水吸收低濃度SO2填料吸收塔的設(shè)計(jì)

1、內(nèi)容:水吸收低濃度S02填料吸收塔設(shè)計(jì)班級(jí):能環(huán)學(xué)院環(huán)境工程 C091班姓名：吳羽葶學(xué)號(hào):095655大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)說明書（環(huán)境工程C091）設(shè)計(jì)題目：水吸收低濃度SO2填料吸收塔的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)時(shí)間：自2011年_J2_月_25日至2012年_1_月_6_日學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào): 班 級(jí): 指導(dǎo)教師:河北工業(yè)大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院環(huán)境工程系第一章設(shè)計(jì)任務(wù)依據(jù)和要求一、設(shè)計(jì)任務(wù)及操作條件：1、 混合氣體(空氣中含 SO2氣體的混合氣)處理量為：99 Kmol/h2、混合氣組成：SO2含量為7.1%( mol%)空氣為：92.9%(mol%)3、要求出塔凈化氣含 SO2 為:0.149%( mol

2、%)，H2O 為：1.172kmol/h4、吸收劑為水，不含SO25、常壓，氣體入塔溫度為25 C，水入塔溫度為20 C。二、設(shè)計(jì)內(nèi)容：1、設(shè)計(jì)方案的確定。2、填料吸收塔的塔徑、填料層高度及填料層壓降的計(jì)算。3、填料塔附屬結(jié)構(gòu)的選型與設(shè)計(jì)。4、填料塔工藝條件圖。三、H2O-SO2在常壓20C下的XYXY0.002810.07760.0004230.007630.0019560.005130.0002810.00420.0014050.03420.00014050.001580.0008450.01850.00005640.000660.0005640.0112四、氣體及液體的物性數(shù)據(jù)1、氣體的

3、物性:氣體粘度 g=0.0652kg/(m h);氣體擴(kuò)散系數(shù)DG=0.0393m/s; 密度 P g=1.383 kg /m3;2、液體的物性：液體粘度 卩=3.6 kg /（m h）;液體擴(kuò)散系數(shù)Dl=5.3X 10-6m2/s; 密度 P l=998.2 kg /m3;液體表面張力（T=73dy n/cm=92.71*104kg/h2第二章SO2凈化技術(shù)和設(shè)備一、SO2的來源、性質(zhì)及其危害1、SQ的來源二氧化硫的主要污染源可歸納為三個(gè)方面：（1）硫酸廠和汽車尾 氣中排放的二氧化硫；（2）有色金屬冶煉過程排放的二氧化硫：如銅、 鉛、鋅、鉆、鎳、金、銀等礦物，都含硫化物，在冶煉過程中排放出

4、大量的二氧化硫；（3）燃煤煙氣中的二氧化硫：我國煤炭消費(fèi)量的80% 以上直接用于燃燒，燃煤是大氣環(huán)境中二氧化硫最主要來源。據(jù)環(huán)境公報(bào)報(bào)道，我國2004年煙塵排放量1095萬t , SO排放量2255萬t。其 中燃煤產(chǎn)生的SO約占總量的90%, CC占總量的7l %, CO占總量85% , 氮氧化物占總量的70%，灰塵微粒占總量的61%。煤燃燒過程中排出大量的 SO，約占燃煤排放污染物的85%使 我國成為三大酸雨區(qū)之首。二氧化硫的大量排放，造成我國南方地區(qū) 大面積的酸雨，且每年以1億m的面積增加。酸雨區(qū)域已由西南發(fā)展 到長江流域，且有向北發(fā)展的趨勢(shì)，嚴(yán)重威脅京津地區(qū)。酸雨造成農(nóng) 田減產(chǎn)面積達(dá)9.

