化工原理课程设计吸收塔-终极版

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最终版_化工原理课程设计(水吸收氨填料吸收塔设计)

最终版_化工原理课程设计(水吸收氨填料吸收塔设计)

水吸收氨课程设计目录第一节前言 (5)1.1 填料塔的主体结构与特点 (5)1.2 填料塔的设计任务及步骤 (5)1.3 填料塔设计条件及操作条件 (5)第二节填料塔主体设计方案的确定 (6)2.1 装置流程的确定 (6)2.2 吸收剂的选择 (6)2.3填料的类型与选择 (6)2.3.1 填料种类的选择 (6)2.3.2 填料规格的选择 (6)2.3.3 填料材质的选择 (7)2.4 基础物性数据 (7)2.4.1 液相物性数据 (7)2.4.2 气相物性数据 (7)2.4.3 气液相平衡数据 (8)2.4.4 物料横算 (8)第三节填料塔工艺尺寸的计算 (9)3.1 塔径的计算 (9)3.2 填料层高度的计算及分段 (10)3.2.1 传质单元数的计算 (10)3.2.3 填料层的分段 (12)3.3 填料层压降的计算 (12)第四节填料塔内件的类型及设计 (13)4.1 塔内件类型 (13)4.2 塔内件的设计 (13)4.2.1 液体分布器设计的基本要求: (13)4.2.2 液体分布器布液能力的计算 (13)注:141填料塔设计结果一览表 (14)2 填料塔设计数据一览 (14)3 参考文献 (16)4 后记及其他 (16)附件一:塔设备流程图 (17)附件二:塔设备设计图 (17)化工学院关于专业课程设计的有关要求(草案)专业课程设计是学生学完专业基础课及专业课之后,进一步学习工程设计的基础知识,培养学生工程设计能力的重要教学环节,也是学生综合运用相关课程知识,联系生产实际,完成以单元操作为主的一次工程设计的实践。

为了加强我院本科学生专业课程设计这一重要实践教学环节的规范化管理,保证专业课程设计工作有序进行及教学质量,特制定专业课程设计的有关要求并请遵照执行。

一、选题要求选题应以单元操作的典型设备为对象,进行单元操作过程中相关的设备与工艺设计,尽量从科研和生产实际中选题。

为了保证专业课程设计的质量和工作量,选题要求1人1题。

化工原理课程设计-填料吸收塔的设计

化工原理课程设计-填料吸收塔的设计

化工原理课程设计-填料吸收塔的设计课程设计题目:填料吸收塔的设计教学院:化学与材料工程学院专业:化学工程与工艺(精细化工方向)学号:学生姓名:指导教师:2012 年 5 月31 日《化工原理课程设计》任务书2011~2012 学年第2学期学生姓名:专业班级:化学工程与工艺(2009) 指导教师:工作部门:化工教研室一、课程设计题目:填料吸收塔的设计二、课程设计内容(含技术指标)1. 工艺条件与数据煤气中含苯2%(摩尔分数),煤气分子量为19;吸收塔底溶液含苯≥0.15%(质量分数);吸收塔气-液平衡y*=0.125x;解吸塔气-液平衡为y*=3.16x;吸收回收率≥95%;吸收剂为洗油,分子量260,相对密度0.8;生产能力为每小时处理含苯煤气2000m³;冷却水进口温度<25℃,出口温度≤50℃。

2. 操作条件吸收操作条件为:1atm、27℃,解吸操作条件为:1atm、120℃;连续操作;解吸气流为过热水蒸气;经解吸后的液体直接用作吸收剂,正常操作下不再补充新鲜吸收剂;过程中热效应忽略不计。

3. 设计内容①吸收塔、解吸塔填料层的高度计算和设计;②塔径的计算;③其他工艺尺寸的计算。

三、进度安排1.5月14日:分配任务;2.5月14日-5月20日:查询资料、初步设计;3.5月21日-5月27日:设计计算,完成报告。

四、基本要求1. 设计计算书1份:设计说明书是将本设计进行综合介绍和说明。

设计说明书应根据设计指导思想阐明设计特点,列出设计主要技术数据,对有关工艺流程和设备选型作出技术上和经济上的论证和评价。

应按设计程序列出计算公式和计算结果,对所选用的物性数据和使用的经验公式、图表应注明来历。

设计说明书应附有带控制点的工艺流程图。

设计说明书具体包括以下内容:封面;目录;绪论;工艺流程、设备及操作条件;塔工艺和设备设计计算;塔机械结构和塔体附件及附属设备选型和计算;设计结果概览;附录;参考文献等。

