填料吸收塔吸收二氧化硫的工业设计.pdf

武汉华夏理工学院化工原理课程设计 目录 前言 2 1 课程设计方案 3 1.1 吸收设备的确定3 1.2 填料的确定3 1.3 装置流程的确定3 1.4 吸收剂的确定4 1.5 操作温度与压力的确定4 2 基础物性数据 5 2.1 液相物性数据5 2.2 气相物性参数6 2.3 气液相平衡数据6 3 物料衡算 8 4 填料塔的工艺尺寸计算 10 4.1 塔径计算10 4.2 填料层高度计算12 4.3 塔顶与塔底高度16 4.4 填料层压降计算16 4.5 吸收塔数据汇总18 5 吸收塔附件设计 19 5.1 液体分布器19 5.1.1 液体分布器的选择19 5.1.2 分布点的布置19 5.1.3 布液计算20 5.2 换热器20 5.2.1 换热器的简介20 5.2.2 物性参数21 5.2.3 计算总传热系数22 5.2.4 换热器的核算24 6 总结与评价 25 7 参考文献 26 第 1 页 共 26 页 武汉华夏理工学院化工原理课程设计 前言 二氧化硫是导致酸雨的重要成分之一，也是空气污染物中的重要成分，当环 境中的二氧化硫的浓度达到 0.5ppm 时就会对人体产生影响，1~3ppm 时就会对 呼吸道产生刺激反应，引发各种呼吸道疾病，长期吸入高浓度的二氧化硫会导致 正常人体的呼吸系统受损，对于慢性呼吸道病患者而言则会加重病情的恶化，工 业废气中二氧化硫成分浓度一般大于 0.3ppm ，对于少数工业领域如煤炭工业、 化肥工业而言，其废气如果不处理，足以使一个地区的空气质量大大降低，工业 中对于废气处理的工艺中，脱硫操作是废气处理的重要过程，本方案采取水相吸 收法对工业废气进行脱硫，其中主要是处理废气中的二氧化硫成分，整个脱硫过 程分为两个部分，一是废气的冷却设备，二是二氧化硫的吸收设备。在方案中将 根据工业废气中二氧化硫含量和废气的规模展开设计，通过计算确定换热设备和 吸收塔设备的尺寸和类型，最后给出带控制点的工艺流程图和设备装配图供读者 交流学习使用。 在本方案的设计过程中采用的数据大多来源于老版的化工手册，许多的数据 对于当今的化工行业而言已经不具有工业设计价值，在实际应用时，当以实际情 况而确定，因此本方案仅仅在设计思路和计算过程上具有参考价值，对于设计的 结果并不具有工业参考价值，读者当理智看待，合理借鉴。 第 2 页 共 26 页 武汉华夏理工学院化工原理课程设计 1 课程设计方案 1.1 吸收设备的确定 本方案中选用填料吸收塔作为吸收设备，主要考虑以下几点原因： 1、 二氧化硫是废气中的大气污染物，在处理废气时吸收的二氧化硫并非作为 化工产品，板式吸收塔的结构相对复杂，在制造和维修方面都比较困难。 2、 二氧化硫的吸收是在低压条件下进行的，低压条件下填料吸收塔的吸收效 率是高于板式吸收塔的。 3、 工厂产生的废气是不间断的，对于废气处理设备的生产能力要求较高，填 料吸收塔的生产能力远远高于板式吸收塔。 4 、 填料吸收塔的压降远远小于板式吸收塔，所以填料吸收塔更加节能。 综上所述，本次方案选用填料吸收塔。 1.2 填料的确定 填料吸收塔的填料确定需要考虑以下因素： 1、传质效率因素：填料传质效率即分离效率，这是决定吸收效果的主要因素， 尽可能的选择吸收效果良好，即传质效率较高的填料。 2、通量因素：填料通量决定了吸收塔的处理能力，在保证传质效率的前提下， 保证填料通量的最大化，提高吸收塔的处理效率。 3、填料层的压降因素：填料层的压降越小越节能。 4 、填料的操作性能因素：填料的操作弹性，抗污堵性，抗热敏性。 5、填料规格因素：散装填料与规整填料的吸收效果不同。 6、填料的材