5、9 x 1010,森林受害面積達(dá)1.28萬hm ;大氣中SQ濃 度每增加l0mg/cm3，呼吸系統(tǒng)病亡人數(shù)增加5%; S02對(duì)建筑物、文物 的侵蝕也十分嚴(yán)重，據(jù)統(tǒng)計(jì)S02污染造成全國每年經(jīng)濟(jì)損失達(dá)1100多 億元。由于煤炭資源相對(duì)充足并能夠穩(wěn)定可靠地獲得，因此，在世界范 圍內(nèi)，煤炭是可靠的能源。世界能源研究機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，由于資源條件的 變化，21世紀(jì)世界能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)將是石油比重下降，天然氣上升，煤 炭持平，三者呈均勢(shì)各占27%-28 %。繼而將出現(xiàn)一個(gè)以天然氣為主 的短暫時(shí)期，然后再轉(zhuǎn)向以煤炭為主。中國化石能源資源探明的可采 儲(chǔ)量中煤炭占92.94 % .中國是當(dāng)今世界上最大的煤炭生產(chǎn)和消費(fèi) 國，

6、據(jù)有關(guān)專家預(yù)測(cè)：煤炭在中國能源結(jié)構(gòu)中的主導(dǎo)地位近50年不會(huì) 改變。因此防治燃煤二氧化硫污染是當(dāng)前一項(xiàng)重要和迫切的工作。2、SO的性質(zhì)物理性質(zhì)：密度和狀態(tài)：2.551g/L，氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）色態(tài)：常溫下為無色熔點(diǎn)：-72.4 度（200.75K ）;沸點(diǎn)：-10 度（263K）無色，有刺激性氣味的有毒氣體，密度比空氣大，易液化，易溶于水（約為1: 40）化學(xué)性質(zhì)：二氧化硫可以在硫磺燃燒的條件下生成S（s） +O 2（g）=（可逆符號(hào)）SO（g）硫化氫可以燃燒生成二氧化硫2H2S(g) + 3O 2(g)= 2H 20(g) + 2SO 2(g)加熱硫鐵礦，閃鋅礦，硫化汞，可以生成二氧化硫4Fe

7、S(s) + 110 2(g) = 2Fe 2Q(s) + 8S0 2(g)2ZnS(s) + 30 2(g) = 2Zn0(s) + 2S02(g)HgS(s) + 0 2(g) = Hg(g) + S0 2(g)3、S0的危害二氧化硫易溶于水并且會(huì)形成亞硫酸，這反應(yīng)物會(huì)刺激眼和鼻粘膜，而且具有腐蝕性，所以它對(duì)人體呼吸道有很大的危害，重者呼吸 功能會(huì)受損.二氧化硫在一定的條件下可被氧化成硫酸霧，并且它是形成酸雨的主要原因，而酸雨會(huì)危害居民健康；腐蝕建筑材料；破壞 生態(tài)系統(tǒng)，對(duì)社會(huì)造成的巨大經(jīng)濟(jì)損失！ 危險(xiǎn)性類別：三星級(jí) 侵入途徑：通過呼吸系統(tǒng)健康危害：易被濕潤的粘膜表面吸收生成亞硫酸、硫酸。

8、對(duì)眼及呼吸道粘膜有強(qiáng)烈的刺激作用。大量吸入可引起肺水腫、喉水腫、聲帶痙攣而致窒息。急性中毒：輕度中毒時(shí)，發(fā)生流淚、畏光、咳嗽，咽、喉灼痛等；嚴(yán)重中毒可在數(shù)小時(shí)內(nèi)發(fā)生肺水腫；極高 濃度吸入可引起反射性聲門痙攣而致窒息。皮膚或眼接觸發(fā)生炎 癥或灼傷。慢性影響：長期低濃度接觸，可有頭痛、頭昏、乏力 等全身癥狀以及慢性鼻炎、咽喉炎、支氣管炎、嗅覺及味覺減退 等。少數(shù)工人有牙齒酸蝕癥。環(huán)境危害：對(duì)大氣可造成嚴(yán)重污染。燃爆危險(xiǎn)：本品不自燃，有毒，具強(qiáng)刺激性二、凈化技術(shù)燃燒后脫硫就是指煙氣脫硫。這是目前世界上惟一的大規(guī)模商業(yè) 化應(yīng)用的脫硫方式。由于煙氣脫硫的主要困難是 SO濃度和總量大、 要處理的煙氣體積大