吸收塔吸课程设计

吸收塔吸课程设计

吸收塔吸课程设计(总22页) --本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--《化工原理》课程设计报告题目名称:水吸收SO2过程填料吸收塔设计学生学院:轻工化工学院专业班级: 09 制药工程2班学号: 01学生姓名:梁奋芬课程设计时间:2012年 06月2日-2012年06月18日设计任务书设计题目:水吸收SO2过程填料吸收塔设计。

试设计一座填料吸收塔,用于脱除混于空气中的SO2。

混合气体的处理量自定,但各人不能相同,混合气体中含SO25%(体积分数,下同),要求塔顶排放气体中SO2含量低于%,采用清水进行吸收,吸收剂用量自定。

(低浓度、物理吸收,溶解热可忽略,所以只需做物料衡算,而不必做热量衡算)操作条件:操作压力:常压,操作温度:20℃填料类型:选用聚丙烯阶梯环填料,填料规格自选。

工作日:每年300天,每天24小时连续运行。

厂址:肇庆高新区自定义的量:假设混合气体的处理量为 4000L/h; 聚丙烯阶梯环填料规格为Dg38;设计内容1、吸收塔的物料衡算;2、吸收塔工艺尺寸的计算(塔径、塔高,包括填料的分段);3、(气体通过)填料层压降的计算;4、吸收塔接管尺寸的计算;5、吸收塔附属装置的选型;液体分布器、再分布器、支承器等;6、附属设备选型;泵(通过计算选型)、风机(选型计算);7、绘制生产工艺流程图;8、绘制填料塔装配图;9、对设计过程的评述和有关问题的讨论目录摘要 ........................................................ 错误!未定义书签。

1 绪论 ...................................................... 错误!未定义书签。

2填料吸收塔的设计........................................... 错误!未定义书签。

填料吸收塔的设计化工原理课程设计

填料吸收塔的设计化工原理课程设计

一、设计任务书1、设计题目:填料吸收塔的设计2、设计任务:试设计一填料吸收塔,用于脱除合成氨尾气中的氨气,要求塔顶排放气体中含氨低于200ppm,采用清水进行吸收3、工艺参数与操作条件(1)工艺参数表1—1(2)操作条件①常压吸收:P=②混合气体进塔温度:30℃③吸收水进塔温度:20℃。

4、设计项目:(1)流程的确定及其塔型选择;(2)吸收剂用量的确定;(3)填料的类型及规格的选定;(4)吸收塔的结构尺寸计算及其流体力学验算,包括:塔径、填料层高度及塔高的计算;喷淋密度的校核、压力降的计算等;(5)吸收塔附属装置选型:喷淋器、支承板、液体再分布器等;(6)附属设备选型:泵、风机附:1、NH3~H2O系统填料塔吸收系数经验公式:k G a=cG m WLnk L a=bWLP式中ka——气膜体积吸收系数,kmol/——液膜何种吸收系数,l/h GG——气相空塔质量流速,kg/——液相空塔流速,kg/WL2、(氨气—水)二成分气液平衡数据表1—3二、工艺流程示意图(带控制点)三、流程方案的确定及其填料选择的论证1、塔型的选择:塔设备是能够实现蒸馏的吸收两种分离操作的气液传质设备,广泛地应用于化工、石油化工、石油等工业中,其结构形式基本上可以分为板式塔和填料塔两大类。

在工业生产中,一般当处理量较大时采用板式塔,而当处理量小时多采用填料塔。

填料塔不仅结构简单,而且阻力小,便于用耐腐蚀材料制造,对于直径较小的塔,处理有腐蚀性的物料或要求压降较小的真空蒸馏系统,填料塔都具有明显的优越性。

根据本设计任务,是用水吸收法除去合成氨生产尾气的氨气,氨气溶于水生成了具有腐蚀性的氨水;本设计中选取直径为600mm,该值较小,且Φ800mm以下的填料塔对比板式塔,其造价便宜。

