填料吸收塔設(shè)計(jì)

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1、SO2填料吸收塔課程設(shè)計(jì)天津大學(xué)SO2填料吸收塔設(shè)計(jì)2009級(jí)化工課程設(shè)計(jì)2012/9/6-37-SO2填料吸收塔課程設(shè)計(jì)吸收塔課程設(shè)計(jì)摘要：本設(shè)計(jì)的任務(wù)是為某化工廠設(shè)計(jì)一個(gè)吸收塔，以除去化工廠廢氣中的SO2。SO2對(duì)環(huán)境和人體有著很大的危害，如果不處理而直接排放，其易與空氣中的水蒸氣結(jié)合形成酸雨，并且有可能造成人類的呼吸道疾病。因此，化工廠的含SO2的廢氣不能直接排放，而是經(jīng)過吸收塔吸收后排放。本次設(shè)計(jì)采用填料塔用20℃的清水逆流吸收SO2。引言：填料塔是以塔內(nèi)裝有大量的填料為相間接觸構(gòu)件的汽液傳質(zhì)設(shè)備。填料塔于

2、19世紀(jì)中期已應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，此后，它與板式塔競相發(fā)展，構(gòu)成了兩類不同的汽液傳質(zhì)設(shè)備。填料塔屬于連續(xù)接觸式的汽液傳質(zhì)設(shè)備，兩相組成沿塔高連續(xù)變化，在正常操作狀態(tài)下，氣相為連續(xù)相，液相為分散相。與板式塔相比，填料塔具有以下特點(diǎn)：①生產(chǎn)能力大。②分離效率高。③壓力降小。④持液量小。⑤操作彈性大。但是，填料塔也有一些不足之處，如填料造價(jià)高；當(dāng)液體負(fù)荷較小時(shí)不能有效的潤濕填料表面，使傳質(zhì)效率降低；不能直接用于有懸浮物或容易聚合的物料；對(duì)側(cè)線進(jìn)料和出料等復(fù)雜精餾不太合適等。因此，在選擇塔的類型時(shí)，應(yīng)根據(jù)分離物系的具體情況和操

3、作所追求的目標(biāo)綜合考慮上述各因素。填料的種類很多，根據(jù)裝填方式不同，可分為散裝填料和規(guī)整填料兩大類。散裝填料中較為典型的有拉西環(huán)填料、鮑爾環(huán)填料、階梯環(huán)填料、弧鞍填料、矩鞍填料、金屬環(huán)矩鞍填料、球形填料。工業(yè)上常用的規(guī)整填料有格柵填料、波紋填料、脈沖填料等。塔型的合理選擇是做好塔設(shè)備設(shè)計(jì)的首要環(huán)節(jié)，選擇時(shí)應(yīng)考慮物料的性質(zhì)、操作的條件、塔設(shè)備的性能以及塔設(shè)備的制造、安裝、運(yùn)轉(zhuǎn)和維修等方面的因素。板式塔的研究起步較早，具有結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)較低、適應(yīng)性強(qiáng)、易于放大等特點(diǎn)。-37-SO2填料吸收塔課程設(shè)計(jì)目錄第一章設(shè)計(jì)任務(wù)和

4、條件41.1設(shè)計(jì)任務(wù)41.2操作條件41.3吸收塔的作用4第二章設(shè)計(jì)方案的確定和流程說明52.1設(shè)計(jì)方案的確定52.1.1吸收劑的選擇52.1.2填料的選擇52.1.3設(shè)計(jì)方案的流程說明5第三章吸收塔的物料衡算73.1基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)73.1.1液相物性數(shù)據(jù)73.1.2氣相物性參數(shù)73.1.3氣液相平衡數(shù)據(jù)73.2填料的基本參數(shù)83.3物料衡算8第四章吸收塔的工藝尺寸計(jì)算104.1塔徑的計(jì)算104.2填料層高度的計(jì)算及分段104.2.1傳質(zhì)單元高度的計(jì)算114.2.2傳質(zhì)單元數(shù)的計(jì)算144.2.3填料層高度的計(jì)算154

5、.3吸收塔高度計(jì)算154.4填料層壓降的計(jì)算15第五章液體分布器的簡要設(shè)計(jì)185.1液體分布器的選擇185.2分點(diǎn)密度計(jì)算185.3液體分布器布液能力計(jì)算18第六章吸收塔接管尺寸的計(jì)算21第七章改變操作溫度時(shí)的回收率237.1基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)237.1.1液相物性數(shù)據(jù)237.1.2氣相物性參數(shù)237.1.3氣液相平衡數(shù)據(jù)247.2傳質(zhì)單元高度的計(jì)算247.2.1總體積吸收系數(shù)的計(jì)算247.2.2傳質(zhì)單元數(shù)和回收率的計(jì)算26第八章散裝填料與規(guī)整填料的比較278.1規(guī)整絲網(wǎng)（500BX）填料的性能278.2填料高度的計(jì)算2

6、7第九章設(shè)備結(jié)果匯總29第十章設(shè)計(jì)過程的評(píng)述與討論30-37-SO2填料吸收塔課程設(shè)計(jì)附錄31參考文獻(xiàn)：35-37-SO2填料吸收塔課程設(shè)計(jì)第一章設(shè)計(jì)任務(wù)和條件1.1設(shè)計(jì)任務(wù)某化工廠的廢氣排放中含有SO2，擬采用填料塔用20℃清水逆流吸收SO2。已知廢氣排放量3000m3/h，溫度30℃，其中SO2的含量0.1（體積分?jǐn)?shù)），要求回收率95％。1.2操作條件（1）混合氣（空氣+SO2）處理量：3000m3/h；（2）混合氣的溫度：30℃（3）進(jìn)塔混合氣中二氧化硫體積分?jǐn)?shù)：10%；（4）進(jìn)塔吸收劑（清水）溫度：20℃；

7、（5）SO2的回收率95％（6）操作壓力：常壓。（7）操作溫度:20℃。（8）工作日:每年300天，每天24小時(shí)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。（9）廠址:天津1.3吸收塔的作用由于SO2溶于水中，會(huì)形成亞硫酸（酸雨的主要成分），對(duì)大氣可造成嚴(yán)重污染。而且，SO2易被濕潤的粘膜表面吸收生成亞硫酸、硫酸。對(duì)眼及呼吸道粘膜有強(qiáng)烈的刺激作用，對(duì)人們的健康造成危害。因此工廠中含SO2的廢氣不能直接排放，必須經(jīng)過吸收塔，出去廢氣中的SO2后才能排放。本次設(shè)計(jì)的填料塔的作用就是防止有毒氣體的排出。-37-SO2填料吸收塔課程設(shè)計(jì)第二章設(shè)計(jì)方案的確定

8、和流程說明2.1設(shè)計(jì)方案的確定2.1.1吸收劑的選擇用水吸收SO2屬中等溶解度的吸收過程，為提高傳質(zhì)效率，選用逆流吸收流程。因用水作為吸收劑，且SO2不作為產(chǎn)品，故采用純?nèi)軇?，即純水做吸收劑?.1.2填料的選擇對(duì)于水吸收SO2的過程，操作溫度及操作壓力較低，工業(yè)上通常選用塑料散裝填料。在塑料散裝填料中，塑料階梯環(huán)填料的綜合性能較好，是目前所使用的環(huán)形填料中