9、，因此，雖然煙氣脫硫的方法多達(dá)十幾種。但仍 需要合理地選擇煙氣脫硫工藝，同時(shí)還要考慮環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)等多 方面的因素。目前煙氣脫硫技術(shù)種類達(dá)幾十種，按脫硫過程是否加水和脫硫產(chǎn) 物的干濕形態(tài)，煙氣脫硫分為：濕法、半干法、干法三大類脫硫工藝。 濕法脫硫技術(shù)較為成熟，效率高，操作簡(jiǎn)單；但脫硫產(chǎn)物的處理較難， 煙氣溫度較低，不利于擴(kuò)散，設(shè)備及管道防腐蝕問題較為突出。半干 法、干法脫硫技術(shù)的脫硫產(chǎn)物為干粉狀，容易處理，工藝較簡(jiǎn)單；但 脫硫效率較低，脫硫劑利用率低。在此對(duì)各類脫硫技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。1、濕法煙氣脫硫技術(shù)濕法煙氣脫硫技術(shù)按使用脫硫劑種類可分為：石灰石-石膏法、簡(jiǎn)易石灰石-石膏法、雙堿法、石灰液

10、法、鈉堿法、氧化鎂法、有機(jī) 胺循環(huán)法、海水脫硫法等。按脫硫設(shè)備采用的技術(shù)種類不同， 濕法煙 氣脫硫技術(shù)可分為：旋流板技術(shù)、氣泡霧化技術(shù)、填料塔技術(shù)、靜電 脫硫技術(shù)、文丘里脫硫技術(shù)、電子束脫硫技術(shù)等。日常運(yùn)行管理注意 的問題：、注意檢查循環(huán)水量是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求；如有異常需對(duì)循環(huán)水系統(tǒng) 及噴咀進(jìn)行檢查。、定期檢查吸收設(shè)備及其它處理設(shè)施運(yùn)行是否正 常;2、半干法煙氣脫硫技術(shù) 半干法煙氣脫硫技術(shù)采用濕態(tài)吸收劑，在吸收裝置中吸收劑被煙氣的 熱量所干燥，并在干燥過程中與 SO反應(yīng)生成干粉脫硫產(chǎn)物。半干法 工藝較簡(jiǎn)單，反應(yīng)產(chǎn)物易于處理，無廢水產(chǎn)生，但脫硫效率和脫硫劑 的利用率低。目前常見的半干法煙氣脫硫技術(shù)

11、有：噴霧干燥脫硫技術(shù)、 循環(huán)流化床煙氣脫硫技術(shù)等。3、干法脫硫技術(shù)干法脫硫技術(shù)采用濕態(tài)吸收劑，反應(yīng)生成干粉脫硫產(chǎn)物。干法工 藝較簡(jiǎn)單，但脫硫效率和脫硫劑的利用率較低。目前常見的干法煙氣 脫硫技術(shù)有：爐內(nèi)噴鈣脫硫技術(shù)。目前在實(shí)際中廣泛用的是濕法脫硫。因?yàn)?SQ是酸性氣體，幾乎 所有的濕法脫硫都是一種堿性溶液和泥漿與煙氣中的SO中和。根據(jù)中和所得的產(chǎn)物是否回收利用，濕法流程又分為拋棄法和再生法兩 種。綜上所述，本次設(shè)計(jì)采用的是濕法，本設(shè)計(jì)中氣體入塔溫度為 25C，使用的吸收劑為水。用水作為吸收劑的優(yōu)點(diǎn)在于廉價(jià)易得，流 程設(shè)備簡(jiǎn)單，但其缺點(diǎn)是吸收效率低，設(shè)備龐大，動(dòng)力消耗大。三、吸收設(shè)備：板式塔與填

12、料塔的比較（一）、板式塔適用于：1、塔徑較大；2、所需傳質(zhì)單元數(shù)或理論板 數(shù)較多；3、熱量需從塔內(nèi)移除；4、適于較小液量；5、適于處理有 懸浮物的液體；6、板式塔便于側(cè)線采出。（二）、填料塔適用于：1、處理有腐蝕性的物料；2、填料塔壓力降 較小，適用于真空蒸餾；3、適用于間歇蒸餾或熱敏性物料的蒸餾；4、 適用于處理易發(fā)泡的液體。結(jié)論：由于本次處理的是SO氣體，與水反應(yīng)后生成H2SQ具有腐蝕性, 故選擇填料塔比較合適。四、填料塔的結(jié)構(gòu)：示意圖圖帕臨1填料塔的蛀構(gòu)示毒圖】-塔恙傘孑2-液律令命醫(yī)孑4填料莊板， 菠作弄舒帝叢置*滬填桿丸那核五、工藝流程及工藝流程圖：一、吸收劑用量的計(jì)算(最小液氣比)