基于上述优点,因此本设计中选取填料塔。

2、填料塔的结构填料塔的主要构件为:填料、液体分布器、填料支承板、液体再分器、气体和液体进出口管等。

3、操作方式的选择对于单塔,气体和液体接触的吸收流程有逆流和并流两种方式。

化工原理课程设计-水吸收氨填料吸收塔设计

化工原理课程设计-水吸收氨填料吸收塔设计

化工原理课程设计-水吸收氨填料吸收塔设计一、背景介绍氨是一种重要的化学制品,用于制造各种类型的化学产品,也可用作氨加热系统的燃料,但它作为强氧化剂挥发到大气中,有害环境,因此必须采取对策进行处理,以保护我们的环境。

水吸收氨填料吸收塔是一种典型的操作过程,通过在塔内部放入一定量的吸收填料,使得氨气更有效地与液体相混合,从而降低氨的挥发率,防止它的溢出。

二、设计目的本设计的目的是设计一种能够有效降低氨气挥发率的水吸收氨填料吸收塔系统。

三、塔结构设计1.水吸收塔的形式:此水吸收塔采用真空反应塔的形式,包括加热装置、塔体及其重要部件。

2.水吸收塔的尺寸:该水吸收塔直径为3m,高度为12m,采用真空式反应塔设计。

3.吸收填料:此设计采用纤维吸收填料,其密度为180 kg/m3,吸附能力0.5%,并选择优质的、耐磨的材料,保证耐久性。

4.液相:选择介质为硝酸钠溶液,介质比重1.1,温度在25℃以下,以确保氨吸收剂的低温稳定性。

5.混合器:采用有效搅拌,减少氨气挥发,氨气完全溶于液体,增加氨气的反应机会,增加吸6.塔内设备:除了加热器,还设有安全阀等设备,以防出现意外。

四、设计步骤1.根据氨吸收水填料吸收塔的工艺特点,研究氨挥发的特性,确定反应条件,估算反应速率和塔的大小及包装密度。

2.确定吸收填料的类型,以保证其对氨气的特性挥发特性。

3.细化设计,考虑塔内混合器及其优势,同时留意水塔设计具体内容,计算安全阀等设备的大小,以及确定塔内设备的位置。

4.确认成本,包括:原材料、安装和实际操作。

五、最终结论本文研究了一套水吸收氨填料吸收塔,设计了其安全阀及其它设备,以及填料的特性,确定了反应条件,估算反应速率,详细设计了塔的形式,尺寸,位置等,通过认真的工作,可以提出设计方案,完成水吸收氨填料吸收塔的设计任务。

化工原理课程设计(氨气填料吸收塔设计)

化工原理课程设计(氨气填料吸收塔设计)

