吸收塔的相关设计计算
吸收塔壁厚计算
ψ——焊缝系数，取0.85 C1——钢板的负偏差 取值为0.8
C2——钢板的腐蚀裕量 考虑取值为0
H——计算的罐壁板底边至浆液液面的垂直距离（m） D——储罐内直径（m） [б]t——设计温度下罐壁钢板的许用应力（MPa） 取值为157 [б]——常温度下罐壁钢板的许用应力（MPa） 取值为157 ψ——焊缝系数，取0.85 C1——钢板的负偏差 取值为0.8
t2=4.9*(H-0.3)*D/([σ]txφ)+C1
Hale Waihona Puke (5.3.1-2)tj=max(t1,t2) 当设计压力超过2000pa时，罐壁的设计厚度按下式计算：
ti=tj+tp
(附3.4)
tp=0.0005PD/([σ]txφ)
(附3.5)
tp=0.0005x5000x8.5/(157x0.85)=0.16
吸收塔壁厚计算
ρ(储液密度)
H(计算的罐壁板底边至 浆液液面的垂直距离（m）)
D(储罐内直径)
[δ]t (设计温度下罐壁钢 板的许用应力（MPa）)
1266 t1= t2= t3=
10
9
157
t1公式 t1=0.0049XρX(H-0.3)XD/[δ]t/ψ+C1+C2
5.85812529
t2公式
C2——钢板的腐蚀裕量 考虑取值为0
塔壁厚计算
ψ(焊缝系数， 取0.85)
C1钢板的负 偏差取值为 0.8
C2钢板的 腐蚀裕量 考虑取值 为0
P
0.85
0.8
1 5000
+C1+C2
ti=tj+tp
ti=
6.026728
圆整后
硫化氢吸收塔计算书
硫化氢吸收塔计算书一、引言硫化氢（H2S）是一种具有刺激性气味，有毒且易燃的气体。
在许多工业过程中，硫化氢会生成并释放到大气中，对环境和人体健康造成严重危害。
为了控制硫化氢的排放，需要设计和运行硫化氢吸收塔。
本文将介绍硫化氢吸收塔的计算书，包括设计原理、计算方法和结果分析。
二、设计原理硫化氢吸收塔是一种用于去除工业废气中硫化氢的设备。
其工作原理是将含有硫化氢的废气通过吸收剂（通常是碱性溶液）中，硫化氢会被吸收剂吸附并转化为相应的化合物。
吸收塔的设计目标是使吸收剂与废气充分接触，以实现高效的硫化氢吸收效果。
三、计算方法1. 确定塔高：根据硫化氢的浓度、流量和吸收剂的性质，可以通过质量传递方程计算出所需的塔高。
质量传递方程考虑了质量传递系数、气液相之间的物质传递速率等因素，可以较准确地预测吸收剂中硫化氢的浓度随塔高的变化。
2. 确定塔径：塔径的确定需要考虑吸收剂和废气的流量、流速以及塔内的液体分布等因素。
根据液相的流动规律和液体分布的要求，可以通过经验公式或数值模拟方法计算出合适的塔径。
3. 确定塔板数：塔板数的确定与塔高和塔径有关。
一般情况下，塔板数越多，硫化氢的吸收效果越好。
通过经验公式或数值模拟方法，可以评估不同塔板数下的硫化氢吸收效率，并选择合适的塔板数。
4. 确定吸收剂的循环流量：吸收剂的循环流量需要根据硫化氢的浓度和废气的流量来确定。
循环流量过大会增加能耗，而循环流量过小则会影响吸收效果。
通过计算吸收剂中硫化氢的浓度变化，可以确定合适的循环流量。
5. 考虑塔板压降：塔板压降是指废气在塔板上通过的压力损失。
在设计过程中，需要考虑塔板压降对吸收效果和能耗的影响，并选择合适的塔板间距和气液流速。
四、结果分析通过以上计算方法，可以得到硫化氢吸收塔的设计参数，如塔高、塔径、塔板数和吸收剂的循环流量。
这些参数可以用于实际工程中的硫化氢吸收塔设计和运行。
在实际运行中，还需要考虑吸收剂的再生和废液处理等问题，以确保吸收塔的稳定运行和环境保护。
2.5.吸收塔的计算
(1) 对溶质有较大的溶解度。溶解度，溶剂用量，溶剂再 生费用；溶解度，对一定的液气比，吸收推动力， 吸收传质速率，完成一定的传质任务所需设备尺寸； (2) 良好的选择性，即对待吸收组分的溶解度大，其余组分 溶解度小；
(3) 稳定不易挥发，以减少溶剂损失； (4) 粘度低，有利于气液接触与分散，提高吸收速率； (5) 无毒、腐蚀性小、不易燃、价廉等。
线上任一点的坐标(Y，X) 代表了塔内该截面上气、 液两相的组成。
Y
A Y1 P B X*-X Y- Y*
Y*=f(X)
Y
Y2 Y* o X2
X
X1 X*
X
操作线上任一点 P 与平衡线间的垂直距离 (Y-Y*) 为塔内该 截面上以气相为基准的吸收传质推动力；与平衡线的水平 距离 (X*-X) 为该截面上以液相为基准的吸收传质推动力。 两线间垂直距离（Y-Y*）或水平距离（X*-X）的变化显示了 吸收过程推动力沿塔高的变化规律。
上两式均称为吸收操作线方程，代表逆流操作时塔内任一截 面上的气、液两相组成 Y 和 X 之间的关系。 （L/V）称为吸收塔操作的液气比。
操作线方程与操作线
当 L/V 一定，操作线方程 在 Y-X 图上为以液气比 L/V 为斜率，过塔进、出 口的气、液两相组成点(Y1， X1) 和 (Y2 ， X2) 的直线，称 为吸收操作线。
V X 1 Y1 Y2 X 2 L
吸收剂用量的确定 不同液气比 L/V 下的操作线 图直观反映了这一关系。
Y
L/V (L/V)’ (L/V)min A A’ C
Y1
Y2
B
Y- Y* Y*=f(X) X
最小液气比(L/V)min
o
X2
X1
第3章吸收5节填料吸收塔的计算
第3章吸收5节填料吸收塔的计算在化工工艺中，填料吸收塔是一种常见的气液分离设备，广泛应用于化工、生化等领域。
它主要通过将气体经过填料床与液体进行接触，使气体中的一些成分溶解在液体中，从而实现气体的净化、回收等目的。
本文将围绕填料吸收塔的设计与计算展开探讨。
1.填料选择填料是填充在吸收塔内的物质，用于增加气液接触面积，提高吸收效率。
选择合适的填料对于吸收塔的设计至关重要。
常见的填料类型有环形填料、球形填料和片状填料等。
在选择填料时，需要考虑填料的表面积、孔隙率、耐酸碱性以及传质性能等因素。
2.填料高度计算填料高度的确定对于吸收塔的设计至关重要，它直接影响到吸收效率。
