4
再分布器两部分，上层填料流下的液体经液体收集器收集后，送到液体再分布器，经 重新分布后喷淋到下层填料上。
该设计填料塔中，氨气和空气混合气体，经由填料塔的下侧进入填料塔中，与从 填料塔顶流下的水逆流接触，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。
填料塔的设备图见录二
2
化工原理课程设计任务书
一、设计项目
水吸收氨气的填料吸收塔
二、设计条件
1、混合气体流量 2400 m3 (标)/h.
2、混合气体组分含氨 15 %，空气 85 %（体积比）
3、混合气体温度 40 ℃
4、吸收率
94
%
5、吸收剂温度 20 ℃
6、操作压强
1 atm
三、设计内容
1、确定操作流程，绘制流程图
2.3.1 填料种类的选择............................................7 2.3.2 填料规格的选择........................................... 8 2.3.3 填料材质的选择............................................8
附件二：
1.填料塔设备图...................................................... 30 2.塔设备流程图...................................................... 31 3.埃克特通用压降关联图.............................................. 32 4.X-Y 关系图（见计算过程）
5
第二节 填料塔的主体设计方案的确定
2.1 流程说明
本次设计采用逆流操作：气相自塔低进入由塔顶排出，液相自塔顶进入由塔底排 出，即逆流操作。
逆流操作的特点是：传质平均推动力大，传质速率快，分离效率高，吸收剂利用 率高。工业生产中多采用逆流操作。
填料塔的工艺流程图见附录二
2.2 吸收剂的选择
吸收过程是依靠气体溶质在吸收剂中的溶解来实现的，因此，吸收剂性能的优劣， 是决定吸收操作效果的关键之一，选择吸收剂时应着重考虑以下几方面： (1)溶解度 吸收剂对溶质组分的溶解度要大，以提高吸收速率并减少吸收剂的用量。 (2)选择性 吸收剂对溶质组分要有良好的吸收能力，而对混合气体中其他组分不吸收 或吸收甚微，否则不能直接实现有效分离。 (3)挥发度要低 操作温度下吸收剂的蒸气压要低，以减少吸收和再生过程中吸收剂的 挥发损失。 (4)黏度 吸收剂在操作温度下的黏度越低，其在塔内的流动性越好，有助于传质速率 和传热速率的提高。 (5)其他 所选用的吸收剂应尽可能满足无毒性、无腐蚀性，不易燃易爆、不发泡、冰 点低、价廉易得以及化学性质稳定等要求。
3.4 填料层高度的计算及分段...........................................20 3.4.1 填料层高度的计算..........................................20 3.4.2 填料层的分段.............................................23
成绩
东南大学成贤学院
课程设计报告
题
目
课程名称
专
业
班
级
学生姓名
学
号
设计地点
指导教师
填料吸收塔的设计 化工原理课程设计 制药工程
东南大学成贤学院
设计起止时间： 2012 年 8 月 28 日至 2012 年 9 月 14 日
目录
课程任务设计书....................................................3 第一节 吸收塔简介.......................................4
第二节 填料塔主体设计方案的确定....................................6
2.1 装置流程的确定..................................................6 2.2 吸收剂的选择....................................................6 2.3 填料的类型与选择................................................7
氨是化工生产中极为重要的生产原料，但是其强烈的刺激性气味对于人体健康和 大气环境都会造成破坏和污染，因此吸 收 空 气 中 的 氨 ， 防 止 氨 超 标 具 有 重 要 意 义 。 为了避免化学工业产生的大量的含有氨气的工业尾气直接排入大气而造成空气污染， 需要采用一定方法对于工业尾气中的氨气进行吸收，本次课程设计的目的是根据设计 要求采用填料吸收塔吸收的方法来净化含有氨气的工业尾气,使其达到排放标准。设计 采填料塔进行吸收操作是因为填料可以提供巨大的气液传质面积而且填料表面具有良 好的湍流状况，从而使吸收过程易于进行,而且，填料塔还具有结构简单、压降低、填 料易用耐腐蚀材料制造等优点，从而可以使吸收操作过程节省大量人力和物力。吸收 剂对溶质的组分要有良好地吸收能力，而对混合气体中的其他组分不吸收，且挥发度 要低。
