2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、<p><b>  設(shè)計(jì)任務(wù)與條件3</b></p><p><b>  設(shè)計(jì)方案的確定4</b></p><p><b>  工藝流程圖5</b></p><p>  吸收塔的設(shè)計(jì)計(jì)算6</p><p>  一、計(jì)算混合氣體的平均分子量M和密度6<

2、/p><p><b>  二、物料衡算7</b></p><p>  三、填料層的高度計(jì)算9</p><p>  填料塔的附屬裝置10</p><p>  一.選擇附屬裝置11</p><p>  二.管口結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)12</p><p>  三.液體輸送泵的選擇

3、12</p><p><b>  心得體會(huì)13</b></p><p><b>  參考文獻(xiàn)13</b></p><p><b>  設(shè)計(jì)任務(wù)與條件</b></p><p>  1.生產(chǎn)能力:混合氣(SO2+空氣)的處理量2000m3/h;</p><p

4、>  2.進(jìn)塔混合氣中SO2的含量6%(體積分?jǐn)?shù));</p><p>  3.吸收率:99%。</p><p>  4.以清水為吸收劑。</p><p>  5.平衡線方程:Y = 66.76676X1.15237</p><p>  6.操作條件:操作壓力:常壓(101325Pa);</p><p><b

5、>  吸收溫度:20℃;</b></p><p><b>  設(shè)計(jì)方案的確定</b></p><p>  化學(xué)工業(yè)中的廢氣二氧化硫主要來(lái)自化石燃料的燃燒、含硫礦石的冶煉、硫酸、磷肥等生產(chǎn)的工業(yè)廢氣。二氧化硫是化工生產(chǎn)中極為重要的生產(chǎn)原料,其強(qiáng)烈的刺激性氣味對(duì)于人體健康和大氣環(huán)境都會(huì)造成破壞和污染,必須進(jìn)行凈化回收,具經(jīng)濟(jì)價(jià)值的規(guī)模應(yīng)充分回收利用,避免

6、硫資源浪費(fèi)和造成大氣污染,危害人類生存發(fā)展。</p><p>  操作吸收是氣體混合物分離方法之一,它是根據(jù)混合物中各組分在某一種溶劑中溶解度不同而達(dá)到分離的目的。本次課程設(shè)計(jì)的目的是根據(jù)設(shè)計(jì)要求采用填料吸收塔吸收的方法來(lái)凈化含有二氧化硫的工業(yè)尾氣,使其達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)采用填料塔進(jìn)行吸收操作是因?yàn)樘盍峡梢蕴峁┚薮蟮臍庖簜髻|(zhì)面積而且填料表面具有良好的湍流狀況,從而使吸收過(guò)程易于進(jìn)行,而且,填料塔還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壓

7、降低、填料易用耐腐蝕材料制造等優(yōu)點(diǎn),從而可以使吸收操作過(guò)程節(jié)省大量人力和物力。</p><p>  用水吸收S02屬中等溶解度的吸收過(guò)程,為提高傳質(zhì)效率,選用逆流吸收流程。因用水作為吸收劑,且S02不作為產(chǎn)品,故采用純?nèi)軇?lt;/p><p>  填料的選擇對(duì)于水吸收S02的過(guò)程、操作、溫度及操作壓力較低,工業(yè)上通常選用所了散裝填料。在所了散裝填料中,塑料階梯環(huán)填料的綜合性能較好,故本次設(shè)

8、計(jì)選用塑料鮑爾環(huán)為填料。</p><p><b>  工藝流程圖</b></p><p><b>  吸收塔的設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>  計(jì)算混合氣體的平均分子量M和密度</p><p>  混合氣體的組成:空氣(94%)SO2(6%)</p><p>  29&

9、#215;94%+64×6%=31.1kg/kmol</p><p><b>  物料衡算</b></p><p>  衡算式:G=V(Y1-Y2)=L(X2-X2)</p><p><b>  (1)求Y1、Y2</b></p><p> ?。?)進(jìn)吸收塔氣象總流量(惰性氣體的摩爾氣量)

10、</p><p> ?。?)出塔吸收液組成</p><p>  吸收劑為清水,故X2=0</p><p>  20℃時(shí),平衡線方程為Y=66.76676X1.15237</p><p>  Y1=0.064代入上式</p><p><b>  操作線方程:</b></p><p

11、><b>  (2)塔徑的計(jì)算</b></p><p>  以塔底的氣液參數(shù)計(jì)算塔徑。</p><p>  (a)塔底液泛氣速計(jì)算</p><p>  20℃時(shí)溶液黏度取20℃水的黏度μL=1mPa·s</p><p><b>  泛點(diǎn)氣速</b></p><p&

