SO2填料吸收塔课程设计论文

SO2填料吸收塔課程設計

專業班級：化工0803班

姓名：***

學號：******

指導老師：*****

目錄

一·目的和要求

二·設計任務

三·設計方案

1.吸收劑的選擇

2.塔內氣液流向的選擇

3.吸收系統工藝流程（工藝流程圖及說明）

4.填料的選擇

四·工藝計算

1.物料衡算，吸收劑用量，塔底吸收液濃度

2.塔徑計算

3.填料層高度計算

4.填料層壓降計算

5.填料吸收塔的主要附屬構件簡要設計

6.動力消耗的計算與運輸機械的選擇（對吸收劑）五·設備零部件管口的設計計算及選型

六·填料塔工藝數據表

填料塔結構數據表

物性數據表

七·對本設計的討論

八·主要符號說明

九·參考文獻

一·目的和要求

1．進行查閱專業資料、篩選整理數據及化工設計的基本訓練；

2．進行過程計算及主要設備的工藝設計計算，獨立完成吸收單元的設計；用簡潔的文字和圖表清晰地表達自己的設計思想和計算結果；

3.建立和培養工程技術觀點；

4.初步具備從事化工工程設計的能力,掌握化工設計的基本程式和方法。

5.獨立完成課程設計任務。

二·設計任務

1.題目：SO2填料吸收塔

2 生產能力：SO2爐氣的處理能力為1500 m3/h（1atm,30℃時的體積）

3 爐氣組成：原料氣中含SO2為9%（v）,其餘為空氣

4 操作條件：

P=1atm(絕壓）

t=30 ℃

5 操作方式：連續操作

6 爐氣中SO2的回收率為95％

三·設計方案

1.吸收劑的選擇

用水做吸收劑。水對SO2有較大的溶解度，有較好的化學穩定性，有較低的粘度，廉價、易得、無毒、不易燃燒

2.塔內氣液流向的選擇

在填料塔中，SO2從填料塔塔底進入，清水從塔頂由液體噴淋裝置均勻淋下。

3.吸收系統工藝流程（工藝流程圖及說明）

二氧化硫爐氣經由風機從塔底鼓入填料塔中，與由離心泵送至塔頂的清水逆流接觸，在填料的作用下進行吸收。經吸收後的尾氣由塔頂排除，吸收了SO2的廢水由填料塔的下端流出。

4.填料的選擇

可選擇（直徑）25mm塑膠鮑爾環填料(亂堆)。特性數據如下：

比表面積α:209 m2/m3

空隙率 ε：0.90 m3/m3 填料因數 φ：170 1

-m

四·工藝計算

1.物料衡算，吸收劑用量，塔底吸收液濃度

30C ，二氧化硫溶於水的亨利係數MPa E 85.4=

對稀溶液，有S

S

M H E ρ≈

)3/(4548.1118

85.41000s

m MPa kmol EM H S

*=⨯=

=

∴ρ

相平衡常數776.847013

.105.84==

=

P

E m

進塔氣相二氧化硫含量：9.00y 1=

出塔氣相二氧化硫含量：045.000.9510.09y 2=-⨯

=）（ 用清水吸收，進塔液相二氧化硫含量：0x 2= 二氧化硫爐氣流量：)/k (182.360303

14.38.3

10115001500h mol RT P G =⨯⨯=⨯= 最小液氣比：837

.4450776.84709.0045.009.00x y y y x x y y min )(2

1212e 121=--=--=--=m

G L

取實際液氣比為最小液氣比的1.5倍，則可得吸收劑用量為：

)/(2424.41155.1182.360837.445h kmol L =⨯⨯=

3102532.12424

.4115)

0045.009.0(3182.60)y (x x 2121-⨯=-⨯=-+

=y L G 2.塔徑計算

爐氣的平均摩爾品質為：

)/(5.132291.90649.00kmol kg M =⨯+⨯=

混合氣體的密度 329281303

31485

.1323101m kg RT M P V /...=⨯⨯==ρ 氣相品質流量：

h

kg v W /..21939292811500=⨯=

液相品質流量：

h kg W L /363.74074182424.4115=⨯=

734.311000

928.21.2193963.3740745

.05.0==)()(L V V L W W ρρ 從“填料塔泛點和壓降的通用關聯圖”的橫坐標1.3734處引垂直線與亂堆填料泛點線相交，由此交點的縱坐標讀得

0140202..=⋅L

F

L

V

g u μρρφϕ

30℃水的粘度s Pa L

⋅=⨯=-m 8.01084μ，對於水1=ϕ

25mm 的瓷質鮑爾環，填料因數φ=170

s m u L

V L F

/.......083.808

02928111701000

8190140g

01402

02

0=⨯⨯⨯⨯⨯=

=

μφϕρρ

設計氣速取泛點氣速的70%，則設計氣速 s /m 658.508083.0.70u =⨯= 氣體的體積流量s W V V V /3m 167.40928

.213600.2

19393600s =⨯==

ρ

所需塔徑684.90658

.50167

.404u 4=⨯⨯==

ππS V D m 圓整D=1m

泛點率校核：

306.501

167

.4044u 2

2

=⨯⨯==ππD V S

%%%.70.665100083

.8053060≈=⨯=F

u u 填料規格校核：

84025

1000

>==d D

故填料塔直徑選用m D 1=合理。

3.填料層高度計算

對低濃度吸收過程，溶液的物性數據可近似取純水的物性數據。混合氣體的黏度可近似取為空氣的黏度。

30℃時，空氣和水的物性常數如下：