吸收塔设计工艺
吸收塔工程施工设计方案
XX电厂一期2×300MW机组烟气脱硫工程吸收塔制造安装
施工方案
1、工程概况
1.1 XXXX电厂位于XX省XX市郊，由大唐发电有限公司投资兴建，我单位承接本项工程一期制作安装2台300MW发电机组排烟脱硫系统吸收塔的制装，吸收塔是整个排烟脱硫系统工艺中最大、最重要的非标准设备。该工程工期短，工序交叉多，设备制装要求高，现场
安装环境差，给工程施工带来了一定的难度。
1.2 吸收塔主要技术参数
2、编制依据
2.1 吸收塔设计图纸
2.2 GB50205-95《钢结构工程施工及验收规范》
2.3 GB150-98《钢制压力容器》
2.4 DL/T869-2004《火力发电厂焊接技术规程》
2.5 DL/T5047-95《电力建设施工及验收技术规范》（锅炉机组篇）
2.6 GBJ128-90《立式圆筒型钢制焊接油罐施工及验收规范》
2.7 SH3530-93《石油化工立式圆筒型钢制储罐施工工艺标准》
2.8 JB4708-2000《钢制压力容器焊接工艺评定》
2.9 JB/T4709-2000《钢制压力容器焊接规程》
2.10 JB4735-97《压力容器无损检测》
2.11 吸收塔设备技术协议及规范书
3、施工工艺程序与施工方法、技术措施
3.1施工方法
3.1.1 本工程塔体部分采用液压千斤顶提升倒装法进行安装，即将塔底环板铺设在基础上并用卡具打紧，随后在底板上放出塔壁基准线，依据塔壁基准线组装塔体最上部倒数第三带壁板并焊接，随后正装倒数第二带和最上一层带板、壁板加强筋及其附属构件、出口收缩段锥体和出口法兰并完成焊接检验工作。安装塔内提升装置并试运行二次，各液压顶动作必须协调一致，将上三带板接锥顶整体提升至一米高度后在外侧围下一带板，待全部放置到位后继续提升至一带板高度，然后按图纸找正并完成焊接检验工作，最后按同样方法依次提升直至塔体全部组装完毕，壁板提升过程中应同步完成塔体加强筋、塔壁检修人孔、接管和平台牛腿的安装。待塔体全部组装完毕后再在塔内搭设脚手架由下至上依次完成内件、进口烟道和塔平台钢结构的安装。施工过程中利用两套提升装置采取两台按同样顺序交叉施工的方法，铆工在每一带壁板提升完毕，横焊缝组对好并交由焊工施焊后，即可进行另一台塔的壁板板提升及组对工作，如此循环往复，
二氧化硫填料吸收塔的课程设计
二氧化硫填料吸收塔的课程设计
二氧化硫填料吸收塔是一种常用的工业废气处理设备，其主要作用是将工业烟气中的二氧化硫（SO2）等有毒有害气体经过吸收液处理后
转化为无害的硫酸或硫酸盐等物质。以下是二氧化硫填料吸收塔的课程设计建议：
一、设计任务
设计一套二氧化硫填料吸收塔，对污染气体中的二氧化硫进行吸收处理，将其转化为硫酸盐等物质。具体要求如下：
1.设计一套单级立式填料吸收塔，应考虑吸收效率、填料摆放方式、液流量和泵选型等参数。
2.选择合适的吸收液，建立吸收液稀释与循环系统，并估算其化学消耗量。
3.设计吸收塔底部的收集槽，实现二氧化硫的收集和回收。
4.制定操作规程和紧急处理方案，保证设备的安全运行。
二、设计步骤
1.确定设计参数，包括吸收液种类、填料类型和数量、吸收液循环流量和泵型号、收集槽尺寸和材质等。
2.进行吸收液配制试验，并根据试验结果确定吸收液的组成、浓度和稀释方案。
3.根据塔内流体动力学理论，优化填料摆放方式，选择合适的填料高度和层数。
4.设计吸收塔的结构和支撑体系，选择合适的材料和标准进行设计。
5.进行工艺流程模拟和设备性能计算，优化设计参数，并绘制各项工艺图纸。
6.制定操作规程和紧急处理方案，并进行模拟实验和应急演练。
三、注意事项
1.设计中应充分考虑环保和安全要求，确保设备能够达到相关标准和指标。
2.设计中应注重填料的选择和摆放，以及吸收液的循环流量和泵选型，这对于吸收效率和设备运行费用有着重要的影响。
3.设计中应充分考虑设备的可维护性和易操作性，尽可能地降低运行成本。
4.设计完成后应进行安全评估和性能测试，确保设备的可靠性和稳定性。
吸收塔的设计
课程设计任务书
1.设计题目：水吸收二氧化硫过程填料吸收塔的设计
矿石焙烧炉送出的气体冷却到25℃后送入填料塔中，用20℃清水洗涤除去其中的SO
2
。
入塔的炉气流量为2250m3/h，其中进塔SO