13、由原始數(shù)據(jù)已知：入口氣體量yi=7.6 %;出口氣體量y2=0.149 % 低濃度吸收時(shí)：Yi= yiY2二y2 ，進(jìn)口液體不含二氧化硫所以X2=0由H2ASO在常壓20oC的平衡數(shù)據(jù)，得 Xi* =0.002775L 二 Yi 丫2 二 0.07411 0.00147_27503,G min X； X20.00268-0低濃度時(shí)有 GBG=91.971 kmol/h吸收劑的最小用量：Lm.=丄 X G=27.503 X 91.971=2483.7G min(kmol/h ) L = (1.1 2.0) Lmin，取 L=1.8 Lmin吸收劑實(shí)際用量為 L=1.8 X 2483.7=4470

14、.618 (kmol/h )二、氣液相進(jìn)、出口組成表組入口出口成質(zhì)量流質(zhì)量摩爾摩質(zhì)量流質(zhì)量摩爾摩爾量百分流量爾量百分流量百分比百比比分比空2667.1585.5691.9792.2664.0398.8891.9798.59氣98192715So2449.85614.437.0297.18.8960.3300.1390.1492H221.0960.7831.1721.256o£3117.01100991002694.0210093.28100542表二組入口出口成質(zhì)量流質(zhì)摩爾流摩爾質(zhì)量質(zhì)量摩爾流摩爾量量量百分流量百分量百分百比比比分比第10頁共27頁內(nèi)容:水吸收低濃度S02填料吸收塔設(shè)

15、計(jì)班級(jí):能環(huán)學(xué)院環(huán)境工程 C091班姓名：吳羽葶學(xué)號(hào):095655So2440.960.5456.890.154H280471.1104470.610080450.99.404469.4499.84o24018028866£80471.1104470.610080890.1004476.33100240189886三、填料的選擇填料是填料塔的核心。填料塔操作性能的好壞，與所選用 的填料有直接關(guān)系。填料的種類很多，可分為實(shí)體填料和網(wǎng)體填料兩 大類。前者有拉西環(huán)、鮑爾環(huán)、鞍形、波紋填料等。塔填料的選擇是 填料塔設(shè)計(jì)重要的環(huán)節(jié)之一。塔設(shè)備內(nèi)裝入填料的目的是增加兩種介 質(zhì)的接觸表面積，從而促

16、進(jìn)傳質(zhì)過程的進(jìn)行。良好的填料，應(yīng)具有下列特性：（1）單位容積的重量要?。ㄆ鋽?shù)值成為容重， 根據(jù)填料的堆積 方法，即亂堆或整砌而不同），這樣可使塔設(shè)備的自重減低，基礎(chǔ)的 負(fù)荷減輕.這一特性常以符號(hào) 填（公斤力/米3）表示之。（2）比表面積要大（其數(shù)值也因填料的堆砌方法而不同），比表 面積就是單位體積填料的總表面積， 常以a（米2/米3）表示之.比表面 積大即意味著氣液的接觸表面大，有利于傳質(zhì)的進(jìn)行；亦即操作時(shí)可 容許較高的氣、液體的流速.但必須注意填料的真正氣液接觸表面，并不一定與比表面積成正比例，而決定于噴淋液所實(shí)際潤濕的表面， 且也和噴淋液在填料層中的分布有關(guān)。（3）空隙體積要大（其數(shù)值也因

17、填料的堆積方法而不同），空隙體積亦稱自由體積，就是單位體積填料中的總空隙量，常以V(米3/米3)表示之。(4) 要有較高的空隙率。單位體積填料層所具有的空隙體積稱為填料的空隙率。以 £表示，其單位為m3/m3。一般說來，填料的 空隙率多在0.450.95范圍以內(nèi)。當(dāng)填料的空隙率較高時(shí)，氣、液 通過能力大且氣流阻力小，操作彈性范圍較寬。(5) 制造容易，價(jià)格低廉。(6) 具有化學(xué)耐蝕性。(7) 具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，不易破裂，否則損耗變，檢修頻繁， 增加操作費(fèi)用。填料的幾何特性數(shù)據(jù)主要包括比表面積、空隙率、填料因子等， 是評(píng)價(jià)填料性能的基本參數(shù)。填料性能的優(yōu)劣通常根據(jù)效率、通量及 壓降三