化工原理课程设计(氨气填料吸收塔设计)1000字氨气填料吸收塔是一种常见的化工工艺设备,用于从氨气等气体中去除二氧化碳等有害成分。

在这篇课程设计中,我们将重点讨论氨气填料吸收塔的设计原理和实现方法。

一、设计原理氨气填料吸收塔的设计原理基于物理吸收法,它通过填充物(如泡沫塑料、陶瓷、金属等)将气相物质传递到液相解吸剂中,以达到去除气体中有害成分的目的。

其中,填充物的种类、形状和大小会影响到吸收效率和压力损失。

塔顶设置进口气流分布器,塔底设置液体分布器,使操作稳定,保证吸收效果。

二、实现方法1. 确定设计参数氨气填料吸收塔的设计需要涉及到多项因素,包括:(1)吸收剂的化学性质:吸收剂的化学性质会影响到塔内化学反应的速率和吸收效率。

因此,需要选择合适的吸收剂,并对其进行物性参数测定。

(2)气体流量:气体流量会影响到塔内的混合程度和扩散速率。

因此,需要确定气体流量范围和变化规律。

(3)操作温度和压力:操作温度和压力会直接影响到化学反应的速率和吸收效率。

因此,需要选择合适的操作温度和压力,并对其进行测定。

(4)塔体高度和直径:塔体高度和直径会影响到填充物的分布、气液流动情况和压降。

因此,需要按照实际需要确定塔的高度和直径。

(5)填充物种类和数量:填充物的种类和数量对吸收效率和压力损失有较大影响。

因此,需要选择合适的填充物,并确定填充层数和填充物粒径。

2. 填充物选型填充物的种类是影响氨气填料吸收塔吸收效率和压力损失的一个关键因素。

选用填充物时需要考虑以下方面:(1)物理性能:填充物的物理性能直接影响其在吸收塔内的分布、气液流动情况和压降。

因此,需要选择合适的物理性能(如比表面积、孔隙率、容重等)的填充物。

(2)化学特性:填充物的化学特性对气液反应速率和吸收效率有较大影响。

因此,需要选择符合需要的化学特性的填充物。

(3)成本和耐久性:填充物的成本和耐久性也是选型时需要考虑的因素,以确保经济可行和长期稳定运行。

化工原理填料吸收塔课程设计

化工原理填料吸收塔课程设计

化工原理填料吸收塔课程设计引言:填料吸收塔是化工工艺中常用的一种设备,用于将气体中的有害物质通过吸收剂吸附或反应的方式去除。

本次课程设计旨在通过对填料吸收塔的设计和工艺参数的优化,实现高效的气体净化效果。

一、填料吸收塔的基本原理及结构填料吸收塔是利用填料表面积大、内部通道多、与气体充分接触的特点,通过物理吸附或化学吸收的方式将气体中的有害成分去除。

其基本结构包括进气口、出气口、填料层和液体循环系统等。

二、填料的选择及特性填料是填料吸收塔中起到关键作用的部分,其选择应根据气体的性质和处理效果的要求来确定。

常用的填料包括球状填料、骨架填料和网状填料等,它们具有不同的表面积、孔隙率和液体分布性能,对吸收效果和塔内气液分布起到重要影响。

三、填料吸收塔的设计步骤及要点1. 确定气体的物理和化学性质,包括流量、温度、压力、组成等;2. 选择合适的填料类型和尺寸,考虑填料的表面积、孔隙率和液体分布性能;3. 确定填料层数和塔径高比,以及液体循环系统的设计参数;4. 进行塔内气液分布的模拟和优化,保证填料与气体充分接触;5. 进行设备的结构设计和材料选择,考虑耐腐蚀性和操作安全性;6. 进行设备的动态模拟和优化,确定最佳操作条件和效果。

四、填料吸收塔的性能评价及优化填料吸收塔的性能评价主要包括吸收效率、压降和能耗等指标。

通过调整填料层数、液体循环系统和操作条件等参数,可以实现吸收效率的提高和能耗的降低。

同时,还应考虑填料的寿命和维护等方面的因素,以保证设备的稳定运行和经济性。

五、填料吸收塔的应用及发展趋势填料吸收塔广泛应用于化工、环保和能源等行业,用于废气处理、脱硫和脱硝等工艺。

随着环保要求的提高和技术的进步,填料吸收塔的设计和优化将更加注重能耗和运行成本的降低,同时也将更加重视对废气中微量有害物质的去除效果。

结论:填料吸收塔作为一种重要的气体净化设备,在化工工艺中发挥着重要作用。

通过合理的设计和优化,可以实现高效的气体净化效果和能耗降低。

化工安全吸收塔课程设计

化工安全吸收塔课程设计

化工安全吸收塔课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握化工安全中吸收塔的基本原理和结构特点;2. 使学生了解吸收塔在化工生产中的应用及其重要性;3. 引导学生掌握吸收塔操作的安全知识和事故预防措施。

技能目标:1. 培养学生运用所学知识分析和解决实际化工生产中吸收塔问题的能力;2. 提高学生进行吸收塔操作和事故应急处理的技能;3. 培养学生团队合作和沟通协调的能力。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对化工安全的责任感和使命感,提高安全意识;2. 引导学生树立环保意识,关注化工生产对环境的影响;3. 培养学生严谨、务实的学习态度,培养良好的职业道德。