2的摩尔分数为0．05，要求SO
2
的吸收率为96％。
吸收塔为常压操作，因该过程液气比很大，吸收温度基本不变，可近似取为清水的温度。
吸收剂的用量为最小量的1．4倍。
2.工艺操作条件：
(1) 操作平均压力常压101.325kpa
(2) 操作温度t=20℃
(4) 所用填料为D N38聚丙烯阶梯环形填料。
3.设计任务
完成填料吸收塔的工艺设计与计算，有关附属设备的设计和选型，绘制吸收系统工艺流程图和吸收塔工艺条件图，编写设计说明书。
目录
摘要 (1)
1绪论 (2)
1.1吸收技术概况 (2)
1.2吸收过程对设备的要求及设备的发展概况 (2)
1.3吸收在工业生产中的应用 (2)
1.3.1吸收的应用概况 (3)
1.3.2典型吸收过程 (3)
2设计方案 (4)
2.1吸收方法及吸收剂的选择 (4)
2.1.1吸收方法 (4)
2.1.2吸收剂的选择: (4)
2.2吸收工艺的流程 (5)
2.2.1吸收工艺流程的确定 (5)
2.2.2吸收工艺流程图及工艺过程说明 (6)
2.3操作参数的选择 (6)
2.3.1操作温度的选择 (6)
2.3.2操作压力的选择 (6)
2.3.3吸收因子的选择 (7)
2.4吸收塔设备及填料的选择 (8)
2.4.1吸收塔的设备选择 (8)
2.4.2填料的选择 (8)
3吸收塔的工艺计算 (9)
3.1基础物性数据 (9)
(完整word版)填料吸收塔设计说明书
学校：华东交通大学
学院：基础科学学院
姓名：王业贵
学号：20100810030111
指导老师：周枚花老师
时间：2013.12.30-2014.1.10
一、设计任务书
一、设计题目
年处理量为4
吨氮气填料吸收塔的设计
2.0410
二、设计任务及操作条件
试设计一座填料吸收塔，用于脱除混于空气中的氨气。混合气体的处理量为2400 m3/h，其中含空气95%，含氨气为5％（体积分数），要求塔顶排放气体中含氨低于0.02％（体积分数）。
采用清水进行吸收，吸收剂的用量为最小用量的1.5倍。20℃氨在水中的溶解度系数为H ＝0.725kmol/（m3.kPa）
三、工艺操作条件
1.厂址为南昌地区
2.操作压力为101.3kpa
3.操作温度20℃
4.每年生产时间：300天，每天24小时
5.自选填料类型及规格
四、设计内容
1. 吸收流程选择
2. 填料选择（根据处理量选择）
3. 基础物性数据的搜集与整理
4. 吸收塔的物料衡算
5. 填料塔的工艺尺寸计算（塔径，填料层高度，填料层压降）
6. 流体分布器简要设计
7.辅助设备的计算及选型
8.设计结果一览表
9.后记（对设计过程的评述和有关问题的讨论）
10.绘制有关图纸
11.编写设计说明
五、化工设计说明书的内容
完整的化工设计报告由说明书图纸两部分组成。设计说明书中应包括所有论述、原始数据、计算、表格等，编排顺序如下：
（1）标题页；
（2）设计任务书；
（3）目录；
（4）设计方案简介；
（5）工艺流程草图；
（6）工艺计算以主体设备设计计算及选型；
（7）辅助设备的计算及选择；
（8）设计结果概要或设计一览表；
二氧化碳吸收塔设计
《化工原理》课程设计水吸收二氧化碳填料塔设计
学院医药化工学院
专业精细化工
班级
姓名
学号
指导教师
年月日
目录
概述 (1)
1. 设计题目 (1)
2. 操作条件 (1)
3.填料类型 (1)
4.设计内容 (1)
4.1吸收剂的选择 (1)
4.2装置流程的确定 (1)
4.3填料的类型与选择 (2)
5.填料吸收塔的工艺尺寸的计算......................... .. (2)
5.1基础物性数据 (2)
5.1.1液相物性数据 (2)
5.1.2气相物性数据 (2)
5.1.3气液相平衡数据 (2)
5.2物料衡算 (2)
5.3填料塔的工艺尺寸计算 (3)
5.3.1塔径计算 (3)
5.3.2填料层高度计
算 (4)
6.填料层压降计算 (6)
7.液体分布器建简要设计 (7)
7.1液体分布器的选型 (7)
7.2分布点密度计算 (7)
7.3布液计算 (7)
8. 吸收塔接管尺寸计算 (8)
9.要符号说明 (8)
9.1料的特性参数 (8)
9.2符号说明 (8)
.