18、要素衡量。在相同的操作條件下，填料的比表面積越大，氣液 分布越均勻，表面的潤濕性能越好，則傳質(zhì)效率越高；填料的空隙率 越大，結(jié)構(gòu)越開敞，則通量越大，壓降亦越低。(8) 各種填料的比較：拉西環(huán)：其結(jié)構(gòu)為與外徑與高度相等的圓環(huán)。可用陶瓷，塑料， 金屬等材質(zhì)制造，拉西環(huán)填料的氣液分布較差，傳質(zhì)效率低，阻力大， 通量小，目前工業(yè)上很少使用。鮑爾環(huán)：壓力降比拉西環(huán)低一半還多。傳質(zhì)單元也較低，而夜泛 點(diǎn)較高，容量大，由于環(huán)壁開孔，大大提高了環(huán)內(nèi)空間及表面的利用 率，氣流阻力小，液體分布均勻。階梯環(huán)：階梯環(huán)是對(duì)鮑爾環(huán)的改進(jìn)，綜合性能大于鮑爾環(huán)氣體進(jìn) 填料層的阻力減小，傳質(zhì)效率較高。矩鞍：效率較高的填料之一，

19、與弧鞍相比疊在一起阻塞床截面的可能性非常小，床層較均勻，液泛點(diǎn)比拉西環(huán)或弧鞍形填料的高而壓 力降則較低；對(duì)于大多 數(shù)的常見的物質(zhì)來說有較低的傳質(zhì)單元高度， 其性能優(yōu)于拉西環(huán)。1) .填料用材的選擇：設(shè)備操作溫度低，塑料能長期操作無變形，體 系對(duì)塑料無溶脹的情況下可考慮塑料，因其價(jià)格低廉，性能良好，有 較好的耐腐蝕性。而陶瓷填料一般用于腐蝕性介質(zhì)， 金屬填料一般耐 高溫，但價(jià)格昂貴。是水吸收低濃度 SQ，介質(zhì)具有輕微腐蝕性，所 以本次課程設(shè)計(jì)用陶瓷填料。2) .填料類型的選擇：要在眾多的填料中選出最適宜的塔填料，須對(duì) 這些填料在規(guī)定的工藝條件下，做出全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。因?yàn)閬y堆 填料較規(guī)則填料經(jīng)

20、濟(jì)，所以本次課程設(shè)計(jì)采用亂堆填料法。3) .填料尺寸的選擇：一般來說，填料尺寸小，單位堆積體積的數(shù)目 增加，填料層的比表面積增大而空隙減小，氣體的流動(dòng)阻力相應(yīng)增加。 綜上考慮，本次課程設(shè)計(jì)用的填料是：陶瓷矩鞍(亂堆)外徑d=50mm比表面積at=120 m2 /m3空隙率& =0.79m3/m3堆積密度p=532kg/m3臨界表面張力(T L=33dy n/cm濕填料因子=130m 1四、塔徑和壓降的計(jì)算：1、塔徑的計(jì)算：液相的質(zhì)量流速 W L80471.124kg/h氣相的質(zhì)量流速 WG=3117.015kg/h氣體的密度p G=1.383kg/m3液相的密度p l=998.2 kg

21、/m 3埃克特通用關(guān)聯(lián)圖的橫坐標(biāo) X=W WG. G =0.96/ L查亂堆填料塔液泛速度通用關(guān)聯(lián)圖，橫坐標(biāo)X=0.96的縱坐標(biāo)J IY二 0.026縱坐標(biāo)公式Y(jié)=式中： =130 m 2/m3為液體校正系數(shù)，水的密度和液體的密度之比將各項(xiàng)數(shù)據(jù)代入公式經(jīng)計(jì)算，得液泛氣速V f二1.189 m/s實(shí)際氣速取泛點(diǎn)氣速的50%- 80%取80%操作氣速 V=Vf 80%=0.951m/s;氣體處理量 Qv= = 0.616 (m 3/s)G塔徑Dt= 寸=0.91 m 圓整為DT=1m則塔截面面積A= - 口 = 12二0.785 (卅)44由Dh=1n，計(jì)算實(shí)際操作的空塔氣速：=0.785 m/s