课程性质分析:本课程为化工专业高年级学生设计,结合了化工原理、化工安全和化工工艺等知识。

课程旨在帮助学生将理论知识与实际应用相结合,提高解决实际问题的能力。

学生特点分析:学生已具备一定的化工基础知识,具有较强的学习能力和动手能力。

在此基础上,通过本课程的学习,使学生更好地适应未来化工行业的发展需求。

教学要求:1. 结合实际案例进行教学,提高课程的实用性和针对性;2. 注重培养学生的动手操作能力和事故应急处理能力;3. 强化团队合作,培养学生的沟通协调能力。

二、教学内容1. 吸收塔的基本原理与结构- 吸收塔的工作原理及分类- 吸收塔的结构组成及其功能- 吸收塔内流体力学特性分析2. 吸收塔在化工生产中的应用- 吸收塔在气体净化、溶剂回收等领域的应用案例- 吸收塔的设计与选型原则- 吸收塔操作与维护要点3. 化工安全与吸收塔操作- 吸收塔操作中的潜在风险与事故案例分析- 吸收塔安全操作规程及预防措施- 事故应急处理方法及逃生自救技巧4. 教学实践与案例分析- 实际操作演示及分组讨论- 案例分析:典型吸收塔事故原因及预防- 学生分组设计吸收塔操作优化方案教学内容安排与进度:第一周:吸收塔的基本原理与结构第二周:吸收塔在化工生产中的应用第三周:化工安全与吸收塔操作第四周:教学实践与案例分析教材章节关联:《化工原理》中关于吸收塔的原理、设计及应用部分;《化工安全》中关于化工设备安全操作、事故案例分析部分;《化工工艺学》中关于吸收塔在化工生产过程中的应用部分。

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目录引言 (1)1.流程的说明 (2)1.1吸收剂的选择 (2)1.2填料层 (2)1.2.1填料的作用 (2)1.2.2填料种类的选择 (3)1.2.3填料的选择 (3)1.2.4填料塔的选择 (3)1.3吸收流程 (4)1.4液体分布器 (4)1.5液体再分布器 (4)2.吸收塔工艺计算 (5)2.1基础物性数据 (5)2.1.1 液相物性数据 (5)2.1.2气相物性数据 (5)2.2物料衡算 (5)2.3填料塔的工艺尺寸计算 (6)2.3.1塔径计算 (6)2.3.2传质单元高度的计算 (8)2.3.3 传质单元数的计算 (8)2.3.4填料层高度的计算 (9)2.4塔附属高度的计算 (10)2.5填料层压降的计算 (10)2.6其他附属塔内件的选择 (11)2.6.1液体分布器的选择: (11)2.6.2布液计算 (12)2.7.3液体再分布器的选择 (13)2.6.4填料支承装置的选择 (13)2.6.5填料压紧装置 (14)2.6.6塔顶除雾器 (14)2.7吸收塔的流体力学参数计算 (14)2.7.1 吸收塔的压力降 (14)2.7.2 吸收塔的泛点率校核 (14)2.7.3 气体动能因子 (15)3.其他附属塔内件的选择 (15)3.1吸收塔主要接管的尺寸计算 (15)3.2离心泵的计算与选择 (16)3.3风机的选取 (17)4.总结 (18)附录一吸收塔设计计算用量符号总表 (19)参考文献 (21)引言吸收是分离气体混合物的单元操作,其分离原理是利用气体混合物中各组分在液体溶剂中溶解度的差异来实现不同气体的分离。

一个完整的吸收过程应包括吸收和解吸两部分。

气体吸收过程是利用气体混合物中,各组分在液体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。

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,保护环境等方面都广泛应用到气体吸收过程。

本次化工原理课程设计的目的是根据设计要求采用填料吸收塔的方法处理含有二氧化硫的混合物,使其达到排放标准,采用填料吸收塔吸收操作是因为填料可以提供巨大的气液传质面积而且填料面积具有良好的湍流状态,从而使吸收易于进行,填料塔有通量大,阻力小,压降低,操作弹性大,塔内持液量小,耐腐蚀,结构简单,分率效率高等优点,从而使吸收操作过程节省大量人力和物力。

在设计中,以水吸收混合气中的二氧化硫,在给定的操作条件下对填料吸收塔进行物料衡算。

本次设计包括设计方案的选取、主要设备的工艺设计计算——物料衡算、设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算、工艺流程图、主要设备的工艺条件图等内容。

1.流程的说明工业上使用的吸收流程多种多样,可以从不同的角度进行分类,从所用的吸收剂的种类看,有仅用一种吸收剂的一步吸收流程和使用两种吸收剂的两部吸收流程,从所用的塔设备数量看,可分为单塔吸收流程很多塔吸收流程,从塔内气液两相得流向可分为逆流吸收流程、并流吸收流程等基本流程,此外,还有用于特定条件下的部分溶剂循环流程。

