.14 x 136 x 0.58 x、，'2 x 9.81 x 0.16 )=0.015設(shè)計(jì)取d0=15mm3.7 其他附屬塔件的選擇3.7.1 填料支承裝置的選擇填料支承裝置的作用是支承填料以及填料層液體的重量，同時(shí)保證氣液兩 相順利通過。支承若設(shè)計(jì)不當(dāng)，填料塔的液泛可能首先發(fā)生在支承板上。為使氣 體能順利通過，對于普通填料塔，支承件上的流體通過的自由截面積為填料面的 50%以上，且應(yīng)大于填料的空隙率。此外，應(yīng)考慮到裝上填料后要將支承板

24、上的 截面堵去一些，所以設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)取盡可能大的自由截面。自由截面太小，在操作中 會(huì)產(chǎn)生攔液現(xiàn)象。增加壓強(qiáng)降，降低效率，甚至形成液泛。由于填料支承裝置本 身對塔氣液的流動(dòng)狀態(tài)也會(huì)產(chǎn)生影響，因此作為填料支承裝置，除考慮其對流體流動(dòng)的影響外，一般情況下填料支承裝置應(yīng)滿足如下要求：（1）足夠的強(qiáng)度和剛度，以支持填料及所持液體的重量（持液量），并考慮填 料空隙中的持液量，以及可能加于系統(tǒng)的壓力波動(dòng)，機(jī)械震動(dòng)，溫度波動(dòng)等因素。 足夠的開孔率（一般要大于填料的空隙率），以防止首先在支撐處發(fā)生液泛；為 使氣體能順利通過，對于普通填料塔，支承件上的流體通過的自由截面積為填料 面的50%以上，且應(yīng)大于填料的空隙率。

25、此外，應(yīng)考慮到裝上填料后要將支承板 上的截面堵去一些，所以設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)取盡可能大的自由截面。自由截面太小，在操 作中會(huì)產(chǎn)生攔液現(xiàn)象。增加壓強(qiáng)降，降低效率，甚至形成液泛1幻結(jié)構(gòu)上應(yīng)有利于氣液相的均勻分布，同時(shí)不至于產(chǎn)生較大的阻力（一般阻力不大 于 20Pa）；結(jié)構(gòu)簡單，便于加工制造安裝和維修。要有一定的耐腐蝕性。因柵板支承板結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，滿足題目各項(xiàng)要求，故選用柵板支承板。柵板兩塊查資料【5】（單位：mm）DRh x st88044050 x 625柵板1：（單位：mm）l1L1nil213連接板長度270880102507270柵板2：（單位：mm）1n1213連接板長度3031025092

26、60如圖:q（ mm）D 2（ mm）厚度（mm）8947948DD3.7.2 填料壓緊裝置 為保證填料塔在工作狀態(tài)下填料床能夠穩(wěn)定，防止高氣相負(fù)荷或負(fù)荷突然變動(dòng)時(shí) 填料層發(fā)生松動(dòng)，破壞填料層結(jié)構(gòu)，甚至造成填料損失，必須在填料層頂部設(shè)置 填料限定裝置。填料限定可分為類：一類是將放置于填料上端，僅靠自身重力將 填料壓緊的填料限定裝置，稱為填料壓板；一類是將填料限定在塔壁上，稱為床 層限定板。填料壓板常用于陶瓷填料，以免陶瓷填料發(fā)生移動(dòng)撞擊，造成填料破 碎。床層限定板多用于金屬和塑料填料，以防止由于填料層膨脹，改變其開始堆 積狀態(tài)而造成的流體分布不均勻的現(xiàn)象。一般要求壓板和限制板自由截面分率大 于

27、 70%。本任務(wù)由于使用塑料填料，故選用床層限定板。u = Kg- = 0.09m / s P 、 G3.7.3 塔頂除霧器由于氣體在塔頂離開填料塔時(shí)，帶有大量的液沫和霧滴，為回收這部分液相，經(jīng) 常需要在頂設(shè)置除沫器。根據(jù)本吸收塔的特點(diǎn)，此處用絲網(wǎng)除霧器：D1 = 234mm53.8 吸收塔的流體力學(xué)參數(shù)計(jì)算3.8.1 吸收塔的壓力降氣體通過填料塔的壓強(qiáng)降，對填料塔影響較大。如果氣體通過填料塔的壓強(qiáng)降大， 則操作過程的消耗動(dòng)力大，特別是負(fù)壓操作更是如此，這將增加塔的操作費(fèi)用。 氣體通過填料塔的壓力降主要包括氣體進(jìn)入填料的進(jìn)口及出口壓力降，液體分布 器及再分布器的壓力降，填料支撐及壓緊裝置壓力降