填料高度的计算需要考虑气体和液体的传质速率以及填料的传质性能。
传质速率与填料的表面积有关，通常采用比传质速率作为评价指标，其计算公式为：其中，Ka为单位体积填料的传质速率，a为液体相对气体的相对传质面积，La为单位体积填料的有效液膜厚度。
3.填料截面积计算填料截面积的计算是为了确定吸收塔的体积，并进一步确定吸收塔的尺寸。
填料截面积的计算需要考虑气体和液体的流量以及填料的孔隙率。
根据气体和液体的流量，可通过Wichert-Aziz关系式计算填料的总截面积，其公式为：其中，A为填料截面积，QG为气体流量，QL为液体流量，EbG为气体相对液体的空隙比，EbL为液体相对气体的空隙比，Fo为填料性能调整因子。
4.填料液体负荷计算填料液体负荷是指单位截面积填料上液体的流量，其计算需要考虑液体流量以及填料的有效液膜厚度。
填料液体负荷的计算公式为：其中，GM为填料液体负荷，QL为液体流量，A为填料截面积，La为单位体积填料的有效液膜厚度。
5.填料压降计算填料压降是指气体通过填料床时所产生的阻力损失，其计算需要考虑气体的流速、粘度以及填料的压降特性。
常用的填料压降计算公式有Ergun方程、Richardson-Zaki关系式等，其中Ergun方程常用于粒径较大的填料，Richardson-Zaki关系式常用于粒径较小的填料。
硫化氢吸收塔计算书
硫化氢吸收塔计算书引言：硫化氢是一种有毒的气体，在化工过程中广泛存在。
为了保护环境和人员的安全，需要对硫化氢进行吸收处理。
本文将针对硫化氢吸收塔的设计和计算进行详细介绍。
一、硫化氢吸收塔的作用硫化氢吸收塔是一种用于处理含硫化氢气体的设备，其主要作用是通过溶液与硫化氢气体进行接触，使硫化氢气体被溶液吸收，从而达到净化气体的目的。
二、硫化氢吸收塔的设计原则1. 塔内溶液的选择：应选择对硫化氢有较好溶解度的溶液，常用的溶液有碱性溶液、氧化剂溶液等。
2. 塔的结构：吸收塔一般为塔身和塔盖组成，塔身内部应设置填料层，以增加接触面积。
3. 塔的操作条件：包括塔内液体的流动方式、塔顶和塔底的操作压力等。
4. 塔的尺寸：根据处理气体的流量和硫化氢的浓度确定塔的尺寸，一般为塔身直径、高度等。
三、硫化氢吸收塔的计算1. 确定进出口条件：根据处理气体的流量和硫化氢的浓度，确定硫化氢吸收塔的进口和出口条件。
2. 估算填料层高度：根据塔的直径和高度，估算填料层的高度，一般为塔高的1/3至1/2。
3. 估算塔内液体的流速：根据填料层的高度和液体的流动方式，估算塔内液体的流速。
4. 计算塔的填料量：根据填料的种类和塔的尺寸，计算出塔的填料量。
5. 计算塔的液体流量：根据塔的填料量和液体的流速，计算出塔的液体流量。
6. 计算塔的压力降：根据液体的流量和填料层的压力降，计算出塔的压力降。
7. 设计塔顶和塔底的设备：根据进出口条件和塔的压力降，设计塔顶和塔底的设备。
四、硫化氢吸收塔的应用案例某化工厂为了处理废气中的硫化氢，设计了一座硫化氢吸收塔。
根据厂内的硫化氢浓度和废气流量，计算出了塔的尺寸和操作条件。
经过一段时间的运行，硫化氢的浓度明显降低，达到了环保要求。
五、结论硫化氢吸收塔作为一种重要的处理设备，对于净化含硫化氢气体有着重要的作用。
通过合理的设计和计算，可以有效地将硫化氢气体吸收到溶液中，达到净化气体的目的。
在实际应用中，需要根据具体情况进行设计和调整，以确保吸收效果和操作安全。
吸收塔 设计计算
吸收塔设计计算吸收塔是工业生产中常用的设备，用于气体洗涤、脱硫、脱硝、除尘等工艺过程。
其设计计算是确保设备正常运行的重要步骤之一。
下文将从吸收塔的应用、结构分类、设计参数以及计算方法等方面探讨吸收塔的设计计算。
一、吸收塔的应用吸收塔是工业生产中常用的设备，广泛应用于化工、石化、钢铁、电力、印刷、制药等领域，用于将气体中的污染物分离除去。
具体应用包括：1、脱硫：吸收塔可用于烟气中的二氧化硫的脱除。
2、脱硝：吸收塔可用于烟气中的氮氧化物的脱除。
3、除尘：吸收塔可用于烟气中的粉尘颗粒的分离除去。
4、洗涤：吸收塔可用于气体中的酸气、碱气的洗涤处理。
二、吸收塔的结构分类根据结构形式可将吸收塔分为以下几种类型：1、板式吸收塔板式吸收塔是一种以板作为填料的吸收塔，分为横流型、纵流型和斜流型。
吸收塔内置有很多平行的垂直板，气体垂直流过板间空隙，与液体进行旋转接触混合，实现气体进液接触吸收的目的。
板式吸收塔简单易制，可耐受高浓度废气，且维护简单。
2、喷雾吸收塔喷雾吸收塔又称喷淋吸收塔，主要由塔体、喷头等组成。
塔体内装有填料液槽和底部雾化器。
气体经过填料液槽，液体被填料吸附，接触后管道中的液体被喷头雾化，形成雾滴与废气充分接触，从而达到吸附效果。
喷雾吸收塔结构简单，投资少，可以广泛应用。
3、吸附塔吸附塔是一种以吸附剂为填充物的吸收塔。
分为干法吸收和湿法吸收。
吸附塔可用于汽车尾气和工业废气的处理。
吸附塔结构简单，吸附盘式塔种类多样，能够高效地处理各类废气污染物。
三、吸收塔的设计参数1、气体流量气体流量是吸收塔的基本参数之一。
气体流量决定了吸收塔的尺寸和填料数量，它是吸收塔设计的起点。
2、液体流量液体流量是衡量吸收塔性能的重要指标之一。
液体流量要求经过塔体和填料液槽时能够喷淋到填料和气体中，从而实现吸收的目的。
3、气体温度气体温度是影响吸收塔工作效果的因素之一。
高温会导致液体蒸发速度减慢，吸收效果不佳，因此需要保持适宜的气体温度。
吸收塔的设计选型和计算
吸收塔的设计选型和计算吸收塔是一种常见的化工设备，主要用于气体或液体物质的吸收和分离。
设计选型和计算是吸收塔设计过程中的重要环节，本文将对吸收塔的设计选型和计算进行详细介绍。
一、吸收塔的设计选型吸收塔的设计选型是根据工艺要求和操作条件来确定的。
在进行设计选型时，需要考虑以下几个方面：1. 工艺要求：根据需要吸收的物质性质和组成、吸收效率要求等，确定吸收塔的设计参数。
例如，选择适当的填料材料、塔径、塔高等。
