水吸收二氧化硫課程設(shè)計

B、填料層壓力降氣體通過填料層的壓力降采用Eckert關(guān)聯(lián)圖計算，有前面計算可知其中橫坐標(biāo)為查《散裝填料壓降填料因子平均值》得m-1縱坐標(biāo)為=7.5910-3查Eckert關(guān)聯(lián)圖得所以填料層壓力降其它塔內(nèi)間的壓力降較小,因此可忽略于是得到吸收塔的總壓力降為9、吸收塔主要接管的尺寸計算本設(shè)計中填料塔有多處接管，但主要的是氣體和液體的進料口和出料口接管。在此分別以液體進料管和氣體進料管的管徑計算為例進行說明。氣體和液體在管道中流速的選擇原則為：常壓塔氣體進出口管氣速可取10～20m/s（高壓塔氣速低于此值）；液體進出口流速可取0.8～3.0m/s（必要時可加大些）9.1液體進料接管進料管的結(jié)構(gòu)類型很多，有直管進料管、彎管進料管、T型進料管。本設(shè)計采用直管進料管，管徑計算如下查《流體輸送用不銹鋼無縫鋼管規(guī)格：GB/T14976-94》可知，可選用熱軋無縫鋼管管徑為。則實際管內(nèi)徑為86mm.實際通過液體接管的液速為：。9.2氣體進料接管采用直管進料。取氣速所以查《流體輸送用不銹鋼無縫鋼管規(guī)格：GB/T14976-94》可知取管徑為實際管內(nèi)徑為，則實際通過氣體接管的氣速為：9.3吸收劑輸送管路直徑及流速計算根據(jù)管材規(guī)范，選擇型的熱軋無縫管道，其內(nèi)徑為145mm，其實際流速為：。10、離心泵的計算與選擇流量：流量所需的揚程：式中—兩截面處位頭差；—兩截面處靜壓頭之差；—兩截面處動壓頭之差；—直管阻力；—管件、閥門局部阻力；根據(jù)前面設(shè)計資料對上述公式各項進行估算：=1257.06Pa管路總阻力和所需壓頭計算根據(jù)管路的平立面布置，計算所得雷諾數(shù)為：（湍流）利用柏拉修斯關(guān)系式有：根據(jù)填料塔高及泵的大體位置，管路長ｌ取15米選用三個90。彎頭，三個截止閥全開

考慮到安全系數(shù)，查得流量的安全系數(shù)為1.1，揚程的安全系數(shù)為1.05～1.1m3/h因為該吸收以清水為吸收劑，選用離心泵型號為：IS80-65-125單級單吸離心泵，其性能參數(shù)如下（見附錄五）表3--2轉(zhuǎn)速（r/min）流量m3/h揚程H/m效率η/%功率/kW必需汽蝕余量(NPSH)r/m軸功率電機功率3.5設(shè)備其他附件：1）設(shè)備其他附件：1）選用裙座為塔的支座，其座體為圓筒，上端與塔體的封頭焊接，下端與基礎(chǔ)環(huán)，肋板焊接?；A(chǔ)肋板間還組成螺栓座的結(jié)構(gòu)，用以安裝地腳螺栓，以將塔設(shè)備固定于基礎(chǔ)上。它具有足夠的強度和剛度，承受塔體操作重量，風(fēng)力，地震等引力的載荷。裙座可選用碳素鋼，也可選用鑄鐵。接管接管采用標(biāo)準(zhǔn)的法蘭連接。）人孔人孔的直徑選用400mm)吊耳、吊柱、平臺和爬梯等按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計。6018743.985.5四、工藝設(shè)計計算結(jié)果匯總與主要符號說明1、填料塔工藝尺寸計算結(jié)果表：表-1項目符號數(shù)值與計量單位氣相質(zhì)量流量WV1280kg/h液相質(zhì)量流量35990.6kg/h塔徑800mm空塔氣速0.553泛點率54.9%噴淋密度U71.95m3/(m2.h)解吸因數(shù)S0.8774氣相總傳質(zhì)單元數(shù)9.805液體質(zhì)量通量UL67423.4氣體質(zhì)量通量UG2547.78氣膜吸收系數(shù)0.0346kmol/(m2.h.kpa)液膜吸收系數(shù)1.555(m/h)氣相總吸收系數(shù)(校正后)4.73kmol/(m3.h.kpa)液相總吸收系數(shù)（校正后）144.35(l/h)氣相總傳質(zhì)系數(shù)1.189kmol/(m3.