填料吸收塔課程設(shè)計

1、Xuzhou College of Industrial Technology 填料吸收塔課程設(shè)計說明書專 業(yè)化 學(xué) 制 藥 班 級 制藥111 姓 名 石亮亮 班 級 學(xué) 號 1132104123 指 導(dǎo) 老 師 劉 郁 日 期2013-04-10成 績化工單元操作課程設(shè)計任務(wù)書班級：制藥111 姓名：石亮亮 學(xué)號：:1132104123常壓下，在填料吸收塔中用清水吸收爐氣中的二氧化硫一、設(shè)計條件1. 操作方式：連續(xù)操作；2. 生產(chǎn)能力：處理爐氣量：2500+學(xué)號；3. 操作溫度：25；4. 操作壓力：常壓101.3kPa；5. 進塔混合氣含量；二氧化硫的體積分?jǐn)?shù)為（5.0+學(xué)號×

2、0.01）；其余為空氣；6. 進塔吸收劑：清水；7. 二氧化硫回收率：95；2、 設(shè)計要求 1.流程布置與說明； 2.工藝過程計算； 3.填料的選擇； 4.填料塔工藝尺寸的確定； 5.輸送機械功率的選型；3、 設(shè)計成果 1.設(shè)計任務(wù)書一份（A4打?。?2.設(shè)計圖紙：填料工藝條件圖（CAD：A3幅面）4、 設(shè)計時間(化學(xué)制藥111班)2013年3月25日-2013年4月5日化學(xué)制藥教研室2013年3月目錄摘要：4第一章前言41.1填料塔簡介：51.2吸收技術(shù)概況：51.3 吸收設(shè)備的發(fā)展51.4 吸收在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用5第二章設(shè)計方案的確定62.1 流程方案62.4 吸收劑的選擇62.5填料的

3、類型與選擇7第三章吸收工藝流程的確定73.1任務(wù)及操作條件73. 2工藝流程的確定7第四章吸收塔的工藝計算84.1基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)8液相物性數(shù)據(jù)8氣象物性數(shù)據(jù)9氣液兩相平衡時的數(shù)據(jù)94.2物料衡算94.2.1 進塔混合氣中各組分的量104.2.2.混合氣進出塔的摩爾組成10混合氣進出塔摩爾比組成10出塔混合氣量114.2.5.吸收劑的用量114.2.6 塔底吸收液組成X1114.2.7 操作線方程124.3 填料塔的工藝尺寸的計算124.3.1 塔徑的計算124.3.2 操作氣速144.3.3 塔徑154.3.4 泛點率校核：154.3.5 液體噴淋密度校核：154.4填料高度的計算154.4.1

4、 傳質(zhì)單元數(shù)NOG15傳質(zhì)單元高度的計算16填料層高度的計算184.4.4 填料層壓降計算194.5 輔助設(shè)備的計算及選型204.5.1.除霧沫器204.5.2.液體分布器簡要設(shè)計20布液計算214.6.填料支承裝置224.7.填料限定裝置24塔附屬高的確定244.7.2 人孔24設(shè)計結(jié)果匯總25主要符號說明27設(shè)計過程的評述及有關(guān)問題的討論29參考文獻30課程設(shè)計總結(jié)：31附主題設(shè)備條件圖31摘要：氣體吸收過程是利用混合氣體中，根據(jù)各組分在液體中溶解度或化學(xué)反應(yīng)活性的差異，使其在各個組分加以分離，其目的是： 1.回收或捕獲氣體混合物中的有用物質(zhì)，以制取有 利有價值的產(chǎn)品； 2.除去混合氣體中