1.1 吸收剂的选择吸收剂的选择是吸收操作的关键,吸收剂的选择与吸收方法的选择有一定的联系。

选择吸收剂时,首先要考虑吸收过程在整个生产过程中的作用和前后工序所提供的工艺条件和要求;其次从吸收过程的基本原理出发,按照各项技术经济要求加以分析和选择。

选择吸收剂的基本要求:1.溶解度要大,减少吸收剂用量,降低输送与再生的能。

2.选择性好,吸收剂的选择性可以减少惰性组分的溶解损失,提高解吸后所得溶质的纯度。

选择性以选择性系数表示:=溶质组分溶解度选择性系数其余组分溶解度3.易于再生。

4.挥发性小,对应一定温度,其蒸汽压要低。

这样可以减少吸收剂的损耗,并提高溶质气体纯度。

5.具有较好的化学稳定性及热稳定性,以减少吸收剂的降解和变质,尤其在使用化学吸收剂时。

6.粘度低,以利于传质与输送;不易发泡,以利于实现高效、稳定操作。

7.安装性能好。

8.经济、易得,且对环境没有污染。

本次设计次用水作为吸收剂。

1.2 填料层1.2.1填料的作用填料塔内充以某种特定形状的固体填料以构成填料层。

填料层是塔实现气、液接触的主要部位。

填料的主要作用是:①填料层内空隙体积所占比例很大,填料间隙形成不规则的弯曲通道,气体通过时可达到很高的湍动程度;②单位体积填料层内提供很大的固体表面,液体分布于填料表面呈膜状流下,增大了气、液之间的接触面积。

填料的选择包括确定填料的种类、规格及材质等。

所选填料既要满足生产工艺的要求,又要使设备投资和操作费用最低。

1.2.2填料种类的选择填料种类的选择要考虑分离工艺的要求,通常考虑以下几个方面:(1)传质效率要高:一般而言,规整填料的传质效率高于散装填料。

(2)通量要大:在保证具有较高传质效率的前提下,应选择具有较高泛点气速或气相动能因子的填料。

(3)填料层的压降要低。

(4)填料抗污堵性能强,易拆装、检修。

1.2.3填料的选择散堆填料目前散堆填料主要有环形填料、鞍形填料、环鞍形填料及球形填料。

所用的材质有陶瓷、塑料、石墨、玻璃及金属等(1)拉西环填料拉西环填料于1914年由拉西(F. Rashching)发明,为外径与高度相等的圆环,如图片拉西环所示。

拉西环填料的气液分布较差,传质效率低,阻力大,通量小,目前工业上已较少应用。

(2)鲍尔环填料如图片鲍耳环所示,鲍尔环是对拉西环的改进,在拉西环的侧壁上开出两排长方形的窗孔,被切开的环壁的一侧仍与壁面相连,另一侧向环内弯曲,形成内伸的舌叶,诸舌叶的侧边在环中心相搭。

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。

与拉西环相比,鲍尔环的气体通量可增加50%以上,传质效率提高30%左右。

鲍尔环是一种应用较广的填料。

(3)阶梯环(Stairs wreath)填料如图片阶梯环所示,填料的阶梯环结构与鲍尔环填料相似,环壁上开有长方形小孔,环内有两层交错45°的十字形叶片,环的高度为直径的一半,环的一端成喇叭口形状的翻边。

这样的结构使得阶梯环填料的性能在鲍尔环的基础上又有提高,其生产能力可提高约10%,压降则可降低25%,且由于填料间呈多点接触,床层均匀,较好地避免了沟流现象。

阶梯环一般由塑料和金属制成,由于其性能优于其它侧壁上开孔的填料,因此获得广泛的应用。

(4)矩鞍填料如图片矩鞍填料所示,将弧鞍填料两端的弧形面改为矩形面,且两面大小不等,即成为矩鞍填料。

矩鞍填料堆积时不会套叠,液体分布较均匀。

矩鞍填料一般采用瓷质材料制成,其性能优于拉西环。

目前,国内绝大多数应用瓷拉西环的场合,均已被瓷矩鞍填料所取代。

(5)金属环矩鞍填料如图片金属换环聚鞍填料所示,环矩鞍填料(国外称为Intalox)是兼顾环形和鞍形结构特点而设计出的一种新型填料,该填料一般以金属材质制成,故又称为金属环矩鞍填料。