h.kpa)氣相傳質(zhì)單元高度0.6048填料層高度Z′7.709，圓整后8m填料塔上部空間高度1.2填料塔下部空間高度2.0塔附屬高度3.2塔高11.2布液孔數(shù)80點孔徑d00.013m開孔上方高度0.127m液位保持管高度h′0.146m2、流體力學(xué)參數(shù)計算結(jié)果匯總：表-2項目符號數(shù)值與計量單位氣體進口壓力降△P1167.03Pa;氣體出口壓力降△P283.52Pa;填料層壓力降△P31006.51Pa;吸收塔總壓力降△P1257.06Pa;泛點率54.9%氣體動能因子F3、附屬設(shè)備計算結(jié)果匯總：表-3項目選型數(shù)值與計量單位液體進出口接管熱軋無縫鋼管液體實際流速氣體進出口接管熱軋無縫鋼管氣體實際流速吸收劑輸送管路熱軋無縫鋼管吸收劑實際流速離心泵的選型IS125-100-200單級單吸離心泵揚程H=11.77m4、所用聚丙烯塑料階梯環(huán)填料主要性能參數(shù)匯總：表-4項目符號數(shù)值與計量單位公稱直徑38mm塔徑與填料公稱直徑比值D/d>8填料因子平均值173臨界表面張力值33形狀修正系數(shù)1.45填料分段高度推薦值h/D=8～15m壓降填料因子平均值116m-15、主要符號說明：5.1英文字母表-5——填料層的潤滑比表面積m2/m3；S——脫吸因數(shù);無因次;——填料層的有效傳質(zhì)比表面積（m2/m3）——擴散系數(shù)，m2/s;塔徑,m;——液體質(zhì)量通量——氣體質(zhì)量通量——亨利系數(shù)，KPa;——重力加速度，kg/(m2.h);——溶解度系數(shù)，kmol/(m3.KPa);——氣相傳質(zhì)單元高度，m;——液相傳質(zhì)單元高度，m;——氣相總傳質(zhì)單元高度，m;——液相總傳質(zhì)單元高度，m;——液體噴淋密度;——相平衡常數(shù)，無因次;——氣相傳質(zhì)單元數(shù)，無因次;——液相傳質(zhì)單元數(shù)，無因次;——氣相總傳質(zhì)系數(shù)，無因次——液相總傳質(zhì)系數(shù)，無因次;——總壓，KPa;——溫度，0C;——氣體通用常數(shù)，kJ/(kmol.K)——填料直徑，mm；——空塔速度，m/s;——液泛速度，m/s;——惰性氣體流量，kmol/h;——混合氣體體積流量，m3/h;—液膜吸收系數(shù)m/h;——氣膜吸收系數(shù)，kmol/(m2.h.kpa);—氣相總吸收系數(shù)kmol/(m3.h.kpa);—液相總吸收系數(shù)，l/h;—氣相總傳質(zhì)系數(shù)kmol/(m3.h.kpa);—液相總傳質(zhì)系數(shù)l/h;——吸收劑用量kmol/h;kmol/s;——是吸收液量kmol/h——吸收劑質(zhì)量流量kg/h；——氣體質(zhì)量流量，kg/h；——密度kg/m3——填料因子，m-1;修正系數(shù)，無因次5.2下標(biāo)表-6——液相的v——氣相的——混合氣流量——混合氣質(zhì)量流量x——溶質(zhì)在液相中的摩爾分率無因次X——溶質(zhì)在液相中的摩爾比無因次y——溶質(zhì)在氣相中的摩爾分率無因次Y——溶質(zhì)在氣相中的摩爾比無因次Z——填料層高度m’——填料高度m5.3希臘字母表-7——粘度Pa.s——密度kg/m3——表面張力kg/h2——平均的，對數(shù)平均的——最小的——最大的五、設(shè)計方案討論本次設(shè)計的用水吸收二氧化硫的填料吸收塔，采用的是陶瓷階梯環(huán)填料和逆流單程流程。混合氣的體積流率為1000m3/h，經(jīng)過物料衡算知吸收劑水的體積質(zhì)量流量為35990.6Kg/h。塔徑為800mm,塔總體高度為12m，其中填料層需要分為兩段，每段是4m。氣體和液體的進出口以及輸送管路的管道尺寸都是依據(jù)《流體輸送用不銹鋼無縫鋼管規(guī)格：GB/T14976-94》。在選擇離心泵的時候，不僅考慮到了吸收劑的體積流量安全系數(shù)，也考慮到了揚程的安全系數(shù)。