5、的有害成分，使氣體凈化，以便進一步加工處理；或除去工業(yè)放空尾氣中的有害物質(zhì)，以免污染大氣。運用填料塔吸收有害氣體是減少大氣污染的 有效方法之一 實際過程往往同時兼有凈化和回收雙重目的。氣體混合物的分離，總是根據(jù)混合物中各組分間某種物理和化學(xué)性質(zhì)的差異而進行的。根據(jù)不同性質(zhì)上的差異，可以開發(fā)出不同的分離方法。吸收操作僅為其中之一，它利用混合 物中各組分在液體中溶解度或化學(xué)反應(yīng)活性的差異，在氣液兩相接觸時發(fā)生傳質(zhì)， 實現(xiàn)氣液 混合物的分離。一般來說，完整的吸收過程應(yīng)包括吸收和解吸兩部分。在化工生產(chǎn)過程中，原料氣的凈化，氣體產(chǎn)品的精制，治理有害氣體，保護環(huán)境等方面都要用到氣體吸收過程。填料塔作為主要

6、設(shè)備之一，越來越受到青睞而且與板式塔相比，二氧化硫填料吸收塔，以水為溶劑，經(jīng)濟合理，凈化度高，污染小。此外，由于水和二氧化硫反應(yīng)生成硫酸，有很大的利用。關(guān)鍵字：課程設(shè)計 SO2吸收填料塔第一章 前言1.1填料塔簡介：填料塔是塔設(shè)備的一種。塔內(nèi)填充適當(dāng)高度的填料，以增加兩種流體間的接觸表面。例如應(yīng)用于氣體吸收時，液體由塔的上部通過分布器進入，沿填料表面下降。氣體則由塔的下部通過填料孔隙逆流而上，與液體密切接觸而相互作用。結(jié)構(gòu)較簡單，檢修較方便。廣泛應(yīng)用于氣體吸收、蒸餾、萃取等操作。為了強化生產(chǎn)，提高氣流速度，使在乳化狀態(tài)下操作時，稱乳化填料塔或乳化塔1.2吸收技術(shù)概況：在化學(xué)工業(yè)中，經(jīng)常需將氣體

7、混合物中的個各組分加以分離。氣體吸收是物質(zhì)自氣相到液相的轉(zhuǎn)移，這是一種傳質(zhì)過程。混合氣體中某一組分能否進入液相，既取決于氣相中該組分的分壓也取決于溶液里該組分的平衡蒸氣壓。如果混合氣體中該氣體的分壓大 于溶液中該組分的平衡蒸氣壓，這個組分便可自氣相轉(zhuǎn)移到液相，即被吸收。轉(zhuǎn)移的結(jié)果，溶 液里這個組分的濃度便升高，它的平衡蒸汽壓也隨著升高，到最后，可以升高到等于它的氣相 中的分壓，傳質(zhì)過程于是停止，這時稱為氣液兩相達到平衡。根據(jù)兩相的平衡關(guān)系可以判斷傳 質(zhì)過程的方向與極限。另外，傳質(zhì)速率與推動力成正比，與阻力成反比，兩相的濃度距離平衡 濃度越大，則傳質(zhì)的推動力越大，傳質(zhì)速率與越大。 吸收技術(shù)是從氣

8、液兩相的平衡關(guān)系與傳質(zhì)速率關(guān)系著手，利用氣體混合物中各組分在特定的液體吸收劑中的溶解度不同的基本原理，最終實現(xiàn)各組分分離的目的。1.3 吸收設(shè)備的發(fā)展吸收設(shè)備有多種類型，如填料塔、板式塔、噴灑塔和鼓泡塔等。最常用的有填料塔與板式 塔。填料塔中裝有諸如瓷環(huán)之類的填料；氣液接觸在填料中進行。板式塔中裝有篩孔塔板，氣液亮相在塔板上鼓泡進行接觸。工業(yè)模型的填料塔始于1881 年的蒸餾操作中，1904 年采用于煉油工業(yè)，當(dāng)時的填料是碎 磚瓦、小石塊和管子縮節(jié)等。20世紀(jì)初填料塔進入了一個新的發(fā)展階段。1.4 吸收在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用（1） 原料氣的凈化為除去原料氣中所有的雜質(zhì)，吸收可說是最常用的方法。 （