28、以及除沫器壓力降等。填料層壓降的計(jì)算可以利用Eckert通用關(guān)聯(lián)圖計(jì)算壓強(qiáng)降；橫坐標(biāo)為寸 W 相、36664.56/3600/1.293、X = T ( W)0.5 =()0.5 = 1.018Wv Pl1297.5/3600 995.7又查散裝填料壓降填料因子平均值=232m【4】 p操作空塔氣速u=0.437m/su2 W P縱坐標(biāo)y = 乙(4)旦0.2 = 0.0056g P LLV液體密度校正系數(shù)，二工二1PL其它塔件的壓力降E些較小，在此可忽略查資料【4】AP / Z = 15 義 9.81 = 147.15Pa / m 總壓降 A P = 147.15 * 6.435 = 946

29、.910Pa3.8.2 吸收塔的泛點(diǎn)率校核泛點(diǎn)率u =宜更7義100% = 56.75%(50% 85%為經(jīng)驗(yàn)值，所以在允許范圍之內(nèi)) UF3.8.3 氣體動(dòng)能因子吸收塔氣體動(dòng)能因子為F = u瓦=0.437 x J1.165 = 0.4717 m / s (kg / m3)5氣體動(dòng)能因子在常用的圍。3.9.1 離 心 泵 的 選 擇 與 計(jì) 算取液體流速為u=2.0m/sv wV = L,36.82.31=0.08 m.3600 x ± x 24管內(nèi)實(shí)際流速u =Vb=2.01 m / s-3600 x-x d 24du p 0.0805 x 2.01x 995.7=201009.

30、66801.5 x10-63.9附屬設(shè)備的計(jì)算與選擇36664.56=36.82m 3/h995.7口=801.5 x10 - 6 Pa s取管內(nèi)液體流速u, = 2 m / s估算管內(nèi)徑為d = ：L 3600 x-x u,4選用中88.5 mm x 4 mm水煤氣管【1】，內(nèi)徑d = 80.5 mm鋼管粗糙度e = 0.35mm【1】,相對粗糙度e / d = 0.35 / 80.5 = 0.0043查得摩擦系數(shù)入=0.02811】，截止閥（全開）=300【1】，d兩個(gè)90度彎頭:L = 35 x 2 = 70【1】 d帶濾水器的底閥（全開）：le = 420【1】 d吸入管伸進(jìn)水里l，=

31、 0.2 m總管長 l = 8.34 + 3 + 0.2 = 11.54m管路的壓頭損失2.0122 x 9.8111.54=0.028 x (+ 300 + 70 + 420) x 0.0805=5.38 m(水柱)原料泵的選擇對1-1和2-2截面列伯努力方程得：Z + + u + H = Z + -2- + u- + Z H1 P g 2 g2 p g 2 gfu 2H = A Z + E H + t- = 8.34 + 5.32 + 0.21 = 13.72m f 2 g選用IS80-65-125型泵【1】汽蝕余量：3.03.5m【1】 30度時(shí)水的飽和蒸汽壓P = 4.241 kPa【

32、1】VP = 101.3 kPaLU取吸入管長l ,= 4.2m,吸入管壓頭損失E H, =+二)上=0.028 x ( 4.2 + 420 + 35) x 2.012 = 2.92mfd 2 g0.08052 x 9.81泵的最大允許安裝高度：生g-A h-E H, = (101.3-4.241)x103 3.5 2.92 = 3.52mp gf 995.7 x 9.81泵的實(shí)際安裝高度應(yīng)小于3.52m,這里取1.8 m,即安裝在離地面1 m處由于本設(shè)計(jì)中吸收劑使用的是水，因而，采用清水泵（可用于輸送各種工業(yè)用水 以及物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)類似于水的其他液體）既簡單又使用。通過計(jì)算可知， 吸收塔

33、所要求的壓頭不是很高，所以采用普通的單級單吸式即可，本設(shè)計(jì)中選用的型號為IS125-100-200,其具體參數(shù)如下:轉(zhuǎn) 速 n/(r/min )流量 /m3/ h揚(yáng)程H/m效率丑/%軸功 率/kW電機(jī)功 率/kW必須汽蝕余量 (NUSH) J m質(zhì)量 (泵/底座) /kg145010012.5764.487.52.5100/6690度彎頭三個(gè),進(jìn)水管伸進(jìn)水里l,= 1.0m，總管長l=1802.8+1.0=1803.8mq = 1.2V = 1.2 x 36.82 = 44.18m 3/h去管內(nèi)流速m = 1.5 m / s，估算管內(nèi)徑為d = :-q = 0.102 m13600 x-u4