條件裝配圖尤其是工藝流程圖，是在查閱有關(guān)繪圖權(quán)威資料如《化工工藝算圖》，《工程制圖與AutoCAD教程》以及參考了《化工儀表及自動化》的基礎(chǔ)上認(rèn)真繪制的，但是由于學(xué)生的能力有限，水平欠佳，所以最終的圖也許并沒有達到十分的標(biāo)準(zhǔn)，這是有待在以后的學(xué)習(xí)生活中需要加以提高的。學(xué)生設(shè)計的方案只是一種，由于每個人查找的文獻不同，計算過程中采用的方法不同，加之每人的思維方式也存在著不同，所以即使對于同一個任務(wù)，也會有不同的解決答案。所以我們可以對自己的設(shè)計方案加以評估，在某個方面加以改進。總之，對于設(shè)計方案，我們還需要學(xué)習(xí)和借鑒，在此基礎(chǔ)上加以大膽創(chuàng)新，從而來完善自己的設(shè)計，使之更加接近實際。六、心得體會化工原理課程設(shè)計進行兩個周已經(jīng)臨近尾聲了。兩周以來，從最初對課程設(shè)計的恐懼與渴望，到如今的熟悉與自信，我體會到了其實做成一件事只需要腳踏實地，要做好一件事還需要大膽創(chuàng)新，不拘一格。兩周以來，雖然辛苦，但是收獲的是成就感與欣慰。在這次的課程設(shè)計中，需要查閱大量的資料，瀏覽各種信息。由此鍛煉了我們搜集有用文獻的能力。另外，對于一次獨立的課程設(shè)計任務(wù)，同時需要用到word文檔排版，CAD軟件繪圖。最為重要的是，借此機會，鞏固復(fù)習(xí)了化工原理有關(guān)知識，尤其是有關(guān)吸收方面的內(nèi)容。讓理論在自己的設(shè)計中盡可能接近現(xiàn)實?？傊?，本次課程設(shè)計，無論對于將來的畢業(yè)設(shè)計，還是參加各種專業(yè)知識的大型競賽，以及走向工作崗位，都有一定的基礎(chǔ)作用。在此次課程設(shè)計中，感謝陳老師和黃老師的指導(dǎo)，也感謝周圍同學(xué)的幫助，這對于我的任務(wù)的順利完成和設(shè)計的質(zhì)量上都有很大的提高。附錄附錄（一）水的物性數(shù)據(jù)表溫度t/℃密度Ρ/kg/m3黏度μ/m.Pa.s表面張力0999.91.78975.65999.81.54774.910999.71.30574.115999.01.15573.420998.21.00572.6725997.080.893771.9530995.70.800771.235994.00.72770.440992.20.65369.6（查自：《化工原理實驗》附表）附錄（二）塔徑與填料公稱直徑的比值D/d的推薦值填料種類D/d的推薦值拉西環(huán)鞍環(huán)鮑爾環(huán)階梯環(huán)環(huán)矩鞍D/d>8（查自：《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計》）附錄（三）貝恩（Bain）--霍根（Hougen）關(guān)聯(lián)式中的A、K值散裝填料類型AK規(guī)整填料類型AK塑料鮑爾環(huán)0.09421.75金屬絲網(wǎng)波紋填料0.301.75金屬鮑爾環(huán)0.11.75塑料絲網(wǎng)波紋填料0.42011.75塑料階梯環(huán)0.2041.75金屬網(wǎng)孔波紋填料0.1551.47金屬階梯環(huán)0.1061.75金屬孔板波紋填料0.2911.75瓷矩鞍0.1761.75塑料孔板波紋填料0.2911.563金屬環(huán)矩鞍0.062251.75（查自：《化工原理課程設(shè)計》）附錄（四）埃克特通用關(guān)聯(lián)圖（查自：《化工原理課》下冊）附錄（五）IS型單級單吸離心泵性能表（摘錄）型號轉(zhuǎn)速（r/min）流量m3/h揚程H/m效率η/%功率/kW必需汽蝕余量(NPSH)r/m質(zhì)量（泵/底座）/Kg軸功率電機功率IS80-65-12529000506022.52018647574