9、2） 有用組分的回收 如從焦?fàn)t煤氣中用水回收氨，再用洗油回收粗苯蒸氣（包括苯、甲苯、二甲苯等），以及從某些干燥廢氣中回收有機溶劑蒸氣等。 （3） 默寫產(chǎn)品的制取 將氣體中需要的成分以指定的溶劑吸收出來，成為溶液態(tài)的成品或半 成品。如制酸工業(yè)中含 HCL、NOX(氮氧化物)或 SO3 的氣體制取鹽酸、硝酸或硫酸；甲醇（乙醇）蒸氣經(jīng)氧化后，用水吸收以制成甲醛（乙醛）半成品等。 （4） 廢棄的治理 很多工業(yè)廢氣中含有 SO2 、NOX （主要是 NO 及 NO2） 、汞蒸氣等有害成分，雖然濃度一般甚低，但對人體和環(huán)境仍危害甚大而必須進行治理。選擇適當(dāng)?shù)墓に嚭?溶劑進行吸收，使廢氣治理中應(yīng)用較廣的方法

10、。當(dāng)然，以上目的有時也難以截然分開，如干燥廢氣中的有機溶劑，能回收下來就很有價值，任其排放則會污染大氣。第二章設(shè)計方案的確定2.1 流程方案指完成設(shè)計任務(wù)書所達的任務(wù)采用怎樣的工藝路線，包括需要哪些裝置設(shè) 備，物料在個設(shè)備間的走向，哪些地方需要有觀測儀表、調(diào)節(jié)裝置，有哪些取樣 點以及是否需要有備用支線等。2.2 設(shè)備方案根據(jù)設(shè)備要求，確定選用什么形式的設(shè)備。若選用填料塔， 塔內(nèi)填料的型式、尺寸和材質(zhì)如何選定。方案的確定需要加以論證，在技術(shù)上可行的基礎(chǔ)上考慮經(jīng)濟性。2.3 流程布置吸收裝置的流程布置是指氣體和液體進出吸收塔的流向安排。 主要有逆流操 作、并流操作、吸收劑部分再循環(huán)操作、單塔或多塔

11、串聯(lián)操作，根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)、 工藝特點，結(jié)合各種流程的優(yōu)缺點， 逆流操作時傳質(zhì)平均推動力大，分離程度高， 吸收劑利用率高，所以此次設(shè)計采用常規(guī)逆流操作的流程。2.4 吸收劑的選擇吸收劑性能的優(yōu)劣是決定吸收操作效果的關(guān)鍵之一，選擇應(yīng)考慮以下幾方面：(1)溶解度要大，以提高吸收速率并減少吸收劑的用量；(2)選擇性要好，對溶質(zhì)組分有良好的溶解能力，對其他組分不吸收或甚微。(3)揮發(fā)度要低，以減少吸收和再生過程中吸收劑的揮發(fā)損失； (4)吸收劑在操作溫度下粘度要低，且不易產(chǎn)生泡沫，以實現(xiàn)吸收塔內(nèi)良好 的氣液接觸狀況； (5)對設(shè)備腐蝕性小或基本無腐蝕性，盡可能無毒。(6)價廉、易得、化學(xué)穩(wěn)定性好，便于再生

12、，不易燃燒等。一般來說，任何一種吸收劑都難以滿足以上所有要求，選用是要針對具體情況和主要因素既考慮工藝要求又兼顧到經(jīng)濟合理性。2.5填料的類型與選擇填料是填料塔中氣液接觸的基本構(gòu)件， 其性能的優(yōu)劣是決定填料塔操作性能的主 要元素，因此，填料的選擇是填料塔設(shè)計的重要環(huán)節(jié)。 散裝填料是一個個具有一定幾何形狀和尺寸的顆粒體， 一般以隨機的方式堆積在 塔內(nèi)，又稱為亂堆填料或顆粒填料。散裝填料根據(jù)結(jié)構(gòu)特點的不同，又可分為環(huán)形填 料，鞍形填料，環(huán)鞍形填料及球形填料等。 對于水吸收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，故此選用DN