22、Dt安全系數(shù)V =0.66=66%范圍在50%-80%所以符合要求Vf計(jì)算最小噴淋密度，因填料尺寸小于75mm故取(L w) min= 0.080 m 3/(m 2 h)Lmin=(LW)min at =0.08 x 120=9.6 m3/(m 2 h)校核匹二20 >30可以避免避流現(xiàn)象d2、壓降的計(jì)算為求壓降，需找出設(shè)計(jì)氣速 V下的縱坐標(biāo)Y,現(xiàn)Y與Yf的差別僅是氣速不同：Y= Y f() 2= 0.011Vf查關(guān)聯(lián)圖Y= 0.011 , X= 0.96點(diǎn)處并采用內(nèi)差法計(jì)算得： p =29.2Wl、Wg分別為液體和氣體的質(zhì)量流速 kg/s;p l、p g、分別為液體和氣體的密度kg/m

23、3;Vf為氣體的空塔泛點(diǎn)氣速，m/s;©為液體校正系數(shù)，水的密度和液體的密度之比；填料特性值m2/m3;卩l(xiāng)為液體的粘度mPasA=2000Ps/m0. 060, 020J0. 08001000.01500.0060. 0040.0030. 0020-01 0.02 0.03 0.06 0A 0.20.30,4 0.81五、塔高的計(jì)算：填料層高度：h=HOG*NOGy2一 11、氣相總傳質(zhì)單兀數(shù)：- 廠dyey1由定積分的幾何意義，通過圖解法求得曲線下的面積步驟：（1）先求出操作線方程；(2) 在yi與y2之間任意取定y值，通過操作線方程得到x;(3) 查“ H2O- SO在常壓20

24、 C下的平衡數(shù)據(jù)”得ye ;(4) 求出的值。y 決求解過程：(1)低濃度氣體吸收的操作線方程：y=L x+(y 2-丄X2)GG代入數(shù)據(jù)得：y=48.609x+0.00157(1) 在y與y2之間任意取定y值，通過操作線方程得到xx00.0002810.0004230.000564y0.001570.01520.02210.029Ye00.00420.007630.01121y仏636.9490.9169.1156.18x0.0008450.0014050.0019650.002775y0.04260.06990.09560.01365Ve0.01850.03420.05130.07651y

25、仏41.4928.0122.5716.67(2)用坐標(biāo)紙，圖解法(以y為橫坐標(biāo)，以為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上作圖)y21由定積分的幾何意義，得：NOg=dy二S曲面下的面積ey1計(jì)量小格的數(shù)目，不滿半格不計(jì)，超過半格的按一格計(jì)，共4092個(gè)格，則可求出NOg=9.01 o2、氣相總傳質(zhì)單元高度H og的計(jì)算(可通過實(shí)際測(cè)量和關(guān)聯(lián)式計(jì)算等方法實(shí)現(xiàn)).(1)傳質(zhì)系數(shù)關(guān)聯(lián)式：(恩田模型及修正公式單位不換算成國標(biāo)單位。) 在恩田式中：填料的潤濕表面積 aw =有效比表面積a0.750.1 2°.°520.2弘1 exp 1.45 丄 導(dǎo)-Lqat l 2g l at式中：填料的潤濕表面積

26、 aw =71.2 m 7m3填料的比表面積at= 120 m 2/m3液體的質(zhì)量流量L = 102510.986 kg/(nt h)填料材質(zhì)的臨界表面張力(T l=33 dyn/cm (陶瓷)液體的表面張力 (T =73 dyn/cm = 92.71*104 kg/h 2液體的粘度口 l=3.6 Kg/(m h)g=1.27*10 8m/h2代入數(shù)據(jù)得：西=0.593 a w= 71.2 m 2/m3at(2)氣相傳質(zhì)系數(shù)公式:kG0.2370.7VatGgat DgG DGRT1.1式中：氣體的質(zhì)量流量 V二3117.015 kg/(m7h)氣體粘度口 g =0.0652kg/(m?h)氣

27、體擴(kuò)散系數(shù)Dg =0.0393 m7s液體擴(kuò)散系數(shù)Dl =5.3*10 -6 m2/sR= 8.314 kJ/(kmol*K)氣體密度g = 1.383 kg/m 3溫度 T = 298.15 K填料的環(huán)狀修正系數(shù) =1.36代入數(shù)據(jù)計(jì)算得；kG=0.02(kmol/m 2 h kpa) (3)液相傳質(zhì)系數(shù)公式:0.0095L0.5L13L g0.4L式中：液體粘度 卩l(xiāng)=3.6kg/(m?h)l = 1.8當(dāng)V50%V時(shí)，須對(duì)上兩式求出的kL、kG進(jìn)行修正實(shí)際氣速 V=0.8 m/s，貝S V/Vf=0.66, V f >50%V,所以需對(duì)kL、kG進(jìn)行修正：xg=1+9.5( -0.

