填料塔课程设计c1..doc

第一章 概 述 1.1设计依据 本课程设计从以下几个方面的内容来进行设计 填料的选择由于水吸收S02的过程、操作、温度及操作压力较低，工业上通常选用所了散装填料。在散装填料中，环填料的综合性能较好，故此选用D38金属鲍尔环填料。 吸收塔的物料衡算 填料塔的工艺尺寸计算主要包括：塔径，填料层高度，填料层压降。 设计液体分布器及辅助设备的选型 绘制有关吸收操作图纸1500m3/h混合气（空气、SO2） 2、年工作日：300天 3、混合气中含SO2:3％0.16％20℃ 7、相对湿度：70％ 8、填料类型：金属鲍尔环 9、吸收剂：清水 10、平衡线方程：y=66.76676x(20℃) 第二章 设计方案的简介 2.1塔设备的选型 塔设备是化工、石油化工、生物化工制药等生产过程中广泛采用的气液传质设备，它是关键的设备。例如在气体吸收、液体精馏（蒸馏）、萃取、吸附、增湿中、、离子交换等过程中都有体现。根据塔内气液接触构件的结构形式，可分为板式塔和填料塔两大类。 其中填料塔最常用的气液传质设备之一，它广泛应用于蒸馏、吸收、解吸、汽提、萃取、化学交换、洗涤和热交换等过程。是一个圆筒塔体，塔内装载一层或多层填料，气相由下而上，液相由上而下接触，传热和传质主要在填料的表面进行，填料的选择是填料塔的关键。 填料塔制造方便，结构简单，采用材料可是耐腐蚀的材料或者是金属以及塑料，在塔径较小的情况较有效，使用金属材料省，一次投料较少，塔高较低 表1 填料塔与板式塔的比较 序号 填料塔 板式塔 Φ800mm以下，造价低，直径大则价高 Φ600mm以下时，安装困难 用小填料时，小塔的效率高，塔径增大，效率下降，所需高度急增 效率较稳定。大塔板效率比小塔板有所提高 空塔速度（生产能力）低 空塔速度高 大塔检修费用高，劳动量大 检修清理比填料塔容易 压降小。对阻力要求小的场合较适用（如：真空操作） 压降比填料塔大 对液相喷淋量有一定要求 气液比的适应范围大 内部结构简单，便于非金属材料制作，可用于腐蚀较严重的场合 多数不便于非金属材料的制作 持液量小 持液量大 m3/h含3%的生产任务不是很大，由于它结构简单，造价较低，便于采用耐蚀材料使得寿命较长，我们采用填料吸收塔完成该项生产任务。 2.2填料吸收塔方案的确定 装置流程的确定 装置流程的主要有以下几种： ①逆流操作　气相自塔底进入由塔顶排出，液相由塔顶流入由塔底流出，其传质速率快，分离效率高，吸收剂利用率高。工业生产中多采用此操作。 ②并流操作　 气液两相均由塔顶流向塔底，其系统不受液流限制，可提高操作气速，以提高生产能力。通常用于以下情况：当吸收过程的平衡曲线较平坦时，液流对推动力影响不大；易溶气体的吸收或吸收的气体不需吸收很完全；吸收剂用量很大，逆流操作易引起液泛。 ③吸收剂部分循环操作　 在逆流操作过程中，用泵将吸收塔排除的一部分冷却后与补充的新鲜吸收剂一同送回塔内，通常以下情况使用：当吸收剂用量较少，为提高塔的喷淋密度；对于非等温吸收过程，为控制塔内的温度升高，需取出一部分热量。该流程特别适用于相平衡常数m较小的情况，通过吸收液的部分再循环，提高吸收剂的利用率。需注意吸收剂的部分再循环较逆流操作费用的平均推动力较小，且需设置循环泵，操作费用提高。 由于二氧化硫在水中的溶解度很大。逆流操作时平均推动力大，传质速率快，分离效率高，吸收剂利用率高。逆流操作是完成该项任务的最佳选择。 2.3吸收剂的选择 吸收过程是依靠气体溶质在溶剂中的溶解来实现的，因此，吸收剂的性能的和优劣，是决定吸收操作效果的关键之一，选择时有以下考虑方面： ①溶解度　吸收剂对溶质组分的溶解度要大，以提高吸收速率并减少吸收剂的用量。 ②选择性　吸收剂对溶质组分要有良好的选择吸收能力，而对混合气体中的其他组分不吸收或吸收甚微，否则不能直接实现有效的分离。 ③挥发度要低　操作温度下吸收剂的蒸汽压要低，要减少吸收和再生过程中吸收剂的挥发和损失。 ④粘度　吸收剂在操作温度下的粘度越低，其在塔内的流动性越好，有助于传质速率和传热速率的提高。 ⑤其他　所选的吸收剂尽量的满足无毒性、无腐蚀性、不易燃易爆、不发泡、冰点低、廉价易得以及化学性质稳定等要求。 在吸收空气中少量的二氧化硫时，水是最理想的溶剂，由于二氧化硫在水中的溶解度很大；常温常压下，水的挥发度很小；粘度较小；价格低廉等。 1、操作温度的确定 由于吸收过程的气液平衡关系可知，温度降低可增加溶质组分的溶解度。即低温有利于吸收，当操作温度的低限应由吸收系统的具体情况决定。 2、操作压力的确定 由吸收过程的气液平衡关系可知，压力升高可增加溶质组分的溶解度，即加压有利于吸收。但随着操作压力的升高，对设备的加工制造要求提高，且能耗增加因此