13、38聚丙烯階 梯環(huán)填料。 階梯環(huán)是對鮑爾環(huán)的改進。與鮑爾環(huán)相比，階梯環(huán)高度減少了一半，并在一端增 加了一個錐形翻邊。由于高徑比減少，使得氣體繞填料外壁的平均路徑大為縮短，減 少了氣體通過填料層的阻力。錐形翻邊不僅增加了填料的機械強度，而且使填料之間 由線接觸為主變成以點接觸為主，這樣不但增加了填料間的空隙，同時成為液體沿填 料表面流動的匯集分散點，可以促進液膜的表面更新，有利于傳質(zhì)效率的提高。階梯環(huán)的綜合性能優(yōu)于鮑爾環(huán)，成為目前所使用的環(huán)形填料中最為優(yōu)良的一種。第三章吸收工藝流程的確定3.1任務(wù)及操作條件1. 操作方式：連續(xù)操作；2. 生產(chǎn)能力：處理爐氣量：2500+學(xué)號；3. 操作溫度：25

14、；4. 操作壓力：常壓101.3kPa；5. 進塔混合氣含量；二氧化硫的體積分?jǐn)?shù)為（5.0+學(xué)號×0.01）；其余為空氣；6. 進塔吸收劑：清水；7. 二氧化硫回收率：95；3.2工藝流程的確定采用常規(guī)逆流操作流程，流程圖如圖二所示： 圖二第四章 吸收塔的工藝計算4.1基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)4.1.1液相物性數(shù)據(jù)對低濃度吸收過程，溶液的物性數(shù)據(jù)可近似取純水的物性數(shù)據(jù)。由手冊查得，25時水的有關(guān)物性數(shù)據(jù)如下：密度為:粘度: ：表面張力：SO2在水中的擴散系數(shù)為：4.1.2氣象物性數(shù)據(jù)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為混合氣體的平均密度為混合氣體的粘度可近似取為空氣的粘度，查手冊的25空氣的粘度為25時SO

15、2在水中的擴散系數(shù)：4.1.3氣液兩相平衡時的數(shù)據(jù)常壓下25SO2在水中的亨利系數(shù)為相平衡常數(shù)為溶解度系數(shù)為4.2物料衡算全塔全塔物料衡算圖所示是一個定態(tài)操作逆流接觸的吸收 VRY1 LSX2塔，圖中各符號的意義如下:VR-惰性氣體的流量，kmol/h；LS-純吸收劑的流量，Kmol/h；Y1,Y2-進出吸收塔氣體的摩爾比X1,X2-出塔及進塔液體中溶質(zhì)物質(zhì)的量的比。VR Y2 LS X24.2.1 進塔混合氣中各組分的量近似取塔平均操作壓強為101.3kPa 所以：混合氣量= 混合氣SO2中量 = =設(shè)混合氣體中惰性氣體為空氣，則混合氣體中空氣量= =4.2.2.混合氣進出塔的摩爾組成4.2

16、.3混合氣進出塔摩爾比組成進塔氣相摩爾比為出塔氣相摩爾體積4.2.4出塔混合氣量出塔混合氣量4.2.5.吸收劑的用量該吸收過程為低濃度吸收，平衡關(guān)系為直線，最小液氣比可按下式計算對于純?nèi)軇┪者^程，進塔液相組成為取操作液氣比為4.2.6 塔底吸收液組成X14.2.7 操作線方程依據(jù)操作線方程4.3 填料塔的工藝尺寸的計算4.3.1塔徑的計算采用Eckert通用關(guān)聯(lián)圖計算泛點氣速氣相質(zhì)量流量為:液相質(zhì)量流量可近似按純水的流量計算，即其中：1采用Ecekert通用關(guān)聯(lián)圖法計算泛點氣速uF通用填料塔泛點和壓降的通用關(guān)聯(lián)圖如下：圖三填料塔泛點和壓降的通用關(guān)聯(lián)圖（引自（化工原理）u0 空塔氣速，；-濕填