34、1選用直徑為。114 mm x 5 mm的焊接鋼管【1】內(nèi)經(jīng) d = 104 mm管內(nèi)流速u =q -3600 x-x d 2444.183y4= 1.45 m / s3600 x x 0.10424801.5 x10-6=°04 x1.45 x995.7 二 187338.19鋼管絕對粗糙度:e = 0.35mm【U,相對粗糙度e /d = 0.35/104 = 0.0034查得摩擦系數(shù)入=0.02711】截止閥（全開）：L = 300【11，d三個(gè)90度彎頭二=35 x 3 = 1051D d帶濾水器的底閥（全開）=420【1】d關(guān)出口突然擴(kuò)大勺=1【1，管進(jìn)口突然縮小,=0.5

35、【1】管路的壓頭損失EH 八（小二+自+己）上 f d i 2 2 g1803s1452=0.027（ + 300 +105 + 420 +1 + 0.5） x = 54.9m0.1042 x 9.81以大河面為1 -1截面，出管口截面為2 -2截面列伯努利方程:P U 2P U 22 PLg 2g-1 + 1- + H = Z + 2 + 2- + E H u = u = 0 m / s, P = P = 101.3 kPaA Z = 1.2 m,外加壓頭 H = A Z + E H = 1.2 + 54.9 = 56.1m選用IS80 -50 -160的泵，汽蝕余量Ah = 2.53.0m

36、30度時(shí)水的飽和蒸汽壓為P = 4.241 kPaP = 101.3 kPa,吸入管長 l = 3.4 m吸入管的壓頭損失E H,=入(當(dāng)量長度，單位me A Z兩截面的高度差，單心 3.9.2吸收塔主要接管尺寸選擇與計(jì)算（1）進(jìn)氣管（管的末端可制成向下的喇叭形擴(kuò)大口）+ 2L)t=0.027 x (二£ + 420 + 35) x上上 f d d 2 g0.1042 x 9.81=1.41 m泵的最大允許安裝高度:P - PVP Lg(101.3 - 4.241) x 103-A h-E H, =-3 -1.41 = 5.53 m995.7 x 9.81這里取2m，即直接安裝在地面

37、上。管徑：d = '£ : "100。- 0.1536m嚀（丁X 54000查資料【1】取。165.0 x 4.50的焊接鋼管，內(nèi)徑d = 0.156 m=52345.716m / h = 14.54 m / s1000兀幺 d24)3?14-x 0.15624液對于直徑L5 mm以下的塔，管口末端可制成向下的喇叭形擴(kuò)大口，防止淋下的 液體進(jìn)入管，同時(shí)還要使氣體分散均勻。（3）氣體出口裝置氣體的出口裝置，要求既能保證氣體暢通又要盡量除去被夾帶的液沫，在氣體出 口前加裝除液沫擋板。當(dāng)氣體夾帶較多霧滴時(shí)，需另裝除沫器（4）液體管路直徑取液體流速u = 2m / sd,L

38、 = 0.0188100.5U-0.5p-0.5 = 0.01881 * 36664.560.5 義 2-0.5 義995.7-0.5 = 0.0807m據(jù)根管材規(guī)，選擇熱軋無縫鋼管，取管徑為：。89mmx 4mm其徑為81 mm。（5）液體進(jìn)口裝置液體進(jìn)口管應(yīng)直接通向噴淋裝置，可選用直管。液體出口裝置為了便于塔液體排放，保證塔有一定液封裝置高度而設(shè)計(jì)，并能防止氣體短路。（6）封頭工藝設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果匯總與主要符號說明吸收塔的吸收劑用量計(jì)算總表表-1項(xiàng)目符號數(shù)值與計(jì)量單位混合氣體處理量V1000m3/h進(jìn)塔氣相摩爾比丫10.0989出塔氣相摩爾比丫20.00504進(jìn)塔液相摩爾分率X20出塔液相摩爾

