水吸收二氧化硫填料吸收塔的方案设计书(1).docVIP

《化工原理》 化工原理课程设计 设计题目：水吸收二氧化硫填料吸收塔设计 指导老师： 姚瑞清 姓名：高彩霞【2010115034 】 专业：化学工程与工艺 组别：第四组 说明书20页 图纸2张 设计时间: 2012.12.30—2013.1.7 目录 任务书 摘要 绪论 3.1 气体吸收的概述 3.2 吸收设备发展 3.3吸收在工业生产中的应用 4.吸收塔的工艺设计 4.1 填料选择 4.2 基础物性参数 4.2.1 液相物性数据 4.2.2 气相物性数据 4.2.3 气液相平衡数据 4.3 物料衡算 4.4 填料塔的工艺尺寸计算 4.4.1 吸收剂用量的计算 4.4.2 填料塔塔径的计算 4.4.3 传质系数的计算 4.4.4 塔高（填料层高度）的计算 4.4.5 塔压降的计算 4.4.6 塔附属高度的计算 化工原理课程设计任务书 设计题目：水吸收二氧化硫填料吸收塔的设计 1、设计题目：水吸收二氧化硫过程填料吸收塔的设计； 焚烧炉烟气经冷却后送入填料吸收塔，用20℃清水洗涤脱除其中的SO2。入塔气体流量为2000m3/h，其中，SO2的摩尔分率为0.05，要求SO2的吸收率为94%。吸收塔常压操作，填料为PP塑料阶梯环。采用大液气比，可视为等温操作。设计该填料吸收塔。 2、工艺操作条件： 操作压力： 常压； 操作温度： t=20℃，过程视为等温过程； （3） 3、设计任务： (1) 完成吸收过程的工艺设计与计算（包括塔高，塔径，塔内件，塔接管尺寸，填料的选取）； (2) 绘制吸收系统的工艺流程图，吸收塔的设备图。 (3) 编写该吸收塔的设计说明书； 摘要 吸收是利用混合气体中各组分在液体中的溶解度的差异来分离气态均相混合物的一种单元操作。在化工生产中主要用于原料气的净化，有用组分的回收等。 气液两相的分离是通过它们密切的接触进行的，在正常操作下，气相为连续相而液相为分散相，气相组成呈连续变化，气相中的成分逐渐被分离出来。填料塔是气液呈连续性接触的气液传质设备，属微分接触逆流操作过程。塔的底部有支撑板用来支撑填料，并允许气液通过。支撑板上的填料有整砌和乱堆两种方式。填料层的上方有液体分布装置，从而使液体均匀喷洒于填料层上。填料层的空隙率超过90%，一般液泛点较高，单位塔截面积上填料塔的生产能力较高，研究表明，在压力小于0.3MPa 时，填料塔的分离效率明显优于板式塔。 这次课程设计的任务是用水吸收空气中的二氧化硫。要求设计包括塔径、填料塔高度、塔管的尺寸等，需要通过物料衡算得到所需要的基础数据，然后进行所需尺寸的计算得到各种设计参数，为图的绘制打基础，提供数据参考。 绪论 3.1 气体吸收技术概况 当气体混合物与适当的液体接触，气体中的一个或者几个组分溶解与液体中，而不能溶解的组分仍留在气体中，使气体得以分离。吸收过程是化工生产中常用的气体混合物的分离操作，其基本原理是利用混合物中各组分在特定的液体吸收剂中的溶解度不同，实现各组分分离的单元操作。 实际生产中，吸收过程所用的吸收剂常需回收利用，故一般来说，完整的吸收过程应包括吸收和解吸两部分，因而在设计上应将两部分综合考虑，才能得到较为理想的设计结果。作为吸收过程的工艺设计，其一般性问题是在给定混合气体处理量、混合气体组成、温度、压力以及分离要求的条件下，完成以下工作： （1）根据给定的分离任务，确定吸收方案； （2）根据流程进行过程的物料和热量衡算，确定工艺参数； （3）依据物料及热量衡算进行过程的设备选型或设备设计； （4）绘制工艺流程图及主要设备的工艺条件图； （5）编写工艺设计说明书[1]。 3.2 吸收设备的发展 在吸收过程中，质量交换是在两相接触面上进行的。因此，吸收设备应具有较大的气液接触面，按吸收表面的形成方式，吸收设备可分为下列几类： （1）表面吸收器 吸收器中两相间的接触面是静止液面（表面吸收器本身的液面）或流动的液膜表面（膜式吸收器）。这类设备中的接触表面在相当大的程度上决定于吸收器构件的几何表面。 这类设备还可分为以下几种基本类型： 水平液面的表面吸收器： 在这类吸收器中，气体在静止不动或缓慢流动的液面上通过，液面即为传质表面，由于传质表面不大，所以此种表面吸收器只适用于生产规模较小的场合。通常将若干个气液逆流运动的吸收器串联起来使用。为了能使液体自流，可将吸收器排列成阶梯式，即沿流体的流向，后一个吸收器低于前一个吸收器。 水平液面的表面吸收器的效率极低，现在应用已很有限。只有从体积量不大的气体中吸收易溶组分