17、料因子，簡稱填料因子，1/m-水的密度和液體的密度之比；g-重力加速度，、-分別為氣體和液體的密度，、-分別為氣體和液體的質(zhì)量流量，此圖適用于換堆的顆粒型填料，如拉西環(huán)、弧鞍型填料、矩鞍形填料、鮑爾環(huán)等，其上還繪制了整切拉西環(huán)和弦柵填料的泛點曲線。對于其他填料，尚無可靠的填料因子數(shù)據(jù)。Eckert通用關(guān)聯(lián)圖標(biāo)的橫坐標(biāo)為查表查得縱坐標(biāo)值為表一 散裝填料泛點填料因子平均值填料類型填料因子，1/mDN16DN25DN38DN50DN76金屬鮑爾環(huán)410117160金屬環(huán)矩鞍170150135120金屬階梯環(huán)160140塑料鮑爾環(huán)28018414092塑料階梯環(huán)550260170127瓷矩鞍11005

18、50200226瓷拉西環(huán)1300832600410（化工原理課程設(shè)計附錄十一）查得114.3.2 操作氣速由以下公式計算塔徑：（化工原理課程設(shè)計）對于散裝填料其泛點率的經(jīng)驗值為取4.3.3 塔徑由圓整塔徑，取4.3.4 泛點率校核：(在允許范圍內(nèi))4.2.5 填料規(guī)格校核：4.3.5 液體噴淋密度校核：取最小潤濕速率為查填料手冊得塑料階梯環(huán)比表面積經(jīng)以上校核可知，填料塔直徑選用合理4.4填料高度的計算4.4.1 傳質(zhì)單元數(shù)NOG解吸因數(shù)為:氣相總傳質(zhì)單元數(shù)為：4.4.2傳質(zhì)單元高度的計算氣相總傳質(zhì)單元高度采用修正的恩田關(guān)聯(lián)式計算表二：常見材質(zhì)的臨界表面張力材質(zhì)碳瓷玻璃聚丙烯聚氯乙烯鋼石蠟表面張

19、力, mN /m56617333407520得液體質(zhì)量通量為：氣膜吸收系數(shù)由下式計算：氣體質(zhì)量通量為：氣體質(zhì)量通量為：液膜吸收系數(shù)由下式計算:=查表三:常見填料塔的形狀系數(shù)填料類型球形棒形拉西環(huán)弧鞍開孔環(huán)值0.720.7511.191.45本設(shè)計填料類型為開孔環(huán) 所以，則=又因需要按下式進行校正，即可得：則由4.4.3填料層高度的計算由根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗，填料層的設(shè)計高度一般為式中Z設(shè)計時的填料高度，m;Z工藝計算得到的填料層高度，m;得:設(shè)計取填料層高度為查：表四 散裝填料分段高度推薦值填料類型h/DHmax/m拉西環(huán)2.54矩鞍586鮑爾環(huán)5106階梯環(huán)8156環(huán)矩鞍5156對于階梯環(huán)填料 取計

20、算得填料層高度9600mm,故需分為兩段，每段高3.45m4.4.4 填料層壓降計算采用Eckert通用關(guān)聯(lián)圖計算填料層壓降。橫坐標(biāo)為表五 散裝填料壓降填料因子平均值填料類型填料因子，1/mDN16DN25DN38DN50DN76金屬鮑爾環(huán)30611498金屬環(huán)矩鞍13893.47136金屬階梯環(huán)11882塑料鮑爾環(huán)34323211412562塑料階梯環(huán)17611689瓷矩鞍700215140160瓷拉西環(huán)1050576450288查表得，縱坐標(biāo)為：查Eckert通用關(guān)聯(lián)圖得：填料層壓降為：4.5輔助設(shè)備的計算及選型4.5.1.除霧沫器 穿過填料層的氣體有時會夾帶液體和霧滴，因此需在塔頂氣體排

