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)

3.1.1液相物性数据 (9)

3.1.2气相物性数据 (9)

3.1.3气液平衡数据 (9)

3.2物料衡算 (10)

3.3塔径的计算 (10)

3.3.1塔径的计算 (10)

3.3.2泛点率校核 (11)

3.3.3填料规格校核: (11)

3.3.4液体喷淋密度校核 (11)

3.4填料层高度计算 (11)

H计算 (11)

3.4.1传质单元高度

OG

3.4.2填料层高度Z的计算: (12)

3.5填料层压降ΔP的计算: (12)

3.6填料塔附属高度计算 (13)

3.7离心泵的选择

3.8进出液气接管管口的计管

结论 (13)

参考文献 (14)

主要符号说明 (14)

在化工生产中，气体吸收过程是利用气体混合物中，各组分在液体中溶解度或化学反应活性的差异，在气液两相接触是发生传质，实现气液混合物的分离。在化学工业中，经常需将气体混合物中的各个组分加以分离，其目的是：

①回收或捕获气体混合物中的有用物质，以制取产品；

②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

的有害物，以免污染大气。

实际过程往往同时兼有净化和回收双重目的。

气体混合物的分离，总是根据混合物中各组分间某种物理和化学性质的差异而进行的。根据不同性质上的差异，可以开发出不同的分离方法。吸收操作仅为其中之一，它利用混合物中各组分在液体中溶解度或化学反应活性的差异，在气液两相接触时发生传质，实现气液混合物的分离。

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。填料塔作为主要设备之一，越来越受到青睐。二氧化硫填料吸收塔，以水为溶剂，经济合理，净化度高，污染小。此外，由于水和二氧化硫反应生成硫酸，具有很大的利用。

1.1吸收技术概况

在化学工业中，利用不同气体组分在液体溶剂中的溶解度的差异，对其进行选择性溶解，从而将混合物各组分分离的传质过程称为吸收。气体吸收过程是化工生产中常用的气体混合物的分离操作，其基本原理是利用混合物中各组分在特定的液体吸收剂中的溶解度不同，实现各组分分离的单元操作。

实际生产中，吸收过程所用的吸收剂常需回收利用，故一般来说，完整的吸收过程应包括吸收和解吸两部分，因而在设计上应将两部分综合考虑，才能得到较为理想的设计结果。作为吸收过程的工艺设计，其一般性问题是在给定混合气体处理量、混合气体组成、温度、压力以及分离要求的条件下，完成以下工作：（1）根据给定的分离任务，确定吸收方案；

（2）根据流程进行过程的物料和热量衡算，确定工艺参数；

（3）依据物料及热量衡算进行过程的设备选型或设备设计；

（4）绘制工艺流程图及主要设备的工艺条件图；

（5）编写工艺设计说明书。

1.2吸收过程对设备的要求及设备的发展概况

近年来随着化工产业的发展，大规模的吸收设备已经广泛用于实际生产过程中。对于吸收过程，能够完成分离任务的塔设备有多种，如何从众多的塔设备中选择合适类型是进行工艺设计的首要任务。而进行这一项工作则需对吸收过程进行充分的研究后，并经多方面对比方能得到满意的结果。一般而言，吸收用塔设备与精馏过程所需要的塔设备具有相同的原则要求，用较小直径的塔设备完成规定的处理量，塔板或填料层阻力要小，具有良好的传质性能，具有合适的操作弹性，结构简单，造价低，便于安装、操作和维修等。

但是吸收过程，一般具有液气比大的特点，因而更适用填料塔。此外，填料塔阻力小，效率高，有利于过程节能。所以对于吸收过程来说，以采用填料塔居多。近年来随着化工产业的发展，大规模的吸收设备已经广泛用于实际生产当中。具有了很高的吸收效率，以及在节能方面也日趋完善。填料塔的工艺设计内容是在明确了装置的处理量，操作温度及操作压力及相应的相平衡关系的条件下，完成填料塔的工艺尺寸及其他塔内件设计。在今后的化学工业的生产中，对吸收设备的要求及效率将会有更高的要求，所以日益完善的吸收设备会逐渐应用于实际的工业生产中。