2. 流体性质：吸收塔的设计选型还需要考虑流体的性质，包括流体的流量、温度、压力等。
根据流体性质选择适当的吸收剂和溶质。
3. 塔内流体分布：吸收塔内流体的分布对吸收效果有很大影响。
设计时需要考虑塔顶和塔底的液相和气相分布，以及填料层的布置方式。
4. 塔型选择：吸收塔的塔型有很多种，常见的有板式塔、填料塔、喷淋塔等。
选择适当的塔型可以提高吸收效率和操作性能。
二、吸收塔的计算吸收塔的计算是为了确定塔的尺寸和操作参数，以满足设计要求。
吸收塔的计算主要包括以下几个方面：1. 塔径计算：根据流体的流量和操作要求，计算出吸收塔的塔径。
塔径的大小直接影响到液相和气相的接触效果和传质速率。
2. 塔高计算：根据吸收效率、塔径和填料性能等因素，计算出吸收塔的塔高。
塔高的大小决定了流体在塔内停留的时间，对传质效果有重要影响。
3. 填料计算：选择合适的填料材料，并根据填料的性能参数，计算填料层的高度和填料比表面积。
填料的选择和布置对吸收效果有重要影响。
4. 液相和气相流速计算：根据液相和气相的流量和流速要求，计算出液相和气相的流速。
流速的大小会影响到液相和气相的接触程度和传质速率。
5. 塔内压降计算：根据流体的性质和操作要求，计算出吸收塔的压降。
压降的大小对塔的能耗和操作费用有影响。
吸收塔的设计选型和计算是一项复杂而关键的工作，需要综合考虑多个因素。
合理的设计选型和计算可以提高吸收塔的吸收效率和操作性能，降低能耗和成本。
6.3吸收(或解析)塔的计算
五、解
吸
吸收：N A K y y y K x x x
解吸：N A K y
x
y －y K x x
1、解吸的方法：
a.通入惰性气体－气提，即降低y
b.加热使液体升温－提高气液平衡常数m c.降低系统的压力－提高气液平衡常数m 2、解吸塔高的计算: 方法与吸收塔相似，只是推动力与吸收时相反
y L ( x xa ) y a G
Xa
X
Xb
并流吸收塔的操作
并流操作的操作线方程
从塔顶到任一截面作物料衡算：
G,ya L,xa
y ya L ( x xa ) G
G y ya L x xa
ya yb
（塔顶）
A
斜率
L G
y
x
（塔底）
B
G,yb
yb
同样可推出液相:
L b dx h0 K x a x x x a
x
Kya－气相总体积吸收系数，kmol/m3.s Kxa－液相总体积吸收系数，kmol/m3.s 以气相或液相为推动力表示：
N A k y y yi k x xi x
x
G dy h0 y yi kya y a
吸收剂进口浓度的上限
经济上：xa h0 设备费用 但解吸要求高,费用 ,需综合考虑
L L ＝1.1 ~ 2.0 G G min
（3）吸收剂用量的确定：
L ym N OG h 即设备费降低 G 但L 操作费用提高
四、吸收塔的操作型计算
yb
N OG
ya
1 S y Sy
吸收塔的相关设计计算
烟气脱硫工艺主要设备吸收塔设计和选型（2） 喷淋塔吸收区高度设计（二）对于喷淋塔，液气比范围在8L/m 3-25 L/m 3之间[5]，根据相关文献资料可知液气比选择12.2 L/m 3是最佳的数值。
逆流式吸收塔的烟气速度一般在2.5-5m/s 范围内[5][6]，本设计方案选择烟气速度为3.5m/s 。
湿法脱硫反应是在气体、液体、固体三相中进行的，反应条件比较理想，在脱硫效率为90%以上时（本设计反案尾5%），钠硫比(Na/S)一般略微大于1，本次选择的钠硫比(Na/S)为1.02。
（3）喷淋塔吸收区高度的计算含有二氧化硫的烟气通过喷淋塔将此过程中塔内总的二氧化硫吸收量平均到吸收区高度内的塔内容积中,即为吸收塔的平均容积负荷――平均容积吸收率，以ζ表示。
首先给出定义，喷淋塔内总的二氧化硫吸收量除于吸收容积，得到单位时间单位体积内的二氧化硫吸收量ζ＝hC K V Q η0= (3) 其中 C 为标准状态下进口烟气的质量浓度，kg/m 3η为给定的二氧化硫吸收率,％;本设计方案为95％ h 为吸收塔内吸收区高度，mK 0为常数，其数值取决于烟气流速u(m/s)和操作温度(℃) ;K 0=3600u ×273/(273+t) 按照排放标准，要求脱硫效率至少95%。
二氧化硫质量浓度应该低于580mg/m 3（标状态）ζ的单位换算成kg/( m 2.s),可以写成 ζ=3600×h y u t /*273273*4.22641η+ (7) 在喷淋塔操作温度10050752C ︒+=下、烟气流速为 u=3.5m/s 、脱硫效率η=0.95 前面已经求得原来烟气二氧化硫SO 2质量浓度为 a (mg/3m )且 a=0.650×103mg/m 3而原来烟气的流量（200C ︒时）为标况20×103(m 3/h) (设为V a )换算成工况25360m3/h 时已经求得 V a =2×103 m 3/h=5.6 m 3/s故在标准状态下、单位时间内每立方米烟气中含有二氧化硫质量为2SO m =5.6×650mg/m 3=3640mg=3.64gV 2SO = 3.6422.4 L/mol 64/g g mol ⨯=1.3L/s=0.0013 m 3/s 则根据理想气体状态方程，在标准状况下，体积分数和摩尔分数比值相等 故 y 1=0.0013100%0.023%5.6⨯= 又 烟气流速u=3.5m/s, y 1=0.023%,C t ︒==75,95.0η总结已经有的经验，容积吸收率范围在5.5-6.5 Kg/（m 3﹒s ）之间[7]，取ζ=6 kg/（m 3﹒s ）代入（7）式可得 6=64273(3600 3.50.000230.95)/22.427375h ⨯⨯⨯⨯⨯+ 故吸收区高度h=6.17/6≈1.03m（4）喷淋塔除雾区高度（h 3）设计（含除雾器的计算和选型）吸收塔均应装备除雾器，在正常运行状态下除雾器出口烟气中的雾滴浓度应该不大于75mg/m 3 [9] 。
第九章 吸收塔设计计算
G dY dh
K ya Y Ye
dh G dX K xa X X e
h G Y1 dY
K ya Y2 Y Ye
.
