水吸收二氧化硫填料吸收塔設計說明書

1、. - . 可修編.化化 工工 原原 理理 課程設計課程設計題目題目 處理量為處理量為 1200m1200m3 3/h/h 水吸收二氧化硫過程填料吸收塔的水吸收二氧化硫過程填料吸收塔的設計設計 專專 業(yè)業(yè) 化學工程與工藝化學工程與工藝 班班 級級 化工化工 21022102 姓姓 名名 柯來烽柯來烽 學學 號號 31021092303102109230 指導教師指導教師 胡章文胡章文 -. z化工原理設計任務書專業(yè)：化學工程與工藝班級：化工2102 設計人：柯來烽一設計題目處理量為1200m3/h水吸收二氧化硫過程填料吸收塔的設計二原始數(shù)據(jù)及條件進塔二氧化硫含量為8%摩爾分率，下同，溫度25。

2、塔頂易揮發(fā)組分回收率94% 。 進塔吸收劑溫度20，由于氣液比比較大，溫度根本不變，吸收溫度可近似取清水溫度。 二氧化硫回收率為 操作壓強為常壓三設計要求 1. 標題頁； 2. 設計任務書； 3. 目錄； 4. 確定設計方案； 5. 填料塔吸收的塔徑，填料層高度，塔高和填料層壓降的計算； 6. 塔及主要附屬構件構造尺寸設計； 7. 設計一覽表； 8. 對本設計的評述； 9. 繪制填料塔裝備圖； 10. 參考文獻。四設計日期： 2021 年 6 月 10 日至 2021 年 6月 20 日-. z目錄摘要摘要11 緒論21.1吸收技術概況.21.2吸收設備開展.21.3吸收在工業(yè)生產(chǎn)中的應用.3

3、2 設計方案42.1 吸收方法及吸收劑的選擇 4吸收方法 4吸收劑的選擇:42.2 吸收工藝的流程 5吸收工藝流程確實定 5吸收工藝流程圖及工藝過程說明 62.3 操作參數(shù)選擇.72.3.1 操作溫度的選擇.72.3.2 操作壓力的選擇.72.3.3 吸收因子的選擇.72.4 吸收塔設備及填料的選.82.4.1 吸收塔設備的選擇.82.4.2 填料的選-. z擇.83 吸收塔工藝的算.103.1 根底性物性數(shù)據(jù).103.1.1 液相物性數(shù)據(jù).103.1.2 氣相物性數(shù)據(jù).103.1.3 氣液平衡數(shù)據(jù).103.2 物料衡算.113.3 塔徑的計算及校核.113.3.1 塔徑的計算.113.3.2

4、 泛點率的計算.133.3.3 氣體能動因子.133.3.4 填料規(guī)格校核.13-. z3.3.5 液體噴淋密度校核.13 3.4 填料層高度計算.14 3.4.1 傳質(zhì)單元數(shù)計算.143.4.2傳質(zhì)單元高度計算.14填料層高度的計算.153.5 填料塔附屬高度的計算. .163.6 液體分布器的簡要設計.163.6.1 分布點密度及布液孔數(shù)的計算.163.6.2布液計算.173.6.3 塔底液體保持管高度的計算. .173.7 其他附屬塔件的選擇.18液體再分布器.18填料支撐板.183.7.3 填料壓緊裝置與床層限制板.183.7.4 氣體進出口裝置與排液裝置.183.8 吸收塔主要接收尺

5、寸算.193.9 填料層壓力降的計算.19-. z工藝設計計算結(jié)果匯總與主要符號說工藝設計計算結(jié)果匯總與主要符號說明明.21完畢完畢語語.24主要符號說主要符號說明明.25參考文參考文獻獻.27-. z摘 要 在化工生產(chǎn)中，氣體吸收過程是利用氣體混合物中，各組分在液體中溶解度或化學反響活性的差異，在氣液兩相接觸是發(fā)生傳質(zhì)，實現(xiàn)氣液混合物的別離。在化學工業(yè)中，經(jīng)常需將氣體混合物中的各個組分加以別離，其目的是： 回收或捕獲氣體混合物中的有用物質(zhì)，以制取產(chǎn)品； 除去工藝氣體中的有害成分，使氣體凈化，以便進一步加工處理；或除去工業(yè)放空尾氣中的有害物，以免污染大氣。 實際過程往往同時兼有凈化和回收雙重目