12、gt;<b>  (b)計(jì)算塔徑D</b></p><p>  空塔氣速為泛點(diǎn)氣速的50%~85%,取u=80%uf</p><p><b>  得:</b></p><p><b>  (c)塔徑核算</b></p><p><b>  A.氣速核算</b&g

13、t;</p><p>  在新的塔徑下核算空塔氣速 </p><p>  符合空塔氣速為泛點(diǎn)氣速的50%~80%的要求。</p><p><b>  B.噴淋密度</b></p><p><b>  最小噴淋密度:</b></p><p>  填料的比面積at=220m-1&

14、lt;/p><p><b>  最小濕潤(rùn)率</b></p><p>  這里?。↙w)=0.08m3/(m2·h)</p><p>  故:Umin=0.08×220=17.6m3/(m2·h)</p><p>  在新的塔徑下核算噴淋密度</p><p><b&g

15、t;  設(shè)計(jì)合理</b></p><p><b>  C.核算徑比</b></p><p>  D/d=0.9/0.038=23.68>10 可避免壁流現(xiàn)象,核算符合要求。</p><p>  (d)壓力降的計(jì)算:</p><p><b>  填料層的高度計(jì)算</b></p&

16、gt;<p>  用清水吸收屬于中等溶解度的吸收,氣膜阻力和液膜阻力都應(yīng)考慮。</p><p>  本設(shè)計(jì)屬于低濃度氣體的吸收,塔內(nèi)氣體和液體的摩爾流量變化較小,其提及吸收系數(shù)可視為常熟,采用計(jì)算公式:</p><p>  氣相總傳質(zhì)單元高度HOG(m)的計(jì)算:</p><p><b>  氣體的空塔質(zhì)量速度</b></p&

17、gt;<p><b>  液體的空塔質(zhì)量速度</b></p><p><b>  經(jīng)驗(yàn)公式:</b></p><p><b>  代入數(shù)據(jù),得:</b></p><p>  查表,SO2在20℃是亨利系數(shù)E=0.355×10-4</p><p>  相間

18、傳質(zhì)總阻力公式:</p><p>  上述數(shù)據(jù)代入公式,得KGa=3.60</p><p>  氣相的體積吸收總系數(shù):</p><p>  氣相總傳質(zhì)單元高度:</p><p>  氣相總傳質(zhì)單元數(shù)NOG的計(jì)算</p><p>  計(jì)算傳質(zhì)單元系數(shù)。傳質(zhì)單元數(shù)的求法有三種:圖解積分法、對(duì)數(shù)平均推動(dòng)力法和脫吸因數(shù)法。&l

19、t;/p><p>  以下采用對(duì)數(shù)平均推動(dòng)力法。</p><p><b>  填料塔的附屬裝置</b></p><p>  填料塔的附屬裝置有填料支承板,液體分布裝置,液體在分布裝置,氣體和液體進(jìn)出口裝置以及除霧器等。</p><p><b>  一.選擇附屬裝置</b></p><

20、p> ?。?)填料支撐板的選擇:選用柵板式支承板,此處填料塔的塔徑D=900mm支承板的設(shè)計(jì)參數(shù)如下:</p><p>  所以分三塊安裝,支承板數(shù)目n=3.</p><p> ?。?)液體噴淋裝置的選擇:填料塔操作時(shí),在任一橫截面上,保證氣液的均勻分布十分重要。液體在塔頂?shù)某跏季鶆驀娏?,是保證填料塔達(dá)到預(yù)期分離效果的重要條件。由于塔徑等于900mm,可選用篩孔盤式分布器。分布盤直徑

21、D=600mm,取分布盤厚度S=6mm,孔徑d=15mm,分布盤H取塔徑的1/7即H=0.13m,液體流量L=0.0070m3/s,孔數(shù)n,孔徑d,液體流量L和盤上液體高度H關(guān)系如下:</p><p><b>  則n=25個(gè)</b></p><p>  (3)液體再分布裝置的選擇:直徑D=900mm<1000mm,故選用槽形再分布器。</p>&

22、lt;p>  錐下直徑D1取800mm,厚壁S取4mm,dg×S=32×3.5.h1=180mm,h2<=90mm</p><p> ?。?)塔頂除霧器:選用絲網(wǎng)除霧器。</p><p>  a.氣體通過(guò)除霧器氣速</p><p><b>  b.絲網(wǎng)盤的直徑</b></p><p>  

23、c.絲網(wǎng)盤厚度H的確定。絲網(wǎng)盤直徑為150mm</p><p><b>  二.管口結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)</b></p><p>  氣體和液體的進(jìn)出口裝置管口直徑的確定:</p><p>  計(jì)算公式: Vs為體積流量</p><p> ?。?)液體進(jìn)出口管徑的確定:Vs液=0.014m3/s(以上計(jì)算得出),u=0.5~1.