h G X 1 dX K xa X2 X X e
h G Y1 dY Kya Y2 YYe
填料层高度h为 G
K ya
和
Y1
Y2
Y
dY
Y
e
两个量的乘积
总传质单元高度HOG 总传质单元数NOG hHOGNOG
消耗的纯吸收剂的量
.
2、操作线方程式的作用
1）说明塔内气液浓度变化情况， 2）通过与平衡线的对比，确定吸收推 动力,进行吸收速率计算 3）确定吸收剂的最小用量,从而确定吸 收剂的操作用量。
3、操作线与平衡线间的关系，要掌握以下
三个方面：
(1)在Y—X图上，吸收操作线必须处于平衡线之上 吸收是溶质由气相进入液相的过程。吸收能够进行必须要
►若吸收要求的气相浓度变化大，推动力有很 小，则气相总传质单元数就大，在填料塔中 要求的发生传质的单元个数就越多，填充塔 高度就越大
.
①当平衡线为直线时
► 对于低浓度气体的吸收，操作线为直线，在操作线范围内， 若平衡关系符合亨利定律，则平衡线也为直线
Y1 Y1 Ye1 Y2 Y2 Ye2
全塔的平均推动力=塔底和塔顶推动力
1）根据操作条件计算出关联图中横坐标
1
L G
G L
2
2）根据给定的填料查出对应的纵坐标值
v2f
g
G L
e0.2
3）将已知的φ Φ ρG ρL μe等值代入求出泛点速度值
4）选择实际操作流速v, v0.5~0.8vf
图中各符号的含义:
化工原理吸收塔的计算
填料层高度＝传质单元高度×传质单元数
（1）传质单元数（以NOG为例）
•定义：NOG
Y1 dY Y2 Y Y *
气相总传质单元数
NOG
Y1 dY Y2 Y Y *
Y1 Y2 (Y Y *)m
气相组成变化 平均传质推动力
• 传质单元数的意义：
反映了取得一定吸收效果的难易程度。
HL
NL
HOL
NOL
低浓度气体吸收塔计算填料层高度的基本公式
（二）传质单元高度与传质单元数
Z HG NG气相传质单元高度 气相传质单元数
Z HOG NOG气相总传质单元高度 气相总传质单元数
Z
HL
N
液相传质单元高度
L
液相传质单元数
Z
H OL
N
液相总传质单元高度
OL
液相总传质单元数
2.影响Y2的因素 L、G、m、X2、Y1
当L ,G , m L mG
若NOG已定，则由图可知：
Y2 Y1
mX2 mX2
Y2
当NOG、L / mG已定时，则
Y2 mX2 一定，令为1/
Y1 mX 2
则：Y2
Y1
(
1)mX 2
X 2 ,Y1 Y2
K ya ——气相总体积传质系数，kmol/（m3·s） Kxa ——液相总体积传质系数，kmol/（m3·s）
HG
NG
HOG
NOG
Z G Y1 dY G Y1 dY kY a Y2 Y1 Yi KY a Y2 Y Y *
吸收塔的计算
9.5.4 吸收塔的设计型计算
1、吸收塔吸收剂用量和填料层高度
1）计算公式 物料衡算式 相平衡方程式 吸收基本方程式
G ( y y ) L x x b a b a
y* mx
G y d y b h H N 0 O G O G y a K a y y y L x d x b h HN 0 O L O L x a x K * x x
G G ( yy ) L xx x yy )x 物料衡算式 b ( b a b a b a a L y y L L b a 1 . 2 1 . 2 G G x x m i n b a G qn H OG G qn已知，A可以计算求取； K y A
解得液相出口摩尔分数 y y G . 0 2 0 . 0 0 1 b a 0 x ( y y ) x 0 . 0 1 3 9 b b a a L L 1 . 3 7 G
②求传质单元数 平均推动力
(y b y b* ) ( ya ya* ) y m y b y b* ln * ya ya (y b mxb ) ( ya mxa ) 1.94 10 3 y b mxb ln ya mxa
2）吸收塔设计型计算的命题 设计要求： （1）达到分离要求最合理的溶剂用量； （2）达到分离要求所需要的塔高（填料层高）； （3）塔径（暂不计算）。 给定条件： yb、G、相平衡关系、分离要求(ya或η) 回收率
ya 1 yb
3）设计条件的选择
(1)流向选择，一般选择逆流操作;
(2)吸收剂进口浓度选择，
L L 1.2 G G min
根据吸收过程基本方程 填料层高度计算式
吸收塔的计算
yb 0.02
xa 0
则
y y . 0 20 . 0 0 2 b a 0 L / G 2 x x x b a b
所以
xb 0.009
y 1 . 5 x 1 . 5 0 . 0 0 9 0 . 0 1 3 5 b b
* ( y y ) ( y y ) ( 0 . 0 20 . 0 1 3 5 ) 0 . 0 0 2 b b a a y 0 . 0 0 3 8 2 m * 0 . 0 20 . 0 1 3 5 y y b b l n l n 0 . 0 0 2 y y a a
L L 1.2 G G min
根据吸收过程基本方程 填料层高度计算式
G y d y b h H N 0 O G O G y a y K a y y
平均推动力法求传质单元数 y y y y y d y b b a b a N O G * * y ( y m x ) ( y m x ) a y ( y y) ( y y y b b a a b b a a) * y m x y y b b b b l n l n * y m x y y a a a a 因此需要求取出塔液相含氨摩尔分数xb
y y . 0 20 . 0 0 2 b a 0 N 4 . 7 1 O G y 0 . 0 0 3 8 2 m
' hH N 1 . 4 4 4 . 7 1 6 . 7 8 m 0 O G O G
所以
' h h 6 . 7 842 . 7 8 m 0 0
技 术 上 ， x ， y ， h a m 0
经 济 上 ， x ， h ， 设 备 费 a 0
吸收塔基础设计计算书.
