氨氣吸收塔的計算方法








以下是關于氨氣吸收塔計算方法的詳細闡述：

 

 基礎數據準備

 

 明確處理氣量：準確測量或確定單位時間內需要處理的含氨廢氣體積流量，同時考慮生產過程中的流量波動情況，通常取***流量的1.2  1.5倍作為設計流量，以確保吸收塔在各種工況下都能穩定運行。

 確定氨氣濃度：通過采樣分析等手段，***測定廢氣中氨氣的濃度，這是計算吸收塔處理能力以及后續各項參數的關鍵依據。

 選定操作條件：包括操作溫度、壓力等。一般來說，常溫常壓是較為常見的操作條件，但具體需根據實際工藝要求和氨氣的性質***點來確定，例如在某些化工生產中，可能需要在***定溫度和壓力下進行吸收操作。

 選擇吸收液及其濃度：根據氨氣的性質和處理要求，選擇合適的吸收液，如水、稀硫酸等。同時確定吸收液的初始濃度，對于稀硫酸吸收液，濃度一般在8%  12%較為合適，當處理高濃度氨氣時，可能需要考慮采用兩級吸收系統或更高濃度的吸收液。

 

 物料衡算

 

 計算氨氣的處理量：根據已知的廢氣體積流量和氨氣濃度，計算出單位時間內需要處理的氨氣物質的量。公式為：氨氣處理量 = 廢氣體積流量 × 氨氣濃度 / 氣體摩爾體積（在標準狀況下，氣體摩爾體積約為22.4L/mol）。

 確定吸收液的用量：基于物料平衡原理，計算出理論上所需的吸收液用量。***小吸收液用量可根據亨利定律和傳質單元數法等進行計算，實際用量通常為***小用量的1.1  2.0倍，以保證吸收效果并考慮一定的安全余量。

 

 塔徑計算

 

 選擇合適的空塔氣速：空塔氣速是計算塔徑的重要參數，一般控制在0.8  1.5m/s范圍內，既能保證較高的處理效率，又能避免液泛等異常現象的發生。具體數值需根據經驗、實驗數據以及吸收塔的具體情況確定。

 計算塔徑：根據處理氣量和選定的空塔氣速，利用公式A = Q / u（其中A為塔截面積，Q為氣體體積流量，u為空塔氣速），計算出塔的橫截面積，再根據圓面積公式計算出塔徑。在實際設計中，還需考慮塔內件安裝、填料裝填等因素，對計算出的塔徑進行適當圓整。

 

 塔高計算

 

 確定填料層高度：填料層高度是決定吸收塔傳質效率的關鍵因素之一。通常采用傳質單元數法進行計算，即先計算出傳質單元數和傳質單元高度，然后根據填料層高度 = 傳質單元數 × 傳質單元高度，得出所需的填料層高度。傳質單元數與氨氣的吸收率、吸收液的性質以及操作條件等有關，可通過相關經驗公式或實驗數據確定；傳質單元高度則與填料的類型、規格、材質以及氣液流動狀況等因素密切相關。

 計算塔的總高度：塔的總高度除了填料層高度外，還需考慮填料的支撐裝置、液體分布器、除霧器等塔內件所占的高度，以及一定的安裝余量。一般根據實際情況預留0.5  1.0m的安裝余量，以確保吸收塔的正常運行和維護。

 填料層壓降計算

 

 計算理論壓降：根據所選填料的類型、規格、氣液負荷等參數，利用埃克***通用關聯圖或其他經驗公式，計算出填料層的理論壓降。不同類型的填料，其壓降***性有所不同，例如規整填料的壓降相對較小，而散裝填料的壓降可能會稍***一些。

 考慮實際因素影響：在實際運行中，由于填料的裝填不均勻、堵塞、結垢等因素，會導致填料層壓降增加。因此，在設計時需考慮一定的安全系數，通常將理論壓降乘以1.2  1.5倍作為實際設計的壓降值，以確保吸收塔在長期運行過程中不會因壓降過***而影響正常操作。

 

 校核與***化

 

 校核操作參數：對計算出的各項操作參數，如空塔氣速、液氣比、填料層壓降等進行校核，確保其符合設計要求和實際操作的可行性。如果發現某些參數超出合理范圍，需重新調整計算，直至滿足所有條件。

 ***化設計方案：在滿足處理效果和工藝要求的前提下，對吸收塔的結構尺寸、填料類型、操作參數等進行***化，以降低設備投資和運行成本，提高設備的經濟效益和運行穩定性。例如，通過合理選擇填料和***化操作參數，可以在保證吸收效率的同時，減小塔徑和塔高，降低鋼材用量和占地面積。