环矩鞍填料将环形填料和鞍形填料两者的优点集于一体,其综合性能优于鲍尔环和阶梯环,在散装填料中应用较多。

填料采用乱堆形式,因为乱堆形式能使气液相对充分接触,而且填料时省时省工。

1.2.4填料塔的选择单塔吸收流程是吸收过程中最常用的流程,如过程无特别需要,则一般采用单塔吸收流程。

若过程的分离要求较高,使用单塔操作时,所需要的塔体过高,或采用两步吸收流程时,则需要采用多塔流程(通常是双塔吸收流程)1.3 吸收流程吸收塔或再生塔内气液相可以逆流操作也可以并流操作,由于逆流操作具有传质推动力大,分离效率高(具有多个理论级的分离能力)的显着优点而广泛应用。

工程上,如无特别需要,一般均采用逆流吸收流程。

本设计采用单塔逆流操作。

1.4 液体分布器根据本吸收的要求和物系的性质可选用重力型排管式液体分布器,布液孔数应应依所用填料所需的质量分布要求决定,喷淋点密度应遵循填料的效率越所需的喷淋点密度越大这一规律。

1.5 液体再分布器升气管式再分布器适用于直径0.6m以上的塔,而且可以分段卸下填料,更换填料方便,所以本设计选用升气管式再分布器。

2.吸收塔工艺计算2.1基础物性数据 2.1.1 液相物性数据对低浓度吸收过程,溶液的物性数据可近似取水的物性数据。

由手册查得,20℃时水的有关物性数据如下: 密度3/2.998m Kg =水ρ 黏度s Pa ⋅⨯=-6101004水μ 表面张力为m N /07269.0SO2在水中的扩散系数为s m D L /1047.129-⨯=2.1.2气相物性数据混合气体的平均摩尔质量为:kg/m ol 97.28=空气M kg/mol 02.642=SO Mg/km ol 72.3005.002.6495.097.28111__k y M y M M =⨯+⨯=⨯+-⨯=二氧化硫空气)(混合气体的密度为:3/277.1m kg RTMPG ==—ρ 混合气体的黏度可近似取为空气的黏度,查资料得20℃空气的黏度为:s pa G ⋅=0000181.0μ查得SO2在空气中的扩散系数为:h m D G /039.02=2.2物料衡算进口气体的体积流量:/h 2000m q 3=V二氧化硫的摩尔分数为: 05.01=y 进塔气相摩尔比为: 效率: %95=η出塔气相摩尔比 : ()00263.0112=-=ηY Y进塔惰性气相流量 :出口液体中溶质与溶剂的摩尔比 : X2=0 查表知20℃时kPa /103.55E 3⨯=最小液气比: 28.33)(2*121min =--=X X Y Y G L 93.4928.335.15.1min =⨯=⎪⎭⎫⎝⎛⨯=G L G L取液气比 :故l/h 4151.20kmo=93.94G =L ⨯2.3填料塔的工艺尺寸计算 2.3.1塔径计算该流程的操作压力及温度适中,避免二氧化硫腐蚀,故此选用mm 50=φ型的陶瓷鲍尔环填料。

其主要性能参数为:比表面积:32/110m m a t =空隙率: 33/81.0m m =ε 形状修正系数:1=ψ填料因子平均值:1130-=m D φ吸收液的密度近似看成20度水的密度:3/2.998m kg L ==水ρρkmol kg M /18=水采用Eckert 关联式计算泛点气速:h 83.14kmol/=30.721.2772000_V q =G ⨯=M G ρ0526.005.0105.01111=-=-=y y Y气相质量流量为:h kg q W V G G /25542000277.1=⨯=⋅=ρ液相质量流量为:h kg M L W L /54.747211820.41512=⨯=⋅=水选用)(5.45050mm ⨯⨯型的陶瓷鲍尔环 填料因子m /130=ϕ比表面积32/110m m a t =18.12.998277.12554309.749082121=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅L G GL W W ρρ 查乱堆填料泛点线图知:02.02.02=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛L L Gf g u μρρϕψ 12==LO H ρρψ 代入数值得:sm g u LG Lf /09.102.02.0=⋅=μϕψρρ取空塔气速:s m u u f /87.08.0,== 塔径m u V D G903.04,==π圆整塔径,取 1000mm m 0.1D ==71.042=⋅=πD V u G65.0086.171.0==f u u (50%-80%为经验值,所以在允许范围之内) 遇到的问题:空塔气速取泛点气速的百分比,取值70%以下校核时超出经验值 填料规格校核1020501000>==d D (合格) 液体喷淋密度校核:填料表面的润湿状况是传质的基础,为保持良好的传质性能,每种填料应维持一定的液体润湿速率(或喷淋密度)。

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