吸收塔基础设计计算书1.设计基本参数：1吸收塔高度H=34.852吸收塔直径D=163基本风压：Wo=0.54恒总重量4.1石灰石浆液重量mL26000004.2吸收塔壳体重量3730004.3内部件重量4.3.1除雾器(包含在塔体内)重量4.3.2喷淋层(包含在塔体内）重量mmkn/㎡KGKG(提资）(提资）风速2/1600(地勘资料）(提资）(提资）恒总重量=3184008Kg5吸收塔周圈活荷载(容重）350kg/㎡16.000（长度）5m（圈）重量87920Kg6吸收塔顶雪荷载(容重）65kg/㎡重量13062.4Kg2.荷载力计算2.1风荷载计算计算公式：Wk=βzμsμz Wo(考虑B类场地)Wo=0.5kn/㎡基本风压：将吸收塔沿高度方向分成6份，各段高度分别为(m)：5.811.617.423.22934.85由壳体每段高度查表（荷载规范7.2.1）得风荷载高度系数Uz分别为：（内插法）11.041.191.31.41.4920.718由UzWod=115.2和H/d=2.1,查规范7.3.1得风荷载体型系数Us=βz计算：计算公式：βz＝ξνϕ1+μzz荷载规范7.4.2取结构基本自振周期根据荷载规范附录：E 1.2.175.91≤700H2/D0=T1=0.410.35+0.85x10-3*H2/D0=1.83（荷载规范表7.4.3）脉动影响系数V=0.5（荷载规范表7.4.4-3）ϕz查表F1.3振形系数分别为：0.0460.170.3380.5460.8131βz分别为：1.041.151.261.381.531.61Fi=D*5.8*βz*μs*μz *Wo各段作用于壳顶各段的风荷载P分别为(KN)：34.7239.8349.9559.9571.4280.12∑=336.00注:基础高度1.8(基础高1.5+0.3)][h=19.236459.54M=kN.m2.2地震荷载计算计算水平地震影响系数α12.2.1由地质资料，地震基本烈度为6度；设计基本地震加速度值为0.082g，设计地震第一组特征周期Tg(s)=0.45查表得αmax=0.082(地勘资料）取α1=αmax=0.082底部剪力法计算水平地震力和罐底弯矩2.2.2(抗规5.2.1-1)计算公式FEK=α1Geq计算公式M=FEKhw故结构总的水平地震作用标准值FEK=2682.98kN注:基础高度1.8(基础高1.5+0.3)][h=11.0029512.79056M=kN.m2.3烟气产生内压推力(提资）进烟道F=279kN基础高度1.8(基础高1.h=16.05mM=4478.0kN.m(提资）出烟道F=110kN基础高度1.8(基础高1.h=33.05mM=3635.5kN.m2.4浆液管产生内力C1(循环泵入口)F=540kN基础高度1.8(基础高1.h=3.60mM=1944.0kN.mC2(喷淋层)F=26kN基础高度1.8(基础高1.h=19.4,21.2,23mM=1794.0kN.m2.5基础参数9074.6G(自重)=17m1.6m=A(面积)=226.873W=0.0982d=482.4566=362.984V(体积)=3.各种工况下最不利桩作用23桩有浆液竖向荷载(N+G)/n=1817kN空塔竖向荷载(N+G)/n=687kN风荷载作用M*y/(yi^2)=140kN水平地震作用M*y/(yi^2)=459KN烟道烟气推力作用M*y/(yi^2)=127kN浆液管作用M*y/(yi^2)=58kN4.各种工况下基底应力4.1地震组合:===4.2风荷载组合:=====246118171173214218171492954687kNkN/m2kN/m2kNkN/m2kN/mkNkN/m2最大偏心压力最大轴心压力最小轴心压力最大偏心压力最大轴心压力最小轴心压力最大偏心压力最大轴心压力<>><>><>33752812.5无拉应力27002250无拉应力270022504.3空塔+风载:=4.4水平力:=4201343.0kN/m2kN最小轴心压力><无拉应力36802250160kNkN地勘报告，单桩竖向承载力特征值水平承载力5.承台冲切演算5.1桩对承台的冲切冲切验算公式：Fl≤（0.7βhft+0.15σ其中βh＝0.93ft＝1.43×10KN/mσpc,m =0η=0.4+1.2/βs=0.4+1.2/2=1μm=6.40m （冲切破坏锥体周长）h0=1.4m故（0.7βhft+0.15σpc,m）ημmh0＝2RaRh==pc,m）ημmh0 (混凝土规范7.7.1-1)(0.7×0.93×1.43×103 ) ×1×6.4×1.4=8341KN≥1811KN 可以。
吸收塔设计计算(30页)
问题的提出 二. 计算依据 三. 设计型问题中参数的选择
.理论塔板与理论塔板数--板式塔
五. 解吸塔的设计计算 六. 吸收操作中的特殊问题
一.问题的提出
给定工艺条件及分离要求下，选择合理的设计参数， 计算 吸收剂用量、出口浓度及必须的塔高。
为解决上述问题，一般需要通过如下步骤： 1. 明确工艺要求，选定合理的参数与条件。
气液流动方式：逆流、并流＞
吸收剂的种类：气体易溶 I
入塔浓度：经济优化与工艺要求I 元数
液气比：1.1〜1.5倍最小液气比J
1
2. 测定或査得体积传质系数，计算H
最小液气比（教材47页）： 'A）二 乂 _人
IG J— < - x2
注意：