附图（工艺流程简图、主体设备设计条件图）
概述
填料塔不但结构简单，且流体通过填料层的压降较小，易于用耐腐蚀材料制造，所以它特别适用于处理量小，有腐蚀性的物料及要求压降小的场合。
液体自塔顶经液体分布器喷洒于填料顶部，并在填料的表面呈膜状流下，气体从塔底的气体口送入，流过填料的空隙，在填料层中与液体逆流接触进行传质。因气液两相组成沿塔高连续变化，所以填料塔属连续接触式的气液传质设备。吸收操作在化学工业中是一种重要的分离方法，本次设计采用水吸收空气中的二氧化碳，处理流量为3800m3/h，其中进塔二氧化碳的体积分数为7%，二氧化碳的吸收率达到95％。吸收效果以减少对大气的污染，属于物理吸收。影响吸收的因素主要为溶质在吸收剂中的溶解度,其吸收速率主要决定于气相或液相与界面上溶质的浓度差，以及溶质从气相向液相传递的扩散速率。本设计本设计采用4个同类型的吸收塔并联，塔高8.4m，塔径2.9m，采用聚丙烯阶梯填料，具有通量大、阻力小、传质效率高等优点，可以达到较好的通过能力和分离效果。一般说来，完整的吸收过程应包括吸收和解吸两部分。在化工生产过程中，原料气的净化，气体产品的精制，治理有害气体，保护环境等方面都要用到气体吸收过程。
吸收塔设计(附图)
填料吸收塔课程设计说明书
专业应用化学
班级0704班
姓名李海涛
班级序号 3
目录
一前言 (2)
二设计任务 (2)
三设计条件............................................................ (2)
四设计方案 (2)
1流程图及流程说明
2填料塔的选择
五工艺计算 (5)
1物料衡算，确定塔顶，塔底的气、液流量和组成
2泛点的计算
3塔径的计算
4 填料层高度的计算
5 填料层压降的计算
6 液体分布装置
7分布点密度计算
8 液体再分布装置
9气体入塔分布
六填料吸收塔的附属设备 (5)
1填料支撑板
2填料压板和床层限制版
七设计一览表 (6)
八课程设计总结 (6)
九主要符号说明 (6)
十参考文献 (9)
十一附图.......................................................... . (13)
前言
塔设备是炼油、化工、石油化工等生产中广泛应用的气液传质设备。根据塔内气液接触部件的形式，可以分为填料塔和板式塔。板式塔属于逐级接触逆流操作，填料塔属于微分接触操作。工业上对塔设备的主要要求：（1）生产能力大（2）分离效率高（3）操作弹性大（4）气体阻力小结构简单、设备取材面广等。
塔型的合理选择是做好塔设备设计的首要环节，选择时应考虑物料的性质、操作的条件、塔设备的性能以及塔设备的制造、安装、运转和维修等方面的因素。板式塔的研究起步较早，具有结构简单、造价较低、适应性强、易于放大等特点。
填料塔由填料、塔内件及筒体构成。填料分规整填料和散装填料两大类。塔内件有不同形式的液体分布装置、填料固定装置或填料压紧装置、填料支承装置、液体收集再分布装置及气体分布装置等。与板式塔相比，新型的填料塔性能具有如下特点：生产能力大、分离效率高、压力降小、操作弹性大、持液量小等优点。
填料吸收塔设计方案
填料吸收塔设计方案
1、设计方案简介
1.1吸收剂的选择
根据所处理混合气体，可采用洗油为吸收剂，其物理化学性质稳定，选择性好，符合吸收过程对吸收剂的基本要求。
1.2吸收流程
该吸收过程可采用简单的一步吸收流程，同时应对吸收后的洗后进行再生处理。以混合气体原有的状态即27℃和1atm条件下进行吸收，流程如图2-1所示。混合气体进入吸收塔，与洗油逆流接触后，得到净化气排放，吸收苯后的洗油，经富液泵送入再生塔塔顶，用过热水蒸气进行气提解吸操作，解吸后的洗油经贫油泵，送回吸收塔塔顶，循环使用，气提气则进入冷凝系统进行苯水分离。
1.3吸收塔设备及塔填料选择
该过程处理量不大，所用的塔直径不会太大，故采用填料塔较为适宜，并选用25mm塑料作阶梯环填料，其主要性能参数如下。
经查表将25mm塑料阶梯环的主要物性参数见下表1-1。
表1-1 25mm塑料阶梯环的物性参数[]1
比表面积α填料因子孔隙率ε填料的对应A值泛点填料因子填料的表面张力
228 260 0.9 0.204 176 75
1.4解吸塔设备及塔填料选择
解吸塔采用水蒸气加热再生法，并选用25mm碳钢阶梯环填料，其主要性能参数见下表1-2。
表1-2 25mm碳钢阶梯环的物性参数[]1
比表面积α填料因子孔隙率ε填料的对应A值泛点填料因子填料的表面张力
220 273 0.93 0.106 176 75
1.5操作参数选择