21、出口前設(shè)置除沫器，以盡量除去氣體被夾帶的液體霧沫，SO2溶于水中易于產(chǎn)生泡沫為了防止泡沫隨出氣管排出，影響吸收效率，采用除沫裝置，根據(jù)除沫裝置類型的使用范圍，該填料塔選取絲網(wǎng)除沫器。絲網(wǎng)除沫器：一般取絲網(wǎng)厚度，氣體通過除沫器的壓降約為120250pa通過絲網(wǎng)除沫器的最大速實際氣速為最大氣速的0.750.8倍，所以實際氣速4.5.2.液體分布器簡要設(shè)計 （1）液體分布器的選型該吸收塔液相負(fù)荷較大，而氣相負(fù)荷相對較低，故選用槽式液體分布器。 （2）分布點密度計算查表六:表六 Eckert的散裝填料塔分布點密度推薦值塔徑，mm分布點密度，塔截面D=400330D=750170D120042按Ecke

22、rt建議值，因該塔液相負(fù)荷較大，設(shè)計取噴淋點密度為120點/.布液點數(shù)為點按分布幾何均勻與流量均勻的原則，進行布點設(shè)計。設(shè)計結(jié)果為：二級槽共設(shè)七道，在槽側(cè)面開孔，槽寬為80nm，槽高度為210nm。兩槽中心距為160nm分布點采用三角排列，實際設(shè)計分布點為n=136點槽式液體分布器二級槽的布液點示意圖布液計算 由重力型液體分布器布液能力計算由式中Ls液體流量，；n開孔數(shù)目（分布點數(shù)目）；孔流系數(shù)，通常取；孔徑，m；開孔上方的液位高度，m。取，則設(shè)計取液體分布器的安裝一般高于填料層表面150300mm（取決于操作彈性），槽式分布器主槽分槽高度均取210mm，主槽寬度為塔徑的0.70.8，這里取塔

23、徑的0.7，分槽寬度由液體量及停留時間確定，最低為50mm為宜，最高液位由操作彈性塔內(nèi)允許高度及造價確定，一般200mm左右。2. 液體再分布器升氣管式液體再分布器 在離填料頂面一定距離處，噴淋的液體便開始向塔壁偏流，然后沿塔壁下流，塔中心處填料的不到好的濕潤，形成所謂的“千錐體”的不正?，F(xiàn)象，減少了氣液兩相的有效接觸面積。因此每隔一定的距離設(shè)置液體再分布器裝置，以克服此現(xiàn)象。由于塔徑為1200mm，因此可選升氣管式再分布器，分布外徑1180mm，升氣管數(shù)8.4.6.填料支承裝置填料支撐結(jié)構(gòu)是用于支承塔內(nèi)填料及其所特有的氣體和液體的重量之裝置。 對填料支承結(jié)構(gòu)的基本要求是：有足夠的強度以支承填

24、料的重量；提供足夠的自由截面以 使氣、液兩相流體順利通過，防止產(chǎn)生液泛；有利于液體的再分布；耐腐蝕，易制造， 易裝卸等。 常用的填料支承板主要有柵板式和氣體噴射式等結(jié)構(gòu)。 1）柵板式支承板 柵板式的支承結(jié)構(gòu)較為常見，由豎立的扁鋼制成。柵板可以制成整塊式或分塊式 的。一般直徑小于 500mm 的塔可以采用整塊式柵板；直徑為大于 600mm 的塔，可以 根據(jù)情況將柵板分成若干塊，每塊寬度在 300400mm 之間，以便于裝卸。柵條間距 為填料外徑的 0.60.8 倍。在直徑較大的塔中，當(dāng)填料環(huán)尺寸較小時，也可采用間距較大的柵板.2）氣體噴射式支承板 氣體噴射式支承板的結(jié)構(gòu)特點是：為氣體和液體提供了

25、不同的通道，氣體易于進 入填料層，液體也可自由排出，避免了因液體積聚而發(fā)生液泛的可能性，并有利于液體的均勻再分配。氣體噴射式支承板有圓柱升氣管式和梁式，而以梁式較為優(yōu)越，梁式支承板用于小塔可制成整體式， 用于大塔則分塊制作或塔內(nèi)組裝。 它可提供超過 90%的自由截面 ，保證氣體通量大，阻力小。因此，在新型填料塔中廣泛采用 （有時甚至達到 100%）了這種結(jié)構(gòu)。 這里選用分塊梁式支承板。4 填料限定裝置為防止在上升氣流的作用下填料床層發(fā)生松動或者跳動，需在填料層上方設(shè)置填料壓緊裝置。對于塑料散裝填料，本設(shè)計選用創(chuàng)層限制板。6 表七 氣體和液體的進出口裝置管道的公稱通徑75809010012013