严格的讲，操作线方 程 的气液流量应该为 惰性 气体流量GB和纯 溶剂流 量Ls，浓度也 应该为摩 尔比。这里 进行了简化， （低浓 度）。
达到一块理论板分离效果所需要的填料层髙度，为填料 的等板 髙度，由表示。其大小反映了传质的动力学特 性，通常由实验 测定。 填料层髙度表示为：
H ^N He
当操作线与平衡线均为直线且4=/时，有N=N贝L = HOG
常用解吸方法： 1. 气提法：通入惰性气体。 2. 汽提法：通入水蒸气 水蒸气既可作惰性气体，又可作加热介质
最大液气比（或最小气液比）：
=AlzZi
VGJ max
x2 — xl
G
]
L)
yl
coy
(G、
H2
实际气液比，
L> L
六.吸收操作中的特殊问题 1.多组分吸收
存在范围广
处理办法：简化为单组分吸收 1） 根据工艺要求，保证关键组分的吸收要求 2） 计算其它组分吸收的程度
吸收塔的设计选型和计算
吸收塔的设计选型和计算吸收塔是一种广泛应用于化工领域的设备，主要用于将废气中的有害物质吸收或吸附，并通过物理或化学方式将其转化为无害物质。
吸收塔的设计选型和计算对于确保设备的效率和安全性非常重要。
本文将探讨吸收塔的设计选型和计算，并提供一些建议和注意事项。
一、吸收塔的设计选型在选择吸收塔的设计方案时，需要考虑以下几个因素：1.废气组成：首先需要了解废气中有害物质的成分和浓度，不同成分的废气需要采用不同的吸收剂和吸收塔设计。
2.废气流量：根据废气流量的大小，确定吸收塔的尺寸和塔筒截面。
3.吸收塔的操作压力：废气的操作压力需要与吸收塔的操作压力相匹配，以确保废气能够有效进入吸收塔并被吸收剂吸收。
4.吸收塔的操作温度：废气的操作温度需要与吸收塔的操作温度相匹配，以确保废气能够与吸收剂充分接触并被吸收。
根据以上因素，可以选择适合的吸收剂和吸收塔类型，如物理吸收塔、化学吸收塔、反应器或吸附剂床等。
同时还需要考虑设备的耐腐蚀性能、操作的方便性以及经济性等。
二、吸收塔的计算在吸收塔的计算过程中，主要涉及以下几个方面：1.塔筒尺寸的计算：根据废气流量和吸收剂流量，计算出塔筒的尺寸、截面积和高度。
(1)塔筒尺寸的计算可以根据设计规范中提供的公式或经验公式进行，也可以通过计算软件进行模拟计算。
(2)应根据所选用的吸收剂类型，合理确定吸收塔的截面形状，如圆形、椭圆形或方形等。
(3)根据吸收剂和废气流量，计算出塔筒内液体或气体相的流速，以确保充分接触和传质。
2.传质的计算：根据质量传递方程，计算吸收塔中吸收剂和废气之间的质量传递速率。
(1)应根据吸收剂和废气之间的浓度差和接触面积，采用质量传递方程进行计算。
(2)根据不同的吸收塔类型，可采用不同的质量传递模型进行计算，如片状模型、湿壁模型、湿塔模型等。
(3)在计算过程中需要考虑吸收剂的流动特性和废气相空隙速度等因素。
3.塔顶排放气体的计算：根据塔顶排放气体的浓度和流量，计算出塔顶的压力损失和排放气体的处理方式。
吸收塔的相关设计计算
烟气脱硫工艺主要设备吸收塔设计与选型(2) 喷淋塔吸收区高度设计(二)对于喷淋塔,液气比范围在8L/m 3-25 L/m 3之间[5],根据相关文献资料可知液气比选择12、2 L/m 3就是最佳的数值。
逆流式吸收塔的烟气速度一般在2、5-5m/s 范围内[5][6],本设计方案选择烟气速度为3、5m/s 。
湿法脱硫反应就是在气体、液体、固体三相中进行的,反应条件比较理想,在脱硫效率为90%以上时(本设计反案尾5%),钠硫比(Na/S)一般略微大于1,本次选择的钠硫比(Na/S)为1、02。
(3)喷淋塔吸收区高度的计算含有二氧化硫的烟气通过喷淋塔将此过程中塔内总的二氧化硫吸收量平均到吸收区高度内的塔内容积中,即为吸收塔的平均容积负荷――平均容积吸收率,以ζ表示。
首先给出定义,喷淋塔内总的二氧化硫吸收量除于吸收容积,得到单位时间单位体积内的二氧化硫吸收量ζ＝hC K V Q η0= (3) 其中 C 为标准状态下进口烟气的质量浓度,kg/m 3η为给定的二氧化硫吸收率,％;本设计方案为95％ h 为吸收塔内吸收区高度,mK 0为常数,其数值取决于烟气流速u(m/s)与操作温度(℃) ;K 0=3600u ×273/(273+t) 按照排放标准,要求脱硫效率至少95%。
二氧化硫质量浓度应该低于580mg/m 3(标状态)ζ的单位换算成kg/( m 2、s),可以写成ζ=3600×h y u t /*273273*4.22641η+ (7) 在喷淋塔操作温度10050752C ︒+=下、烟气流速为 u=3、5m/s 、脱硫效率η=0、95前面已经求得原来烟气二氧化硫SO 2质量浓度为 a (mg/3m )且 a=0、650×103mg/m 3而原来烟气的流量(200C ︒时)为标况20×103(m 3/h) (设为V a )换算成工况25360m3/h 时已经求得 V a =2×103 m 3/h=5、6 m 3/s故在标准状态下、单位时间内每立方米烟气中含有二氧化硫质量为2SO m =5、6×650mg/m 3=3640mg=3、64gV 2SO = 3.6422.4 L/mol 64/g g mol ⨯=1、3L/s=0、0013 m 3/s 则根据理想气体状态方程,在标准状况下,体积分数与摩尔分数比值相等 故 y 1=0.0013100%0.023%5.6⨯= 又 烟气流速u=3、5m/s, y 1=0、023%,C t ︒==75,95.0η总结已经有的经验,容积吸收率范围在5、5-6、5 Kg/(m 3﹒s)之间[7],取ζ=6 kg/(m 3﹒s)代入(7)式可得6=64273(3600 3.50.000230.95)/22.427375h ⨯⨯⨯⨯⨯+ 故吸收区高度h=6、17/6≈1、03m(4)喷淋塔除雾区高度(h 3)设计(含除雾器的计算与选型)吸收塔均应装备除雾器,在正常运行状态下除雾器出口烟气中的雾滴浓度应该不大于75mg/m 3 [9] 。