6、的。 氣體混合物的別離，總是根據(jù)混合物中各組分間*種物理和化學性質(zhì)的差異而進展的。根據(jù)不同性質(zhì)上的差異，可以開發(fā)出不同的別離方法。吸收操作僅為其中之一，它利用混合物中各組分在液體中溶解度或化學反響活性的差異，在氣液兩相接觸時發(fā)生傳質(zhì)，實現(xiàn)氣液混合物的別離。一般說來，完整的吸收過程應包括吸收和解吸兩局部。在化工生產(chǎn)過程中，原料氣的凈化，氣體產(chǎn)品的精制，治理有害氣體，保護環(huán)境等方面都要用到氣體吸收過程。填料塔作為主要設備之一，越來越受到青睞。二氧化硫填料吸收塔，以水為溶劑，經(jīng)濟合理，凈化度高，污染小。此外，由于水和二氧化硫反響生成硫酸，具有很大的利用。1 緒論1.1 吸收技術概況在化學工業(yè)中，利用

7、不同氣體組分在液體溶劑中的溶解度的差異，對其進展選擇性溶解，從而將混合物各組分別離的傳質(zhì)過程稱為吸收。氣體吸收過程是化工生產(chǎn)中常用的氣體混合物的別離操作，其根本原理是利用混合物中各組分在特定的液體吸收劑中的溶解度不同，實現(xiàn)各組分別離的單元操作。實際生產(chǎn)中，吸收過程所用的吸收劑常需回收利用，故一般來說，完整的吸收過程應包括吸收和解吸兩局部，因而在設計上應將兩局部綜合考慮，才能得到較為理想的設計結(jié)果。作為吸收過程的工藝設計，其一般性問題是在給定混合氣體處理量、混合氣體組成、溫度、壓力以及別離要求的條件下，完成以下工作：1根據(jù)給定的別離任務，確定吸收方案；2根據(jù)流程進展過程的物料和熱量衡算，確定工藝

8、參數(shù)；3依據(jù)物料及熱量衡算進展過程的設備選型或設備設計；4繪制工藝流程圖及主要設備的工藝條件圖；5編寫工藝設計說明書。-. z1.2 吸收過程對設備的要求及設備的開展概況近年來隨著化工產(chǎn)業(yè)的開展，大規(guī)模的吸收設備已經(jīng)廣泛用于實際生產(chǎn)過程中。對于吸收過程，能夠完成別離任務的塔設備有多種，如何從眾多的塔設備中選擇適宜類型是進展工藝設計的首要任務。而進展這一項工作則需對吸收過程進展充分的研究后，并經(jīng)多方面比照方能得到滿意的結(jié)果。一般而言，吸收用塔設備與精餾過程所需要的塔設備具有一樣的原則要求，用較小直徑的塔設備完成規(guī)定的處理量，塔板或填料層阻力要小，具有良好的傳質(zhì)性能，具有適宜的操作彈性，構造簡單，

9、造價低，便于安裝、操作和維修等。 但是吸收過程，一般具有液氣比大的特點，因而更適用填料塔。此外，填料塔阻力小，效率高，有利于過程節(jié)能。所以對于吸收過程來說，以采用填料塔居多。近年來隨著化工產(chǎn)業(yè)的開展，大規(guī)模的吸收設備已經(jīng)廣泛用于實際生產(chǎn)當中。具有了很高的吸收效率，以及在節(jié)能方面也日趨完善。填料塔的工藝設計容是在明確了裝置的處理量，操作溫度及操作壓力及相應的相平衡關系的條件下，完成填料塔的工藝尺寸及其他塔件設計。在今后的化學工業(yè)的生產(chǎn)中，對吸收設備的要求及效率將會有更高的要求，所以日益完善的吸收設備會逐漸應用于實際的工業(yè)生產(chǎn)中。1.3 吸收在工業(yè)生產(chǎn)中的應用1.3.1 吸收的應用概況在化工生產(chǎn)中

10、，原料氣的凈化，氣體產(chǎn)品的精制，治理有害氣體保護環(huán)境等方面得到了廣泛的應用，在研究和開發(fā)過程中，在方法上多從吸收過程的傳質(zhì)速率著手，希望在整個設備中，氣液兩相為連續(xù)微分接觸過程，這一特點則與填料塔得到了良好的結(jié)合，由于填料塔的通量大，阻力小，使得其在*些處理量大要求壓降小的別離過程中備受青睞，尤其近年高效填料塔的開發(fā)，使得填料塔在別離過程中占據(jù)了重要的位置。吸收在化工的應用大致有以下幾種：（1）原料氣的凈化。（2）有用組分的回收。（3）*些產(chǎn)品的制取。（4）廢氣的處理。1.3.2 典型吸收過程煤氣脫苯為例:在煉焦及制取城市煤氣的生產(chǎn)過程中，焦爐煤氣含有少量的苯、甲苯類低碳氫化合物的蒸汽約 35