操作参数主要包括吸收（解吸）压力、温度及吸收因子（解吸因子）。吸收过程：1atm、27℃；解析过程：1atm、120℃。吸收因子（解吸因子）通过工艺过程设计计算得出。
烟气脱硫吸收塔设计
烟气脱硫吸收塔设计
摘要
在概述我国烟气脱硫技术现状，介绍了一些国外的烟气脱硫技术的基础上分析了我国燃煤锅炉烟气脱硫技术的发展前景。本文针对设计任务书中所给出的烟气含量和脱硫要求，结合我国烟气脱硫的技术现状选择了顺应吸收塔发展潮流的喷淋塔作为设计对象来实现石灰石－石膏湿法烟气脱硫，主要设计吸收塔部分。
本设计用于小型机组的烟气脱硫，这套工艺采用了脱硫、除尘和就地强制氧化同时完成的高性能化组合塔型。设计塔内烟气的流速为3 m•s-1 ，液气比为18 L•m-3，钙硫比为1.04。喷淋塔主体、除雾器和再热器依次垂直布置，这样塔的整体布局将会更加紧凑，占地面积较小。采用价廉易得的石灰石为原料，脱硫产物石膏品质优良，可代替天然石膏使用。采取了回收与抛弃兼容的处理方法。本文还介绍了湿式石灰石-石膏烟气脱硫工艺的各个子系统，大致确定了本工艺中选用各子系统的的处理流程、装置和设备。并对所设计的烟气脱硫工艺进行了技术经济分析。
关键词：湿法烟气脱硫，喷淋塔，石灰石－石膏法
ABSTRACT
After summarizes the flue gas desulphurization technical present situation of our country，also introduces some overseas technologies of flue gas desulphurization. This thesis analyzed developing prospect of the flue gas desulphurization technologies of our country. The spray scrubber, which is the developing trend of absorption tower ,is designed for CaCO3－CaSO4 wet flue gas desulphurization in this paper according to the composition of the fume gas and the desulphurization request. The major mission of the paper is design of the absorber.
吸收塔系统工艺规程
吸收塔系统工艺规程
16.1脱硫吸收塔及其内部件检修
16.1.1脱硫吸收塔及其内部件概述
吸收塔为圆柱形，尺寸为Φ15.2×31.600m，结构如图所示。由锅炉引风机来的烟气，经增压风机升压后，从吸收塔中下部进入吸收塔，脱硫除雾后的净烟气从塔顶侧向离开吸收塔。塔的下部为浆液池，设四个侧进式搅拌器。氧化空气由四根矛式喷射管送至浆池的下部，四根矛状管中三根的出口都非常靠近搅拌器，将吹入池中的氧化空气由搅拌器打碎成小气泡以增加传质面积。烟气进口上方的吸收塔中上部区域为喷淋区，喷淋区的下部设置一合金托盘，托盘上方设三个喷淋层，喷淋层上方为二级串联的除雾器。塔身共设六层钢平台，每个喷淋层、托盘及每级除雾器各设一个钢平台，钢平台附近及靠近地面处共设六个人孔门。
图4
1烟气出口2除雾器3喷淋层4喷淋区5冷却区6浆液循环泵7氧化空气管8搅拌器9浆液池10烟气进口11喷淋管12除雾器清洗喷嘴13碳化硅空心锥喷嘴吸收塔包括一个托盘，三层喷淋装置以及两级除雾器和除雾器冲洗水系统。
16.1.2吸收塔本体及其内部件规范
吸收塔本体规范
16.1.3吸收塔检修项目、工艺方法及质量标准
16.1.4吸收塔检修后验收
16.2吸收塔附属设备检修
16.2.1吸收塔附属设备概述
吸收塔浆液循环泵安装在吸收塔旁，用于吸收塔内石膏浆液的再循环。采用单流和单级卧式离心泵，包括泵壳、叶轮、轴、导轴承、出口弯头、底板、进口、密封盒、轴封、基础框架、地脚螺栓、机械密封和所有的管道、阀门及就地仪表和电机。工作原理是叶轮高速旋转时产生的离心力使流体获得能量，即流体通过叶轮后，压能和动能都能得到提高，从而能够将吸收塔浆液提升到相应层的喷嘴并以一定的压力经过喷嘴喷下和烟气进行化学反应。同时在泵的入口形成负压，使流体能够被不断吸入。
吸收塔施工方案
吸收塔施工方案
1. 简介
吸收塔是一种用于处理废气中有害物质的设备，广泛应用于化工、冶金、环保等领域。本文档将介绍吸收塔施工的方案和步骤，以帮助工程师和施工人员正确、高效地进行吸收塔的建设。
2. 前期准备
2.1 设计方案确认