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烟气脱硫工艺主要设备吸收塔设计和选型（2） 喷淋塔吸收区高度设计（二）对于喷淋塔，液气比范围在8L/m 3-25 L/m 3之间[5]，根据相关文献资料可知液气比选择12.2 L/m 3是最佳的数值。
逆流式吸收塔的烟气速度一般在2.5-5m/s 范围内[5][6]，本设计方案选择烟气速度为3.5m/s 。
湿法脱硫反应是在气体、液体、固体三相中进行的，反应条件比较理想，在脱硫效率为90%以上时（本设计反案尾5%），钠硫比(Na/S)一般略微大于1，本次选择的钠硫比(Na/S)为1.02。
（3）喷淋塔吸收区高度的计算含有二氧化硫的烟气通过喷淋塔将此过程中塔内总的二氧化硫吸收量平均到吸收区高度内的塔内容积中,即为吸收塔的平均容积负荷――平均容积吸收率，以ζ表示。
首先给出定义，喷淋塔内总的二氧化硫吸收量除于吸收容积，得到单位时间单位体积内的二氧化硫吸收量ζ＝hC K V Q η0= (3) 其中 C 为标准状态下进口烟气的质量浓度，kg/m 3η为给定的二氧化硫吸收率,％;本设计方案为95％ h 为吸收塔内吸收区高度，mK 0为常数，其数值取决于烟气流速u(m/s)和操作温度(℃) ;K 0=3600u ×273/(273+t) 按照排放标准，要求脱硫效率至少95%。
二氧化硫质量浓度应该低于580mg/m 3（标状态）ζ的单位换算成kg/( m 2.s),可以写成ζ=3600×h y u t /*273273*4.22641η+ (7) 在喷淋塔操作温度10050752C ︒+=下、烟气流速为 u=3.5m/s 、脱硫效率η=0.95 前面已经求得原来烟气二氧化硫SO 2质量浓度为 a (mg/3m )且 a=0.650×103mg/m 3而原来烟气的流量（200C ︒时）为标况20×103(m 3/h) (设为V a )换算成工况25360m3/h 时已经求得 V a =2×103 m 3/h=5.6 m 3/s故在标准状态下、单位时间内每立方米烟气中含有二氧化硫质量为2SO m =5.6×650mg/m 3=3640mg=3.64gV 2SO = 3.6422.4 L/mol 64/g g mol ⨯=1.3L/s=0.0013 m 3/s 则根据理想气体状态方程，在标准状况下，体积分数和摩尔分数比值相等 故 y 1=0.0013100%0.023%5.6⨯= 又 烟气流速u=3.5m/s, y 1=0.023%,C t ︒==75,95.0η总结已经有的经验，容积吸收率范围在5.5-6.5 Kg/（m 3﹒s ）之间[7]，取ζ=6 kg/（m 3﹒s ）代入（7）式可得6=64273(3600 3.50.000230.95)/22.427375h ⨯⨯⨯⨯⨯+ 故吸收区高度h=6.17/6≈1.03m（4）喷淋塔除雾区高度（h 3）设计（含除雾器的计算和选型）吸收塔均应装备除雾器，在正常运行状态下除雾器出口烟气中的雾滴浓度应该不大于75mg/m 3 [9] 。
除雾器一般设置在吸收塔顶部（低流速烟气垂直布置）或出口烟道（高流速烟气水平布置),通常为二级除雾器。
除雾器设置冲洗水，间歇冲洗冲洗除雾器。
湿法烟气脱硫采用的主要是折流板除雾器，其次是旋流板除雾器。
① 除雾器的选型折流板除雾器 折流板除雾器是利用液滴与某种固体表面相撞击而将液滴凝聚并捕集的，气体通过曲折的挡板，流线多次偏转，液滴则由于惯性而撞击在挡板被捕集下来。
通常，折流板除雾器中两板之间的距离为20-30mm ，对于垂直安置，气体平均流速为2－3m/s ；对于水平放置，气体流速一般为6－10m/s 。
气体流速过高会引起二次夹带。
旋流板除雾器 气流在穿过除雾器板片间隙时变成旋转气流，其中的液滴在惯性作用下以一定的仰角射出作螺旋运动而被甩向外侧，汇集流到溢流槽内，达到除雾的目的，除雾率可达90％－99％。
喷淋塔除雾区分成两段，每层喷淋塔除雾器上下各设有冲洗喷嘴。
最下层冲洗喷嘴距最上层喷淋层（3-3.5）m ，距离最上层冲洗喷嘴（3.4-32）m 。
② 除雾器的主要设计指标a.冲洗覆盖率：冲洗覆盖率是指冲洗水对除雾器断面的覆盖程度。
冲洗覆盖率一般可以选在100 %～300 %之间。
冲洗覆盖率%=%100*22Atg h n απ 式中 n 为喷嘴数量，20个;α为喷射扩散角，90A 为除雾器有效通流面积 ,15 m 2h 为冲洗喷嘴距除雾器表面的垂直距离,0.05m所以 冲洗覆盖率%=%100*22A tg h n απ= 22200.051100%15π⨯⨯⨯=203% b.除雾器冲洗周期：冲洗周期是指除雾器每次冲洗的时间间隔。
由于除雾器冲洗期间会导致烟气带水量加大。
所以冲洗不宜过于频繁,但也不能间隔太长,否则易产生结垢现象,除雾器的冲洗周期主要根据烟气特征及吸收剂确定。
c.除雾效率。
指除雾器在单位时间内捕集到的液滴质量与进入除雾器液滴质量的比值。