26、01401601852052352603151 氣體和液體的進出口直徑的計算 由公式VS 為流體的體積流量， u 為適宜的流體流速， 常壓氣體進出口管氣速可取液體進出口速度可取 （必要時可加大）。選氣體流速為由代入得：圓整之后，氣體進出口管徑為選液體流速為由代入上式公式得圓整之后液體進出口管徑為2 底液出口管徑：選擇3 泵的選型由計算結(jié)果可以選用;ISI00-80-125型的泵4.7.填料限定裝置為防止在上升氣流的作用下填料床層發(fā)生松動或者跳動，需在填料層上方設(shè)置填料壓緊裝置。對于塑料散裝填料，本設(shè)計選用創(chuàng)層限制板。塔附屬高的確定塔的附屬空間高度主要包括塔的上部空間高度，安裝液體分布器和液體再

27、分度器所需的空間高度，塔的底部空間高度以及塔的群坐高度。塔的上部空間高度是指塔填料層以上，應(yīng)有一足夠的空間高度，以使隨氣流攜帶的液滴能夠從氣相中分離出來，該高度一般取1.2-1.5。安裝液體再分布器所需的塔空間高度依據(jù)所用分布器的形式而定一般需要1-1.5m的高度。塔的底部空間高度是指塔底最下一塊塔板到塔底封頭之間的垂直距離。該空間高度含釜液所占的高度及釜液面上方的氣液分離高度的兩部分。釜液所占空間高度的確定是依據(jù)塔的釜液流量以及釜液在塔內(nèi)的停留時間確定出空間容積，然后根據(jù)該容積和塔徑計算出塔釜所占的空間高度。塔底液相液相停留時間按1min考慮，則塔釜液所占空間為考慮到氣相接管所占的空間高度，

28、底部空間高度可取1.5米，所以塔的附屬空間高度可以取3.7米。 人孔 表八 人孔公稱壓力公稱直徑密封面型標(biāo)準(zhǔn)號常壓450 mm平面(FS)HG21515-95設(shè)計結(jié)果匯總課程設(shè)計名稱水吸收SO2填料吸收塔的設(shè)計操作條件操作溫度25操作壓力：101.3 kPa物性數(shù)據(jù)液相氣相液體密度997.1kg/m3混合氣體平均摩爾質(zhì)量30.884kg/kmol液體粘度3.2173kg/(m h)混合氣體的平均密度1.2624kg/m3液體表面張力932731混合氣體的粘度0.066kg/(mh)SO2在水中的擴散系數(shù)6.026×10-6m2/hSO2在空氣中的擴散系數(shù)0.051m2/h重力加速度1

29、.27×108m/h氣相平衡數(shù)據(jù)SO2在水中的亨利系數(shù)E相平衡常數(shù)m溶解度系數(shù)H4.13×103 kpa40.760.0134kmol/kPam3物料衡算數(shù)據(jù)Y1Y2X1X2氣相流量V液相流量L最小液氣比操作液氣比0.0550.002750.00139098.242 kmol/ h4931.18 kmol/ h38.77250.339工藝數(shù)據(jù)氣相質(zhì)量流量液相質(zhì)量流量塔徑氣相總傳質(zhì)單元數(shù)氣相總傳質(zhì)單元高度填料層高度填料層壓降3185.0488859.861.2m8.0220.689m7.0m828.03pa填料塔附件除沫器液體分布器填料限定裝置填料支承板液體再分布器絲網(wǎng)式二級