第三节 填料塔工艺尺寸的计算........................................ 10
3.1 基础物性数据....................................................10 3.1.1 液相物性数据............................................ 10 3.1.2 气相物性数据............................................ 10 3.1.3 气液相平衡数据.......................................... 10
3.2 物料衡算及校核................................................. 11 3.2.1 水吸收氨气平衡关系....................................... 11 3.2.2 绘制 X-Y 图................................................11 3.2.3 物料衡算.................................................16
3.5 填料层压降的计算.................................................23
第四节其他辅助设备的计算与选择............................... 24
4.1 吸收塔的主要接管尺寸计算.........................................24 4.2 气体进出口的压降计算.............................................24
当然，以上目的有时也难于截然分开，如干燥废气中的有机溶剂，能回收下来 就很有价值，任其排放则会然大气。
1.2 吸收设备--填料塔概况
填料塔的塔身是一直立式圆筒，底部装有填料支承板，填料以乱堆或整砌的方式放 置在支承板上。
填料的上方安装填料压板，以防被上升气流吹动。液体从塔顶经液体分布器喷淋到填 料上，并沿填料表面流下。气体从塔底送入，经气体分布装置（小直径塔一般不设气 体分布装置）分布后，与液体呈逆流连续通过填料层的空隙，在填料表面上，气液两 相密切接触进行传质。填料塔属于连续接触式气液传质设备，两相组成沿塔高连续变 化，在正常操作状态下，气相为连续相，液相为分散相。当液体沿填料层向下流动时， 有逐渐向塔壁集中的趋势，使得塔壁附近的液流量逐渐增大，这种现象称为壁流。壁 流效应造成气液两相在填料层中分布不均，从而使传质效率下降。因此，当填料层较 高时，需要进行分段，中间设置再分布装置。液体再分布装置包括液体收集器和液体
吸收操作广泛地用于气体混合物的分离，其在工业上的具体应用大致有以下几种： （1）原料气的净化。为出去原料气中所含的杂质，吸收可说是最常见的方法。就杂质 的浓度来说，多数很底，但因为危害大而仍要求高的净化率。例如用水或碱液脱除合 成氨原料气中的二氧化碳，用丙酮脱除裂解气中的乙炔等。 （2）有用组分的回收。如从合成氨厂的放空气中用水回收氨；从焦炉煤气中以洗油回 收粗苯（包括苯、甲苯、二甲苯等）蒸气和从某写干燥废气中回收有机溶剂蒸气等。 （3）某些产品的制取。将气体中需用的成分以指定的溶剂吸收出来，成为溶液态的产 或半成品。如制酸工业中从含盐酸、氮氧化物、三氧化硫的气体制取盐酸、硝酸、硫 酸；在甲醇|（乙醇）蒸气经氧化后，用水吸收以制成甲醛（乙醛）半成品等。 （4）废气的治理。很多工业废气中含有二氧化硫、氮氧化物（主要是一氧化氮及二氧 化氮）、汞蒸气等有害成分虽然浓度一般很底，但对人体和环境的危害甚大而必须进行 治理。这类环境保护问题在我国已愈来愈受重视。选择适当的工艺和溶剂进行吸收， 是废气治理中应用教广的方法。
1.1 吸收技术概况................................................... 4 1.2 吸收设备--填料塔概况............................................4 1.3 典型的吸收过程..................................................5
1
4.3 离心泵的选择与计算...............................................24
附件一：
1.计算结果汇总...................................................... 26 2.主要符号及说明.....................................................27 3.参考文献.......................................................... 28 4. 个人小结......................................................... 28