在施工之前，需要确保已经获得了吸收塔的设计方案。设计方案应包括设计图纸、材料选型、操作参数等信息，以便指导施工过程。
2.2 施工场地准备
在施工现场，应确保有足够的空间和设备来进行吸收塔的建设。同时，应确保场地平整、清洁，并具备必要的施工安全措施。
3. 施工步骤
3.1 安装支撑结构
首先需要安装吸收塔的支撑结构，确保塔体稳固。施工人员应根据设计方案，按照图纸指示来安装支撑结构，确保每个连接点牢固可靠。
3.2 安装填料层
填料层是吸收塔中的一个重要组成部分，用于增大塔体内气体与液体的接触面积。施工人员应按照设计方案，将填料逐层安装到吸收塔内，并确保填料之间的间隙均匀。
3.3 安装喷淋系统
喷淋系统是吸收塔中用于向填料层提供液体的设备。施工人员应按照设计方案，安装喷淋系统的喷嘴和管道，并确保其位置、角度等参数符合设计要求。
3.4 安装气体进出口管道
吸收塔需要有气体进出口管道，用于引导废气进入和出去。施工人员应按照设计方案，安装进出口管道，并确保其连接牢固、密封良好。
3.5 安装搅拌设备
有些吸收塔需要搅拌设备来增强气体与液体的接触效果。施工人员应按照设计方案，安装搅拌设备，并确保其动力系统和搅拌机构正常运转。
3.6 安装排液系统
排液系统用于将吸收塔中的液体排出。施工人员应根据设计方案，安装排液系统的管道和阀门，并确保其畅通无阻。
吸收塔系统工艺规程
吸取塔系统工艺规程
16.1脱硫吸取塔及其内部件检修
16.1.1脱硫吸取塔及其内部件概述
吸取塔为圆柱形，尺寸为Φ152.×31.600m，构造如以下图。由锅炉引风机来的烟气，经增压风机升压后，从吸取塔中下部进入吸取塔，脱硫除雾后的净烟气从塔顶侧向离开吸取塔。塔的下部为浆液池，设四个侧进式搅拌器。氧化空气由四根矛式喷射管送至浆池的下部，四根矛状管中三根的出口都格外靠近搅拌器，将吹入池中的氧化空气由搅拌器打碎成小气泡以增加传质面积。烟气进口上方的吸取塔中上部区域为喷淋区，喷淋区的下部设置一合金托盘，托盘上方设三个喷淋层，喷淋层上方为二级串联的除雾器。塔身共设六层钢平台，每个喷淋层、托盘及每级除雾器各设一个钢平台，钢平台四周及靠近地面处共设六个人孔门。
图4
1 烟气出口
2 除雾器
3 喷淋层
4 喷淋区
5 冷却区
6 浆液循环泵
7 氧化空气管
8 搅拌器
9 浆液池10 烟气进口11 喷淋管12 除雾器清洗喷嘴13 碳化硅空心锥喷嘴
吸取塔包括一个托盘，三层喷淋装置以及两级除雾器和除雾器冲洗水系统。
16.1.2吸取塔本体及其内部件标准
吸取塔本体标准
序号1
工程
吸取塔形式
数据
喷淋塔
备注
2吸取塔内径15.2m
3吸取塔高度31.600m 内高
4材质碳钢衬胶
5吸取塔各孔洞参数数量口径标高 mm 法兰标准
5.1 吸取塔冲洗门 1 200×400 200 5.2 吸取塔排净口 2 DN200 500 D-GD86-0507 PN1.6 5.3 仪表液位计口 3 DN80 700 D-GD86-0507 PN1.6 5.4 吸取塔石膏排出泵入口
吸收解吸塔的详细设计计算(做CO2吸收塔和解吸塔的同学不用愁了)
y 2 1.019 × 10 −3 = = 8.15 × 10 −3 m 0.125
吸收剂入口浓度应低于 8.15 × 10 −3 ，其值的确定应同时考虑其吸收和解吸操 作，兼顾两者，经优化计算后方能确定，这里取： x 2 = 6.00 × 10 −3 X2 = x2 6.00 × 10 −3 = = 6.04 × 10 −3 kmol (苯) / kmol (洗油) −3 1 − x 2 1 − 6.00 × 10
_
气体混合物的平均分子量为: M = 0.02 × 78 + (1 - 1.02) × 19 = 20.18 kg/kmol q v = 2000 ( m 3 / h )
-3-
q nG =
2000 273 × = 81.25kmol / h 22.4 273 + 27
_
q mG = q nG M = 81.25 × 20.18 = 1639.625kg / h
3 吸收塔的工艺计算
工艺计算包括塔径的计算，填料层高度的计算，总高度的计算和流体力学参 数计算。
3.1 塔径计算
取 P=101.325Kpa
ρ
G
=
PM 101.325 × 10 3 × 20.18 = = 0.8198kg / m 3 RT 8.314 × (27 + 273)
液相密度可以近似取为： ρ L = ρ 洗油 = 0.8 × 10 3 kg / m 3 液体黏度为： η L = 1.2 × 10 −3 pa ⋅ s = 1.2mpa ⋅ s