影响除雾效率的因素很多,主要包括:烟气流速、通过除雾器断面气流分布的均匀性、叶片结构、叶片之间的距离及除雾器布置形式等。
d.系统压力降。
指烟气通过除雾器通道时所产生的压力损失 ,系统压力降越大 ,能耗就越高。
除雾系统压降的大小主要与烟气流速、叶片结构、叶片间距及烟气带水负荷等因素有关。
当除雾器叶片上结垢严重时系统压力降会明显提高 ,所以通过监测压力降的变化有助把握系统的状行状态 ,及时发现问题 ,并进行处理。
e.烟气流速。
通过除雾器断面的烟气流速过高或过低都不利于除雾器的正常运行 ,烟气流速过高易造成烟气二次带水,从而降低除雾效率,同时流速高系统阻力大,能耗高。
通过除雾器断面的流速过低,不利于气液分离,同样不利于提高除雾效率。
设计烟气流速应接近于临界流速。
根据不同除雾器叶片结构及布置形式,设计流速一般选定在3.5～5.5m/ s 之间。
本方案的烟气设计流速为6.9m/s 。
f.除雾器叶片间距。
除雾器叶片间距的选取对保证除雾效率 ,维持除雾系统稳定运行至关重要。
叶片间距大 ,除雾效率低 ,烟气带水严重 ,易造成风机故障 ,导致整个系统非正常停运。
叶片间距选取过小,除加大能耗外 ,冲洗的效果也有所下降 ,叶片上易结垢、堵塞 ,最终也会造成系统停运。
叶片间距一般设计在 20～95mm。
目前脱硫系统中最常用的除雾器叶片间距大多在30～50mm。
g.除雾器冲洗水压。
除雾器水压一般根据冲洗喷嘴的特征及喷嘴与除雾器之间的距离等因素确定，喷嘴与除雾器之间距离一般小于1m ,冲洗水压低时,冲洗效果差,冲洗水压过高则易增加烟气带水,同时降低叶片使用寿命。
h.除雾器冲洗水量。
选择除雾器冲水量除了需满足除雾器自身的要求外，还需考虑系统水平衡的要求,有些条件下需采用大水量短时间冲洗,有时则采用小水量长时间冲洗,具体冲水量需由工况条件确定,一般情况下除雾器断面上瞬时冲洗耗水量约为1-4m3/m2.h③除雾器的最终设计参数本设计中设定最下层冲洗喷嘴距最上层喷淋层3m。
距离最上层冲洗喷嘴3.5m。
1)数量：1套×1units=套2)类型：V型级数：2级3)作用：除去吸收塔出口烟气中的水滴，以便减少烟囱出烟口灰尘量。
4)选材：外壳：碳钢内衬玻璃鳞片；除雾元件：阻燃聚丙烯材料（PP）；冲洗管道：FRP；冲洗喷嘴：PP。
表4 除雾器进出口烟气条件基于锅炉100%BMCR工况进行设计除雾器进口除雾器出口烟气量----------- ------------温度℃50 ------------烟气压力mmAq 113(1.11kPaG) 93(0.91kPaG)雾滴含量mg/m3N(D) ------------ ≤755)雾滴去除率：99.75% 为达到除雾器出口烟气雾滴含量小于75mg/Nm3（干态），除雾器的雾滴去除率需要达到99.75% 以上。
6)除雾器内烟气流速：6.9m/sa.重散布速度大直径的雾滴颗粒可以通过除雾器元件惯性作用产生颗粒间碰撞从而去除雾滴。
（平均颗粒直径大小为100～200μm）。
因此，烟气流速越高，雾滴去除率越高。
但是，被去除的雾滴会重新散布，而降低雾滴去除效率。
这就是雾滴重散布速度的概念。
b．通过除雾器的烟气流速为了使除雾器的雾滴去除率达到99.75% 以上，根据吸收塔出口端（即除雾器入口端）雾滴颗粒直径的实际分布状况，直径大于17μm的雾滴颗粒必须100％完全去除。
综上所述，除雾区的最终高度确定为3.5m ，即h 3=3.5m（5) 喷淋塔浆液池高度设计（设高度为h 2）浆液池容量V 1按照液气比L/G 和浆液停留时间来确定，计算式子如下： 11N L V V t G=⨯⨯ 其中 L/G 为 液气比,12.2L/m 3V N 为烟气标准状态湿态容积，V N =V g =39.40m 3/sT 1=2-6 min [8],取t 1=2.8min=168s由上式可得喷淋塔浆液池体积V !=(L/G) ×V N ×t !=12.20×39.40×168=80.02 m 3选取浆液池内径等于吸收区内径，内径D 2= D i =3.8m而V 1=0.25×3.14×D 2×D 2×h 2=0.25×3.14×3.8×3.8×h 2所以 h 2=7.06m（6) 喷淋塔烟气进口高度设计（设高度为h 4）根据工艺要求，进出口流速（一般为12m/s-30m/s ）确定进出口面积，一般希望进气在塔内能够分布均匀，且烟道呈正方形，故高度尺寸取得较小，但宽度不宜过大，否则影响稳定性.因此取进口烟气流速为20m/s ，而烟气流量为36.30 m 3/s ，可得 s m s m m h /30.36/253224=⨯ 所以 h 4=1.20m2×1.20=2.40m(包括进口烟气和净化烟气进出口烟道高度)综上所述，喷淋塔的总高（设为H,单位m ）等于喷淋塔的浆液池高度h 2 (单位m)、喷淋塔吸收区高度h (单位m)和喷淋塔的除雾区高度h 3（单位m ）相加起来的数值。
此外，还要将喷淋塔烟气进口高度h 4（单位m ）计算在内因此喷淋塔最终的高度为H= h+h 2+h 3+ h 4=18.47+7.06+3.50+2.40=31.43m 取圆整值32m4.1.1.2 喷淋塔的直径设计根据锅炉排放的烟气，计算运行工况下的塔内烟气体积流量，此时要考虑以下几种引起烟气体体积流量变化的情况：塔内操作温度低于进口烟气温度，烟气容积变小；浆液在塔内蒸发水分以及塔下部送入空气的剩余氮气使得烟气体积流量增大。