题目：3500m3/h氨吸收塔设计

学   院：      机械工程学院      

专   业：   过程装备与控制工程   

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2015年  10   月  29   日

一、题目来源背景

吸收塔是用来进行吸收操作的塔器。利用气体混合物在液体吸收剂中溶解度的不同，使易溶的组分溶于吸收剂中，并与其他组分分离的过程称为吸收。操作时，从塔顶喷淋的液体吸收剂与由塔底上升的气体混合物在塔中各层填料或塔盘上密切接触，以便进行吸收。

吸收塔按其结构形式基本可分为两类：板式塔和填料塔。板式塔的塔板只有在一定的气液流量范围内操作，才能保证气液两相有效接触，从而得到较好的传质效果。填料塔的基本特点是结构简单，压力降小，传质效率高，便于用耐腐蚀材料制造,对于热敏性及易发泡的物料，更显其优越性。以前在工业生产中，当处理量大时多用板式塔，处理量小时采用填料塔。近年来，随着高效新型填料和其他高性能塔内件的开发，以及人们对填料流体力学、放大效应及传质机理的深入研究，使填料塔技术得到了迅速发展。目前，国内外已开始利用大型高效填料塔改造板式塔，并在增加产量、提高产品质量、节能等方面取得了巨大的成效。

此次设计的目的是根据设计要求采用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。设计采用填料塔不仅是因为上述提到的填料塔的优点，也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。由于氨气极易溶于水且用水作为吸收剂成本较低，故工业中多用水吸收氨吸收塔，同时为提高传质效率,选用逆流吸收操作流程。

吸收塔作为一种重要的分离混合物质的设备，在炼油、净化、提纯等各产业链中都起着重要作用，因其快速高效的特点，加上工业上不断发展，吸收塔一定会有更广阔的发展。

二、主要研究内容、应用价值

（一）主要研究内容：

1、完成氨吸收塔的工艺设计：基础物性数据，物料衡算，塔顶、塔底的气液流量和组成

2、完成氨吸收塔的结构设计： 塔径， 填料的选择及计算，填料层高度，填料层压降，吸收塔接管口径，填料的支撑装置，液体分布器，除沫器、支座、吊柱等塔上各部件布置计算与校核，塔的强度、载荷等。

（二）应用价值：

广泛应用于处理各组分在某一溶剂中的溶解度不同的混合物，从而吸收掉当中的某一物质，达到分离目的。

三、拟采用的研究方法、手段

参考化工原理结合所给数据计算出塔的工艺参数，并参考国家相关标准，结合化工设备设计全书和过程设备设计计算出塔的相关结构参数完成塔的结构设计，最后对设计的塔进行校核和修改。

四、进度安排

第7学期5-12周对课题进行全面把握，查阅资料，合理规划设计的时间及步骤，并完成开题报告。

第7学期12-18周复习回顾学过的相关知识做好设计的知识准备，进行一些简单的初步计算为后期工作做好铺垫。

第8学期1-6周完成吸收塔的工艺设计和结构设计，图纸的绘制，和中期报告。

第8学期7-9周对设计结果进行检查验算修改，进一步完善设计。

第8学期10-12周撰写设计说明书。

第8学期13-15周打印装订图纸和设计说明书，处理一些后期琐事，熟悉设计的各个环节做好答辩准备。

第8学期16周准备及进行答辩。

五、参考文献

[1]魏兆灿,李宽宏.《化工设备设计全书——塔设备设计》，上海:科学技术出版                       社,1988.11.

[2]路秀林等.《化工设备设计全书——塔设备》，北京:化学工业出版社,2004. 

[3]王志文，蔡仁良. 《化工容器设计》. 北京：化学工业出版社, 2005.5.

[4]郑津洋,董其伍,桑芝富. 《过程设备设计》. 北京：化学工业出版社, 2005.

[5]杨祖荣. 《化工原理》. 北京：化学工业出版社, 2009.

[6] GB150-1998.《钢制压力容器标准》, 1998. 

[7] JB4710-2005.《钢制塔式容器》，2005

[8]陈英南，刘玉兰. 《常用化工单元设备的设计》. 上海：华东理工大学出版社, 2005.

[9]张磊，梁鑫.《水吸收氨吸收塔的设计》，中国石油和化工标准与质量 期刊2012

[10] Strigle , Ralph R.《Packed tower design and applications : random and structured packings》. Houston, Tex：Gulf Publ. Co.，1994. 

[11] Park, Chris;   Allaby, Michael