吸收氨过程填料塔的设计、吸收塔设计(完整版)
由查表[4]得，由于塔径为2200 mm，所以，喷淋槽外径为20 mm，数量为6根，中心距为300 mm。分配槽数量为2根，即双槽式，中心距为850 mm。
（2）分布点密度计算
表4.2Eckert的散装填料塔喷淋点密度推荐值
塔径，mm
喷淋点密度，点/m2塔截面
D=400
330
粘度为μL=0.001 pa•s=3.6 kg/(m•h)
表面张力为σL=72.6 dyn/cm =940896 kg/h2
氨气在水中的扩散系数为
3.1.2
混合气体的平均摩尔质量为
混合气体的平均密度为
混合气体的黏度可近似的取为空气的黏度，查手册得20℃空气的黏度为
查手册得氨气在空气中的扩散系数为
101.3kp,0℃时D0=0.17cm2/s
5．设计内容
（1）吸收塔的物料衡算；
（2）吸收塔的工艺尺寸计算；
（3）填料层压降的计算；
（4）液体分布器简要设计；
（5）吸收塔接管尺寸的计算；
（6）绘制生产工艺流程图；
（7）绘制吸收塔设计图；
（9）对设计过程的评述和有关问题的讨论。
6．设计基础数据
20℃下氨在水中的溶解度系数为H=0.725kmol/(m3.kPa)。
表4.3支承板结构尺寸(mm)
塔径
DN
脱硫吸收塔系统设计
锅炉均采用的是燃煤热水锅炉（SZL系列锅炉）
第一组（环境081）：额定蒸发量为25t/h，锅炉燃料消耗量为4519kg/h，燃料含硫为 1.5%（其它如含碳、含氢等参数自定，可以参考教材），空气过剩系数取1.15，排烟温度为168℃，排放标准执行（GB13271-2001）《锅炉大气污染物排放标准》中900mg/m3。
第二组（环境081）：额定蒸发量为20t/h，锅炉燃料消耗量为3083kg/h，燃料含硫为 1.7%（其它如含碳、含氢等参数自定，可以参考教材），空气过剩系数取1.25，排烟温度为166℃，排放标准执行（GB13271-2001）《锅炉大气污染物排放标准》中900mg/m3。
第三组（环境081）：额定热功率为21MW，锅炉燃料消耗量为5778.2kg/h，燃料含硫为1.35%（其它如含碳、含氢等参数自定，可以参考教材），空气过剩系数取1.24，排烟温度为168℃，排放标准执行（GB13271-2001）《锅炉大气污染物排放标准》中900mg/m3。
第四组（环境082）：额定热功率为29 MW，锅炉燃料消耗量为7713kg/h，燃料含硫为1.28%（其它如含碳、含氢等参数自定，可以参考教材），空气过剩系数取1.26，排烟温度为167℃，排放标准执行（GB13271-2001）《锅炉大气污染物排放标准》中900mg/m3。
第五组（环境082）：额定蒸发量为35t/h，锅炉燃料消耗量为5830kg/h，燃料含硫为 1.3%（其它如含碳、含氢等参数自定，可以参考教材），空气过剩系数取1.2，排烟温度为167℃，排放标准执行（GB13271-2001）《锅炉大气污染物排放标准》中900mg/m3。
化原课程设计二氧化硫吸收塔
化工原理课程设计
题目：SO2气体吸收塔的设计
系别：化学与环境工程学院
专业：过程装备与控制工程
姓名：***
学号： ************ 指导老师：***
2015年 6 月 22 日
目录一设计任务书
二设计方案简介
三工艺计算
一设计任务书
（一）设计题目
过程填料吸收塔的设计：试设计一座填料吸收塔，用于脱除混水吸收SO
2
，其余为惰性组分，采用清水进行吸收。
合气体(先冷却)中的SO
2
（二）操作条件
（1）操作压力常压
（2）操作温度 20℃
（三）设计内容
（1）流程的选择：本流程选择逆流操作；
（2）工艺计算：吸收剂量求取、操作线方程式、填料塔径求取、填料层高度、最小润湿速度求取及润湿速度的选取、单位填料层压降的求取、吸收塔高度等的计算；
（3）附件选型：液体分布，分布器及再分布器、支座等的选型；
（4）编写设计说明书和设计结果一览表，绘制填料塔的工艺条件图。
二设计方案简介
2.1方案的确定
2.1.1装置流程的确定
本流程选择逆流操作。
2.1.2吸收剂的选择
吸收剂为清水
2.1.3操作温度与压力的确定
（1）操作压力常压
（2）操作温度 20℃
2.2填料的类型与选择
的过程，操作温度及操作压力较低，工业上通常选用塑料对于水吸收SO
2
散装填料。本流程选用N38塑料鲍尔环填料。
2.3设计步骤
本课程设计从以下几个方面的内容来进行设计：
（1）吸收塔的物料衡算；
（2）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；