39、分率X10.00253最小液氣比L / G55.649混合氣體的平均摩爾質(zhì)量M32.15 gm混合氣體的平均密度VmP1.293網(wǎng)m3吸收劑用量VmL2036.920 kmol： h氣相質(zhì)量流量3V1297.5kg/h液相質(zhì)量流量336664.56kg/h塔設(shè)備計(jì)算總表L表-2項(xiàng)目符號數(shù)值與計(jì)量單位塔徑D0.09m填料層高度h6.435 m填料塔上部空間高度hi1.2 m填料塔下部空間高度h20.5 m塔附屬高度h31.7 m塔高Z8.135 m傳質(zhì)單元高度HOG1.25 m傳質(zhì)單元數(shù)NOG3.96總壓降A(chǔ) P f838.99 Pa空塔氣速u0.437 m s泛點(diǎn)率u/u f56.75%1料計(jì)

40、算總表表-3項(xiàng)目符號數(shù)值與計(jì)量單位填料直徑d25 mm泛點(diǎn)填料因子F232 m -1填料臨界表面力o0.033N/m主要符號說明表-4符號意義數(shù)值與計(jì)量單位A吸收因子或填料常數(shù)0.0942at填料的比表面積209 m2 / m3DL30S O2101.3Kpa水中擴(kuò)散系數(shù)2.2 x 10-9 m2 / sDG30SO 101.3Kpa空氣中擴(kuò)散系數(shù)g重力加速度9.81 m；s2G氣體摩爾流速kmol； h或 kg hk,G氣體膜吸收系數(shù)0.0001439kmol / (m2 - s - pa)k,L液膜吸收系數(shù)0.0000527 kmol /(m2 - s - pa)L液相摩爾流速kmol，h

41、uF泛點(diǎn)氣速0.77 m3 / su氣體流速0.437 m 3/sVL液相體積流量36.82 m 3/hV氣相體積流量1003.48 m 3/ssWL液體質(zhì)量流量36664.56Kg / hW氣體質(zhì)量流量1297.5Kg / hVpTL液體密度995.7 kg / m3pV混合氣體密度1.293 kg / m3RG混合氣的粘度1.86 x10-5 Pa - sR 水水的粘度801.5 x 10 -6 Pa - s£空隙率90%oc填料材質(zhì)的臨界表面力33 x10-3 N / mo L水的表面力7.122 x10-2 N / maw F填料的潤濕比表面積 氣體動(dòng)能因子U最小噴淋密度Q

42、min最小潤濕速率w minU液體噴淋密度W,氣體的質(zhì)量通量W,液體的質(zhì)量通量208.96 m 2/m 30.4717 m /16.72 m 30.08m3/Cgg / m32 - h) Vm 2 h )57.91 m 3/( m 2 . h)2040.58Kg/(m2 h)57662.28Kg /(m2 h)4.總結(jié)哈哈，課程設(shè)計(jì)終于竣工了！這是發(fā)自心的笑聲，也包含了很多的艱辛很 淚水！剛開始看到這個(gè)設(shè)計(jì)題目時(shí)，老師給我們講了一下設(shè)計(jì)中的一些過程，但自 己腦袋里幾乎是一片空白，不知道如何下手。向周圍的同學(xué)詢問她們的見解，大 家的反應(yīng)好像都一樣一一茫然！同學(xué)們在一起討論，應(yīng)該怎么做？我們先是反

43、復(fù) 閱讀設(shè)計(jì)任務(wù)，然后查看課本，去辦公室問老師，經(jīng)過這些步驟后，頭腦里漸漸 有了設(shè)計(jì)過程的一個(gè)輪廓，盡管不是太清楚，但已經(jīng)知道具體應(yīng)該做些什么。在以后的日子里，我的生活就是上完課，和同學(xué)就去圖書館查資料，去機(jī)房 或是網(wǎng)吧完成文字部分的輸入。但是在計(jì)算過程中，出現(xiàn)了不少問題。在選擇數(shù) 據(jù)時(shí)，因?yàn)闆]有經(jīng)驗(yàn)，費(fèi)了好多時(shí)間，計(jì)算完成后發(fā)現(xiàn)不合理，這時(shí)就得回到原 點(diǎn)，再從新選擇，再計(jì)算。說實(shí)話，出現(xiàn)這種情況很氣人，后悔選擇了原來不合 適的數(shù)據(jù)，有一種“走錯(cuò)一步，全盤皆輸”的感覺。這時(shí)候就用一句“人生豪邁， 大不了從頭再來”來激勵(lì)自己！當(dāng)其他同學(xué)也有同樣的感覺時(shí)，用這句話也很管 用。它幾乎成了激勵(lì)我們繼續(xù)走下去滅火劑。遇到問題時(shí)，我們不再煩躁，而是 靜