11、應予以別離回收，所用的吸收溶劑為該工業(yè)生產(chǎn)過程中3/mg的副產(chǎn)物，即焦煤油的精制品稱為洗油。-. z回收苯系物質(zhì)的流程包括吸收和解吸兩個大局部。含苯煤氣在常溫下由底部進入吸收塔，洗油從塔頂淋入，塔裝有木柵等填充物。在煤氣與洗油接觸過程中，煤氣中的苯蒸汽溶解于洗油，使塔頂離去的煤氣苯含量降至*允許值(8填料因子平均值F170m1臨界外表力值C33cmdyn/ 形狀修正系數(shù)1.45 填料分段高度推薦值h/D=815mmax6h 壓降填料因子平均值P 116m-1-. z完畢語化工原理課程設計在指導教師和同學們的幫助下，已經(jīng)順利的完畢了。通過這次課程設計，使我了解到了很多知識，這多虧了我們的薛教師和

12、教師的熱心幫助，在此我表示誠摯的感 。化工原理是一門根底的課程，化工原理的課程設計更是相當重要的。這為我們以后的工作和學習打下了良好的根底。在這次設計的過程中,我遇到了許多問題,有計算機的,還有其他的,但在教師和同學們的幫助下,以順利的抑制了.使我在做設計的過程中,又學到了更多的知識.所以,這次設計對我來說是受益匪淺的。由于本人知識面及設計水平有限，在設計中難免有許多不妥之處，希望教師予以批評指正。主要符號說明主要符號說明1 1、英文字母、英文字母填料層的有效傳質(zhì)比外表積m/m;填料層的潤滑比外表積 m/m；awa吸收因數(shù);無因次;填料直徑，mm；Ad填料當量直徑，mm;擴散系數(shù)，m/s；塔徑

13、，m；pdD亨利系數(shù)，KPa;重力加速度，kg/(m.h)；Eg溶解度系數(shù)，kmol /(m.KPa);氣相傳質(zhì)單元高度 ，m;HGH液相傳質(zhì)單元高度，m;氣相總傳質(zhì)單元高度，m;LHOGH液相總傳質(zhì)單元高度，m;氣膜吸收系數(shù), kmol /(m.s.KPa);OLHGk吸收液質(zhì)量流速 kg/(m.h);液體噴淋密度;GLU相平衡常數(shù)，無因次; 氣相傳質(zhì)單元數(shù)，無因次;mGN液相傳質(zhì)單元數(shù)，無因次; 氣相總傳質(zhì)系數(shù)，無因次;LNOGN 液相總傳質(zhì)系數(shù)，無因次;總壓，KPa ;OLNP分壓，KPa ;摩爾氣體常數(shù)，kJ/(kmol.K) ;pR解吸因子; 溫度，0C;ST空塔速度，m/s ;液泛

14、速度，m/s ;uFu惰性氣體流量，kmol/s ;混合氣體體積流量，m3/s;Vnq,VVq,液膜吸收系數(shù) ，kmol/(m2.s.kmol/m3);氣膜吸收系數(shù)，kmol/(m2.s);Lkyk氣相總吸收系數(shù) kmol/(m.s);液膜吸收系數(shù)，kmol/(m2.s);yKxk氣相總吸收系數(shù)，kmol/(m2.s.kpa); 液相總吸收系數(shù) kmol/(m.s);GkxK吸收劑用量 kmol/h; kmol/s;吸收液體積流量，m/sLnq,LVq,吸收氣體積流量，m/s W質(zhì)量流速,kg/ .hVVq,* 組分在液相中的摩爾比; Y 組分在氣相中的摩爾比；-. zZ填料層高度，m ;2 2、下標、下標液相的 氣相的LG混合氣流量 kmol/s混合氣質(zhì)量流量VV*溶質(zhì)組分在液相中的摩爾分率 無因次 *溶質(zhì)組分在氣相中的摩爾比 無因次y溶質(zhì)組分在液相中的摩爾分率 無因次 Y溶質(zhì)組分在氣相中的摩爾比 無因次min最小的 ma*最大的3.3.上標上標純態(tài)4.4.希臘字母希臘字母粘度 Pa.s 密度 kg/m3外表力 N/m m平均的，對數(shù)平均的1塔底 2塔頂填料因子， m-1 A回