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（二零一五年一月课程设计说明书题目：碳酸丙烯酯脱碳填料塔设计学生姓名：闫雪东学院：化工学院班级：化学工程与工艺12-4班指导教师：陈秋月学校代码：10128学号：201230508116内蒙古工业大学课程设计任务书课程名称：化工原理课程设计学院：化工学院班级：化12-4学生姓名：闫雪东学号：201230508116_指导教师：陈秋月一、题目碳酸丙烯酯脱碳填料塔设计二、目的与意义课程设计是“化工原理”课程的一个总结性教学环节，是培养学生综合运用本门课程及有关先修课程的基本知识去解决某一设计任务的一次训练，在整个教学计划中它也起着培养学生独立工作能力的重要作用，通过课程设计就以下几个方面要求学生加强锻炼：1.查阅资料选用公式和搜集数据的能力；2.树立既考虑技术上的先进性与可行性，又考虑经济上的合理性，并注意到操作时的劳动条件和环境保护的正确设计思想，在这种设计思想指导下去分析和解决实际问题的能力；3.迅速准确地进行工程计算（包括电算）的能力；4.用简洁的文字清晰的图表来表达自己设计思想的能力。三、要求（包括原始数据、技术参数、设计要求、图纸量、工作量要求等）设计条件1.变换气流量：11000Nm3/h2.变换气组成：CO2：20%，CO：2.5%，H2：57%，N2：18%，CH4：2.5%(体积分率)3.变换气温度：40℃4.尾气含CO2：0.8%(体积分率)5.吸收剂：碳酸丙烯酯(PC)（温度为20℃）入吸收塔再生后的PC含CO2≤2×10－5(摩尔分率)；出吸收塔吸收液饱和度取80%。6.操作压力：1.76MPa(绝压)设计要求1.流程布置与说明；2.填料的选择，采用一种填料进行计算；3.工艺过程的计算；内蒙古工业大学课程设计说明书4.填料塔工艺尺寸的确定：5.输送机械功率的计算与选型；6.附属装置的选择；7.编制设计说明书。图纸要求1.吸收塔总装图：50×35cm坐标纸，1张；2.工艺流程图：A3图纸，1张。四、工作内容、进度安排1.设计动员，下达设计任务书：0.5天2.搜集资料，确定方案：1天3.设计计算：5天4.绘图：1.5天5.整理，编写说明书：7天五、主要参考文献1.上海医药设计院.化工工艺设计手册.化学工业出版社,19862.化学工程手册编委会.化学工程手册.化学工业出版社,19893.上海化学工业设计院石油化工设备设计建设组.化工设备图册.19744.上海化学学院等.化学工程(下册).化学工业出版社,19815.B.M.拉姆著，刘风志等译.气体吸收.化工出版社,19856.化工设备设计全书编辑委员会.塔设备设计.上海科技出版社,19887.周学良，詹方瑜.碳酸丙烯酯脱除CO2技术.浙江科学出版社,1985审核意见系（教研室）主任（签字）指导教师下达时间2014年10月20日指导教师签字：_______________内蒙古工业大学课程设计说明书摘要工业上用碳酸丙烯酯作为吸收剂脱除二氧化碳的过程在吸收塔中进行，因此，综合吸收效果和经济效益必须对吸收塔进行设计。PC溶剂对CO2的吸收为物理过程，选择较低的操作温度和较高的操作压力有利于吸收的进行，而填料吸收塔的设备设计和经济优化是关键部分。此次课程设计是以碳酸丙烯酯（PC）脱除CO2的填料塔的设计,进气口的流量为11000Nm3/h。其中，填料塔以塑料鲍尔环为填料；经设计优化后的塔径为1.8m,填料层高度为17.5m,塔高为18.7m。最后经设计校核和强度校核后，此次课程我们设计出了要求填料塔。关键字：PC；填料塔；塑料鲍尔环；优化；校核内蒙古工业大学课程设计说明书目录碳酸丙烯酯脱碳填料塔设计............................................1第1章设计方案.....................................................11.1设计依据.....................................................11.2流程方案.....................................................11.2.1脱碳塔.................................................11.2.2闪蒸器.................................................21.2.3气提塔.................................................31.2.4溶剂泵.................................................31.2.5罗茨鼓风机.............................................31.3流程布置设计.................................................31.3.1采用逆流操作...........................................31.3.2采用单塔...............................................31.3.3吸收剂不在循环.........................................31.4吸收剂的选择.................................................31.5填料的选择...................................................4第2章塔计算.......................................................52.1设计依据.....................................................52.2计算前的准备................................................52.2.1出塔溶液中CO2的浓度...................................62.3吸收剂用量及操作线关系.......................................62.4设备尺寸计算.................................................72.4.1塔径的计算.............................................72.4.2求塔径................................................102.4.3喷淋密度（U）核算.....................................102.4.4选用校核u/uF..........................................102.4.5校核D/d...............................................102.4.6单位高度填料层压降计算................................102.5塔高的计算..................................................12内蒙古工业大学课程设计说明书2.5.1有效传质面积（润湿面积）a.............................122.5.2液相传质系数kL.......................................122.5.3气相传质系数kG.......................................132.5.4总吸收系数KG..........................................142.6填料层高度的计算............................................14第3章辅助设备设计................................................163.1液体分布装置................................................163.2液体再分布装置..............................................163.3填料支承装置................................................173.4气体分布器..................................................183.5床层限制板..................................................183.6除沫器......................................................19第4章附属设备的设计..............................................204.1管径的计算..................................................204.1.1进气管................................................204.1.2进液体管..............................................204.1.3混合液出口管..........................................214.1.4净化气出口管..........................................214.2泵的选型....................................................214.3风机的选型..................................................22第5章总结........................................................235.1设计概要表..................................................23参考文献............................................错误!未定义书签。心得体会...........................................................24内蒙古工业大学课程设计说明书1碳酸丙烯酯脱碳填料塔设计第1章设计方案1.1设计依据无论是以固体原料或以烃类原料制氨，经CO变换后得粗原料气中均含有一定数量的CO2；某些用于制取合成氨原料气的含烃气体（如天然气焦炉气等）本身就含有较多的CO2为了将原料气加工成纯净的H2和N2，必须将这些CO2从粗原料气中除去。此外，CO2还是生产尿素,纯碱,碳铵等产品的原料,而且还可以将其加工成干冰用于其他部门。因此，从粗原料气中分离并回CO2收尤为重要。工业上把脱除的过程称为“脱碳”。目前工业脱碳的方法很多，其中碳酸丙烯酯（PC）脱碳在中小合成氨厂被广泛采用，现针对碳丙脱碳塔进行物热衡算，为碳丙脱碳塔的工艺结构设计作准备。吸收是利用各组分溶解度的不同而分离气体混合物的操作。混合气体与适当的液体接触，气体中的一个或几个组分便溶解于液体中而形成溶液，于是原组分的一分离。对与此题中的易溶气体是CO2。1.2流程方案1.2.1脱碳塔脱碳塔是用碳酸丙烯酯吸收变换气中二氧化碳组分的设备，填料塔的持液量较板式塔少，塔压降也低，加上这类塔操作弹性较大，适合于进塔变换器量加减频繁的工况。填料塔