24、5m/s取1.5m/s</p><p><b>  管徑</b></p><p><b>  圓整取110mm</b></p><p>  查低壓流體輸送用焊接鋼管規(guī)格φ140×4.50mm(GB3091-93,GM3092-93)</p><p>  氣體進(jìn)出口管徑的確定:Vs氣=0.5

25、6 m3/s,u=10~18m/s取18m/s</p><p><b>  管徑</b></p><p><b>  圓整取200mm</b></p><p>  查普通無(wú)縫鋼管規(guī)格φ219×5.0mm(GB8163-87)</p><p>  三.液體輸送泵的選擇</p>

26、<p> ?。?)吸收劑入塔輸送管徑計(jì)算:</p><p>  管徑d=0.131m,流速u=1.04m/s</p><p>  (2)管路總長(zhǎng)度估計(jì):安初步的平立面布置,取l直=20m,le=150m</p><p>  則輸送吸收劑管路所需壓頭的估算:</p><p>  據(jù)初步立面布置,取△Z=10m水柱。據(jù)操作條件</

27、p><p><b>  計(jì)算雷諾數(shù):</b></p><p>  取管的絕對(duì)粗糙度ε=0.35mm,相對(duì)粗糙度</p><p>  查摩擦系數(shù)λ與雷諾系數(shù)及相對(duì)粗糙度的關(guān)系圖可得出:λ=0.0026</p><p>  ∴H=10+1.86=11.86m水柱</p><p>  泵功率的計(jì)算:Ne=H

28、Qρg=11.86×0.014×1000×9.81=1628.85w=1.63kw</p><p>  取效率η=0.65則N軸=1.63/0.65=2.51kw</p><p><b>  (3)選泵</b></p><p>  根據(jù)Q=0.014×3600=50.4m3/h H=11.86m<

29、;/p><p>  查IS型單級(jí)單吸離心泵規(guī)格表,選用IS80-65-125單級(jí)單吸離心泵2臺(tái),其中一臺(tái)備用。</p><p><b>  四風(fēng)機(jī)的選擇</b></p><p>  由VG=2000 m3/h,查表選用F4-62-11型號(hào)離心式風(fēng)機(jī)(風(fēng)量范圍500~59500 m3/h),該風(fēng)機(jī)用不銹鋼制,適用于腐蝕性氣體。</p>

30、<p><b>  心得體會(huì)</b></p><p>  這是人生中的第一次課程設(shè)計(jì)?;貞浧鹫n程設(shè)計(jì)這兩個(gè)星期的點(diǎn)點(diǎn)滴滴,感觸頗多。設(shè)計(jì)內(nèi)容所接觸的知識(shí)很廣泛,綜合性也強(qiáng),為我們鞏固課堂知識(shí)提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。他不僅涉及流體流動(dòng)、管路、吸收塔等多個(gè)方面,而且對(duì)計(jì)算的要求也同樣嚴(yán)格。最終完成了計(jì)算過(guò)程之后還要利用AOTO CAD來(lái)繪制成圖形以及用WORD編排文檔。設(shè)計(jì)過(guò)程中也面臨的不少

31、問(wèn)題,但我們通過(guò)查資料、相互討論,終于解決了一個(gè)個(gè)的問(wèn)題,按時(shí)完成了任務(wù)。單調(diào)的設(shè)計(jì)過(guò)程并沒有讓我覺得枯燥,它更鍛煉了我的細(xì)心和耐心,更在其中享受著它的挑戰(zhàn)性。對(duì)在設(shè)計(jì)過(guò)程中老師的知道和同學(xué)的幫助表示萬(wàn)分的感謝。</p><p><b>  參考文獻(xiàn)</b></p><p>  李功祥等,《常用化工單元及設(shè)備設(shè)計(jì)》,華南理工大學(xué)出版社</p><p

32、>  余國(guó)琮,《化工機(jī)械工程手冊(cè)》,化學(xué)工業(yè)出版社,2003</p><p>  路秀林等,《化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書—塔設(shè)備》,化學(xué)工業(yè)出版社,2004</p><p>  《化學(xué)工程手冊(cè)-第三卷》,化學(xué)工業(yè)出版社</p><p>  《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》,化學(xué)工業(yè)出版社</p><p>  董大勤等,《壓力容器與化工設(shè)備衫手冊(cè)》,化學(xué)工業(yè)出

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