28、5) 1.4 = 1+9.5(0.66-0.5)1.4 =1.8VfXl=1+2.6( -0.5) 2.2 = 1+2.6(0.66-0.5)2.2 = 1.05Vf所以：k：L a=xLkL aw=1.05 x 1.8 x71.2=134.7k G a=xGkG aw=1.8 x0.002 x 72.875=2.7根據(jù)丄二旦 +丄 其中h 46.9kPa/ m2 kmolkGa "a kca代入數(shù)據(jù)得1/k Ga=0.67HOG =V / ( kG - a) = (99*22.4*4)/(3.14*12) x 0.67=0.5(V '二總氣體流量*塔橫截面積/3600)h

29、Hog Nog =0.5 x 9.01=4.5 m，安全系數(shù)為 1.3 1.7，取 1.3 ,實(shí)際填料高度h=1.3 x 4.5=5.85m圓整為：h=6m,需分層，分2層壓降 P=286.16Pa/mx 6m=1716.96 Pa第四章填料塔的設(shè)計(jì)計(jì)算一、塔體的組成：填料塔由塔底段、吸收段、塔帽三部分組成。1、塔底段(進(jìn)氣段、貯液槽段)：進(jìn)氣管、貯液槽、出液管、放 空管、維修人孔、窺視鏡(一對(duì))2、吸收段：支承板、填料、維修人孔、氣液再分布器、填料投 加口、進(jìn)液管、壓料板3、塔帽：封帽、放空管、噴淋器、除霧器、填料投加口二、塔體各部分的設(shè)計(jì)計(jì)算：1、塔底段(進(jìn)氣段、貯液槽段)H1(1) 貯液

30、槽：貯液槽的主要作用是貯存吸收液，在吸收液循環(huán)的過程中可以起到一個(gè)緩沖的作用， 使吸收液的流量均勻。在貯液槽 中可以對(duì)吸收液進(jìn)行加藥，去除吸收液中的二氧化硫，使吸收液可以 循環(huán)利用。取有效液面高度a1= 600 mm =有效高度則貯液槽的容 積為： V Aai=0.785*0.6= 0.471 m3供水時(shí)間t=0.471*3600/80.616=21.03s 即貯液槽可供21.03s的用水 量。(2) 進(jìn)氣管：進(jìn)氣管管徑的選取，影響到氣體進(jìn)入時(shí)的流速，選取較小的管徑，氣體流速大，不利于氣體在氣體分布器上的分布；選取 較大管徑，氣體流速較小，有利于氣體在塔內(nèi)的均勻分布，使氣液結(jié) 合充分。一般可將

31、進(jìn)氣管做成斜切口以改善氣體分布或采用較大管徑 使其流速降低，達(dá)到氣體分布均勻的目的。對(duì)于直徑1米的塔，管的末端可做成向下喇叭行擴(kuò)大口。進(jìn)氣管直徑di= 250 mm，進(jìn)氣管口的半徑為125 mm，進(jìn)氣管中心線距柵板距離h2= 150 mm，進(jìn)氣管中 心線距貯液槽液面高度h3= 150 mm(150250mm)進(jìn)氣管的切面角 度為45°(3) 進(jìn)液管：進(jìn)液管中心線與有效液面相平。進(jìn)液管直徑d2100 mm(中心線與液面持平)(4) 維修人孔設(shè)于氣液進(jìn)出口、塔底、塔釜，通過其可對(duì)塔內(nèi)進(jìn)行維修。維修人孔直徑 d4= 600 mm (500600mr) 外部 直=70 mm維修人孔中心線距上柵板上表面高度 h4 =400 mm(5) 放空管：通過放空管可以去除操作過程中產(chǎn)生的廢渣放空管直徑 d5=250 mm長a4 =30mm(6) 窺視孔中心線與有效液面相平，且直徑 60 mm(7) 塔釜高 h 5=200mm塔底段總高度為：H1=1380 mm2、吸收段：出（1）支承板：安裝在填料層底部；作用是支承填料，并使氣流 分布均勻，保證足夠的開孔率，使氣液兩相能自由通過；支承板的開 孔面積