30、槽式床層限制版分塊梁式升氣管式主要符號說明at填料的總比表面積，m2/m3aW填料的潤濕比表面積，m2/m3d填料直徑，m；D塔徑，m；DL液體擴散系數(shù)，m2/s；Dv氣體擴散系數(shù)，m2/s ； ev液沫夾帶量,kg(液)/kg(氣)； g重力加速度，9.81 m/s2 ； h填料層分段高度，m； HETP關(guān)聯(lián)式常數(shù)； hmax允許的最大填料層高度，m； HB塔底空間高度，m； HD塔頂空間高度，m； HOG氣相總傳質(zhì)單元高度，m； kG氣膜吸收系數(shù)，kmol/(m2·s·kPa)； kL液膜吸收系數(shù)，m/s； KG氣相總吸收系數(shù)，kmol/(m2·s·

31、kPa)； Lb液體體積流量，m3/h； LS液體體積流量，m3/s； LW潤濕速率，m3/(m·s)； m相平衡常數(shù)，無因次； n篩孔數(shù)目； NOG氣相總傳質(zhì)單元數(shù)； P操作壓力，Pa； P壓力降，Pa； u空塔氣速，m/s； uF泛點氣速，m/su0.min漏液點氣速，m/s； u0液體通過降液管底隙的速度，m/s； U液體噴淋密度，m3/(m2·h)UL液體質(zhì)量通量，kg/(m2·h)Umin最小液體噴淋密度，m3/(m2·h)Uv氣體質(zhì)量通量，kg/(m2·h)Vh氣體體積流量，m3/h； VS氣體體積流量，kg/s； wL液體質(zhì)量流量

32、，kg/s； wV氣體質(zhì)量流量，kg/s； x液相摩爾分?jǐn)?shù)； X液相摩爾比Zy氣相摩爾分?jǐn)?shù)； Y氣相摩爾比； Z板式塔的有效高度，m； 填料層高度，m。 希臘字母空隙率，無因次；粘度，Pa·s； 密度，kg/m3； 表面張力，N/m； 開孔率或孔流系數(shù)，無因次；填料因子，l/m； 液體密度校正系數(shù)，無因次。設(shè)計過程的評述及有關(guān)問題的討論 吸收單元的操作型設(shè)計與計算，在工業(yè)中起著非常重要的作用，要求也是很嚴(yán)格的，所以合理設(shè)計和實用性是必須的。吸收塔在工業(yè)中有著它非常重要的位置,它的好壞也關(guān)乎到企業(yè)的利益，所以塔的設(shè)計也變的尤為的重要。吸收操作在工業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位,它的設(shè)計結(jié)構(gòu)、填料

33、選擇等各個方面更是關(guān)系到吸收塔性能優(yōu)劣的關(guān)鍵，塔的性能又直接影響生產(chǎn)的經(jīng)濟效益。 在設(shè)計當(dāng)中，塔的填料是填料塔的核心構(gòu)件，它要具有性能好，質(zhì)量輕。造價低，有足夠的機械強度以及有耐腐蝕性等優(yōu)點，以提高塔的性能。選擇恰當(dāng)?shù)奶盍喜粌H可提高生產(chǎn)工藝，還可降低操作費用，減少成本。在設(shè)計當(dāng)中還要注意附屬設(shè)備的選擇，如液體分布器、泵等。他們都關(guān)系到整個操作系統(tǒng)的性能。還有就是還要對氣體進出管和液體進出管的管徑進行計算，減少不必要的消耗，降低成本。 這次課程設(shè)計的任務(wù)是用純水吸收空氣中的二氧化硫。要求我們計算包括塔徑、填料塔高度、塔釜高度、接管的尺寸等，我們需要通過物料衡算得到所需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，然后進行所需尺寸的計算得到各種設(shè)計參數(shù)，為圖的繪制打基礎(chǔ)，提供數(shù)據(jù)參考。最后得進行圖的設(shè)計與繪制，得到流程圖和設(shè)備條件圖。 這次的設(shè)計是大學(xué)以來的第一次設(shè)計，遇到了很多的問題，查閱了大量的書籍和資料，