【2017年整理】SO2填料吸收塔.doc

华中科技大学化学与化工学院 SO2填料吸收塔课程设计 专业班级：化工0903班 姓 名： 李诚念 学 号：U200910418 指导老师： 朱康玲 目录 一·目的和要求 二·设计任务 三·设计方案 吸收剂的选择 塔内气液流向的选择 吸收系统工艺流程（工艺流程图及说明） 填料的选择 四·工艺计算 物料衡算，吸收剂用量，塔底吸收液浓度 塔径计算 填料层高度计算 填料层压降计算 填料吸收塔的主要附属构件简要设计 动力消耗的计算与运输机械的选择（对吸收剂） 五·设备零部件管口的设计计算及选型六·填料塔工艺数据表 填料塔结构数据表 物性数据表 七·对本设计的讨论 八·主要符号说明九·参考文献 一·目的和要求 1．进行查阅专业资料、筛选整理数据及化工设计的基本训练； 2．进行过程计算及主要设备的工艺设计计算，独立完成吸收单元的设计；用简洁的文字和图表清晰地表达自己的设计思想和计算结果； 3.建立和培养工程技术观点；4.初步具备从事化工工程设计的能力,掌握化工设计的基本程序和方法 。 5.独立完成课程设计任务。 二·设计任务 1.题目：SO2填料吸收塔 2 生产能力：SO2炉气的处理能力为1500 m3/h（1atm,30℃时的体积） 3 炉气组成：原料气中含SO2为9%（v）,其余为空气 4 操作条件： P=1atm(绝压） t=30 ℃ 5 操作方式：连续操作 6 炉气中SO2的回收率为95％ 三·设计方案 吸收剂的选择 用水做吸收剂。水对SO2有较大的溶解度，有较好的化学稳定性，有较低的粘度，廉价、易得、无毒、不易燃烧 塔内气液流向的选择 在填料塔中，SO2从填料塔塔底进入，清水从塔顶由液体喷淋装置均匀淋下。 吸收系统工艺流程（工艺流程图及说明）  二氧化硫炉气经由风机从塔底鼓入填料塔中，与由离心泵送至塔顶的清水逆流接触，在填料的作用下进行吸收。经吸收后的尾气由塔顶排除，吸收了SO2的废水由填料塔的下端流出。 填料的选择 可选择（直径）25mm塑料鲍尔环填料(乱堆)。特性数据如下： 比表面积 α:209 m2/m3 空隙率 ε：0.90 m3/m3 填料因子 φ：170 四·工艺计算 物料衡算，吸收剂用量，塔底吸收液浓度 30，二氧化硫溶于水的亨利系数 对稀溶液，有 相平衡常数 进塔气相二氧化硫含量： 出塔气相二氧化硫含量： 用清水吸收，进塔液相二氧化硫含量： 二氧化硫炉气流量： 最小液气比： 取实际液气比为最小液气比的1.5倍，则可得吸收剂用量为： 塔径计算 炉气的平均摩尔质量为： 混合气体的密度 气相质量流量： 液相质量流量： 从“填料塔泛点和压降的通用关联图”的横坐标1.3734处引垂直线与乱堆填料泛点线相交，由此交点的纵坐标读得 30℃水的粘度，对于水 25mm的瓷质鲍尔环，填料因子φ=170 设计气速取泛点气速的70%，则设计气速 气体的体积流量 所需塔径m 圆整D=1m 泛点率校核： 填料规格校核： 故填料塔直径选用合理。 填料层高度计算 对低浓度吸收过程，溶液的物性数据可近似取纯水的物性数据。混合气体的黏度可近似取为空气的黏度。 30℃时，空气和水的物性常数如下： 空气： 水： 传质单元数计算： 传质单元数，将相平衡关系与操作线方程式代入上式然后直接积分。积分结果可整理为 ，式中称为解吸因数。 传质单元高度计算： 关于填料的润湿表面，恩田等人提出如下关联式， 查表得，聚乙烯临界表面张力。 填料的比表面积，表面张力。 液体通过空塔截面的质量流速 恩田等关联了大量液相和气相传质数据，分别提出液、气两相传质系数的经验关联式如下： 液相传质系数 求: 气相传质系数 , 求： 又 填料层压降计算 在塔径计算中设计气速 设计气速下 在“填料塔泛点和压降的通用关联图”中，纵坐标为0.0068589，横坐标为的点落在的等压线上，即此时每米填料层压降为270Pa。 填料层压降为： 填料吸收塔的主要附属构件简要设计 ①液体分布器:由于液体负荷较大，故考虑采用溢流槽式分布器 ②液体再分布器 塔高度没有远远大于塔径，可不选用液体再分布器。 ③填料支撑装置 常用的支撑板有栅板和各种具有升气管结构的支撑板。这里可选用栅板。 塔径较大时，宜用分块式栅板。塔径D=900--1200mm时，栅板由三块组成。 ④除沫装置 常见的有折板除沫器，丝网除沫器，旋流板除沫器。 可选用丝网除沫器。 动力消耗的计算与运输机械的选择（对吸收剂） 管路总长度估计：估计管路长度l=70m，