（3）设计液体分布器及辅助设备的选型；
（4）绘制有关吸收操作图纸。
三 工艺计算
3.1基础物性数据
3.1.1 液相物性数据
吸收塔的设计和选型
烟气脱硫工艺主要设备吸收塔设计和选型
4.1吸收塔的设计
吸收塔是脱硫装置的核心，是利用石灰石和亚硫酸钙来脱去烟气中二氧化硫气体的主要设备，要保证较高的脱硫效率，必须对吸收塔系统进行详细的计算，包括吸收塔的尺寸设计，塔内喷嘴的配置，吸收塔底部搅拌装置的形式的选择、吸收塔材料的选择以及配套结构的选择（包括法兰、人孔等）。
4.1.1 吸收塔的直径和喷淋塔高度设计
本脱硫工艺选用的吸收塔为喷淋塔，喷淋塔的尺寸设计包括喷淋塔的高度设计、喷淋塔的直径设计
4.1.1.1 喷淋塔的高度设计 喷淋塔的高度由三大部分组成，即喷淋塔吸收区高度、喷淋塔浆液池高度和喷淋塔除雾区高度。但是吸收区高度是最主要的，计算过程也最复杂，次部分高度设计需将许多的影响因素考虑在内。而计算喷淋塔吸收区高度主要有两种方法：
（1） 喷淋塔吸收区高度设计（一）
达到一定的吸收目标需要一定的塔高。通常烟气中的二氧化硫浓度比较低。吸收区高度的理论计算式为
h=H0×NTU (1)
其中：H0为传质单元高度：H 0=G m /(k y a)（k a 为污染物气相摩尔差推动力的总传质系数，a 为塔内单位体积中有效的传质面积。）
NTU 为传质单元数，近似数值为NTU=(y 1-y 2)/ △y m ，即气相总的浓度变化除于平均推动力△y m =（△y 1-△y 2）/ln(△y 1/△y 2)(NTU 是表征吸收困难程度的量，NTU 越大，则达到吸收目标所需要的塔高随之增大。
根据（1）可知：h=H0×NTU=)ln()
()(***2
2*11*22*112121y y y y y y y y y y a k G y y y a k G y m m y m ------=∆- a k y =a k Y =9.81×1025.07.04W G -]4[
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
引言
在化学工业中，经常需要将气体混合物中的各个组分加以分离，其主要目的是回收气体混合物中的有用物质，以制取产品，或除去工艺气体中的有害成分，使气体净化，以便进一步加工处理，或除去工业放空尾气中的有害成分，以免污染空气。吸收操作是气体混合物分离方法之一，它是根据混合物中各组分在某一种溶剂中溶解度不同而达到分离的目的。
大气是人类赖以生存的最基本的环境要素，它不仅通过自身运动进行热量，动量和水资源分布的调节过程，给人类创造了一个适宜的生活环境，并且阻挡过量的紫外线照射地球表面，有效地保护人类和地球上的生物。但是，随着人类生产活动和社会活动的增加，特别是自工业革命以来，由于大量燃料的燃烧，工业废气和汽车尾气的排放，使大气环境质量日趋恶化。
煤炭是我国的最主要的能源，并且近期内不会有根本性的变化。我国的能源结构决定了我国的大气污染是属于煤烟型污染，主要污染物是粉尘，二氧化硫和氮氧化合物。此外一氧化硫，二氧化碳和少量的氟化物与氯化物。
填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备。【3】填料塔的塔身是一直立式圆筒，底部装有填料支承板，填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。填料的上方安装填料压板，以防被上升气流吹动。液体从塔顶经液体分布器喷淋到填料上，并沿填料表面流下。气体从塔底送入，经气体分布装置（小直径塔一般不设气体分布装置）分布后，与液体呈逆流连续通过填料层的空隙，在填料表面上，气液两相密切接触进行传质。填料塔属于连续接触式气液传质设备，两相组成沿塔高连续变化，在正常操作状态下，气相为连续相，液相为分散相。当液体沿填料层向下流动时，有逐渐向塔壁集中的趋势，使得塔壁附近的液流量逐渐增大，这种现象称为壁流。壁流效应造成气液两相在填料层中分布不均，从而使传质效率下降。因此，当填料层较高时，需要进行分段，中间设置再分布装置。液体再分布装置包括液体收集器和液体再分布器两部分，上层填料流下的液体经液体收集器收集后，送到液体再分布器，经重新分布后喷淋到下层填料上。
填料塔具有生产能力大，分离效率高，压降小，持液量小，操作弹性大等优点。填料塔也有一些不足之处，如填料造价高；当液体负荷较小时不能有效地润湿填料表面，使传质效率降低；不能直接用于有悬浮物或容易聚合的物料；对侧线进料和出料等复杂精馏不太适合等。
根据其特点我们因此选择填料吸收塔为本次设计性实验的设备。用吸收剂水来除去丙酮。
