《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 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
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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
1.组成（如表1所示）：
组分 进塔气体（V%） CO2 10.9 H2 65.3 N2 21 CH4 0.5 CO 2.2 O2 0.1 2.气体量：4700Nm3∕h 3.温度：30°C 4.压力：1800KN∕m2
(二)气体出口要求（V%）：CO2≤0.63% (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CO2要用以合成尿素，则需对吸收后的溶液解吸以得到CO2,同时溶剂也可循环使用。
水吸收CO2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CO2的临界温度Tc=304K，临界压力Pc=7.38MPa 则其对比温度Tr= T(Tc+8) = 303.15304+8 =0.9716 对比压力Pr= P(Pc+8) =1873.8+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=pγ=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
化工原理课程设计 吸收塔