1吸收流程
1.1几种流程的比较【3】
①逆流操作气相自塔底进入由塔顶排出，液相自塔顶进入由塔底排出，此即逆流操作。逆流操作的特点是，传质平均推动力大，传质速率快，分离效率高，吸收剂利用率高。工业生产中多采用逆流操作。
②并流操作气液两相均从塔顶流向塔底，此即并流操作。并流操作的特点是，系统不受液流限制，可提高操作气速，以提高生产能力。并流操作通常用于以下情况：当吸收过程的平衡曲线较平坦时，流向对推动力影响不大；易溶气体的吸收或处理的气体不需吸收很完全；吸收剂用量特别大，逆流操作易引起液泛。
③吸收剂部分再循环操作在逆流操作系统中，用泵将吸收塔排出液体的一部分冷却后与补充的新鲜吸收剂一同送回塔内，即为部分再循环操作。通常用于以下情况：当吸收剂用量较小，为提高塔的液体喷淋密度；对于非等温吸收过程，为控制塔内的温升，需取出一部分热量。该流程特别适宜于相平衡常数m值很小的情况，通过吸收液的部分再循环，提高吸收剂的使用效率。应予指出，吸收剂部分再循环操作较逆流操作的平均推动力要低，且需设置循环泵，操作费用增加。
④多塔串联操作若设计的填料层高度过大，或由于所处理的物料等原因需经常清理填料，为便于维修，可把填料层分装在几个串联的塔内，每个吸收塔通过的吸收剂和气体量都相等，即为多塔串联操作。此种操作因塔内需留较大空间，输液、喷淋、支撑板等辅助装置增加，使设备投资加大。
⑤串联-并联混合操作若吸收过程处理的液量很大,如果用通常的流程,则液体在塔内的喷淋密度过大,操作气速势必很小(否则易引起塔的液泛),塔的生产能力很低.实际生产中可采用气相做串联、液相做并联的混合流程；若吸收过程处理的液量不大而气相流量很大时，可采用液相做串联、气相做并联的混合过程。
1.2吸收流程的确定
由设计书的要求可知，吸收过程平衡曲线较为平缓，且为提高分离效率及吸收剂的利用率，减少设备投资，本次设计采用逆流串联操作吸收过程。
2填料的选择
本次设计我选择鲍尔患填料，鲍尔环填料是在拉西环的基础上改进而得。其结构为在拉西环的侧壁上开出两排长方形的窗孔，被切开的环壁侧仍与壁面相连，另一侧向环内弯曲，形成内伸的舌叶。鲍尔环由于环壁开孔，大大提高了环内空间及环内表面的利用率，气流阻力小，液体分布均匀。
】
陶瓷填料具有良好的耐腐蚀性及耐热性，一般能耐除氢氟酸以外的常见的各种无机酸，有机的腐蚀，对强碱介质，可以选用耐碱配方制造的耐碱陶瓷填料，陶瓷填料价格便宜，具有很好的表面润湿性能。工业上，主要用于气体吸收，气体洗涤，液体萃取等过程。【1】
3吸收塔的设计计算
3.1液相与物相物性数据计算
3.1.1液相物性数据
25℃时水的有关物性数据[4]如下： 密度为：ρL =1000kg/m 3【3】 粘度为：μL =0.8937 Pa·s 【3】
将填料塔分为两个塔，即每个塔的生产能力约为2500m 3 /h
3.1.2气相物性数据
混合气体的平均摩尔质量为：
M =∑y i M i =0.040×58.078＋0.960×28.02=29.222 混合气体的平均密度： ρ=
RT M P =298
314.8222
.293.101⨯⨯=1.195 kg/m 2 3.2设计特性数据计算
气相 摩尔分率（Y *
）
液相 摩尔分率（X ）
由上图得 X 1*=0.01428
进塔气相摩尔比为： Y 1=
111y y -【1】
=
040
.01040
.0-=0.0417
出塔气相摩尔比为： Y 2=
2
21y y -【1】
=
0008
.010008
.0-=0.0008
水吸收丙酮为纯吸收剂吸收过程，则 x 2=0 所以X 2=0
最小液-气比为：(G L )min =[]
864.20
01428.00008
.00417.032
12
1
=--=
--*X X Y Y
3.3吸收剂用量计算
进塔气相流量为：G=
)040.01(298273
4.222500-⨯⨯=98.154kmol/h 取适宜的液-气比为：G L =1.3(G L
)min 【1】 = 1.1×2.864=3.150
吸收剂用量为：L=G
L
×G=3.150 ⨯98.154=309.224kmol/h
3.4泛点气速计算
气相质量流量：w V =q v ×ρ=2500×1.195=2987.5 kg/h 液相质量流量: w L =L×M H2O =309.224×18.02=5572.2kg/h 图1的横坐标为：
5.0)(L
V V L w w ρρ=5
.0)1000195.1(5.29872.5572⨯=0.0645
根据图1,由所求得的横坐标查得纵坐标
2
.02L L
V p g μρϕρφμ=0.15 图1