化工原理课程设计SO2填料吸收塔课程设计说明书
水吸收二氧化硫填料吸收塔设计说明书
化工原理课程设计题目处理量为1200m3/h水吸收二氧化硫过程填料吸收塔的设计专业化学工程与工艺班级化工2102姓名柯来烽学号 3102109230指导教师胡章文化工原理设计任务书专业：化学工程与工艺班级：化工2102 设计人：柯来烽一．设计题目处理量为1200m3/h水吸收二氧化硫过程填料吸收塔的设计二．原始数据及条件进塔二氧化硫含量为8%（摩尔分率，下同），温度25℃。
塔顶易挥发组分回收率94% 。
进塔吸收剂温度20℃，由于气液比比较大，温度基本不变，吸收温度可近似取清水温度。
二氧化硫回收率为操作压强为常压三．设计要求1. 标题页；2. 设计任务书；3. 目录；4. 确定设计方案；5. 填料塔吸收的塔径，填料层高度，塔高和填料层压降的计算；6. 塔及主要附属构件结构尺寸设计；7. 设计一览表；8. 对本设计的评述；9. 绘制填料塔装备图；10. 参考文献。
四．设计日期： 2013 年 6 月 10 日至 2013 年 6月 20 日目录摘要 (1)1绪论 (2)1.1吸收技术概况 (2)1.2吸收设备发展 (2)1.3吸收在工业生产中的应用 (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操作参数选择 (7)2.3.1操作温度的选择 (7)2.3.2操作压力的选择 (7)2.3.3吸收因子的选择 (7)2.4吸收塔设备及填料的选 (8)2.4.1吸收塔设备的选择 (8)2.4.2填料的选择 (8)3吸收塔工艺的算 (10)3.1基础性物性数据 (10)3.1.1液相物性数据 (10)3.1.2气相物性数据 (10)3.1.3气液平衡数据 (10)3.2物料衡算 (11)3.3塔径的计算及校核 (11)3.3.1塔径的计算 (11)3.3.2泛点率的计算 (13)3.3.3气体能动因子 (13)3.3.4填料规格校核 (13)3.3.5液体喷淋密度校核 (13)3.4填料层高度计算 (14)3.4.1传质单元数计算 (14)3.4.2传质单元高度计算 (14)3.4.3填料层高度的计算 (15)3.5 填料塔附属高度的计算.............................................................. (16)3.6 液体分布器的简要设计 (16)3.6.1 分布点密度及布液孔数的计算 (16)3.6.2布液计算 (17)3.6.3 塔底液体保持管高度的计算..................................................................... (17)3.7 其他附属塔内件的选择 (18)3.7.1液体再分布器 (18)3.7.2填料支撑板 (18)3.7.3 填料压紧装置与床层限制板 (18)3.7.4 气体进出口装置与排液装置 (18)3.8 吸收塔主要接管尺寸算 (19)3.9 填料层压力降的计算 (19)工艺设计计算结果汇总与主要符号说明 (21)结束语 (24)主要符号说明 (25)参考文献 (27)摘要在化工生产中，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。
(完整版)水吸收二氧化硫填料塔课程设计..
《化工原理课程设计》报告设计任务书（一）设计题目试设计一座填料吸收塔，用于脱除混于空气中的SO2，混合气体的处理为2500m3/h,其中SO2（体积分数）8﹪。
要求塔板排放气体中含SO2低于0.4％，采用清水进行吸收。
（二）操作条件常压，20℃（三）填料类型选用塑料鲍尔环、陶瓷拉西环填料规格自选（四）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、吸收塔接管尺寸的计算5、绘制吸收塔的结构图6、对设计过程的评述和有关问题的讨论7、参考文献8、附表目录一、概述 (4)二、计算过程 (4)1. 操作条件的确定 (4)1.1吸收剂的选择 (4)1.2装置流程的确定 (4)1.3填料的类型与选择 (4)1.4操作温度与压力的确定 (4)2. 有关的工艺计算 (5)2.1基础物性数据 (5)2.2物料衡算 (6)2.3填料塔的工艺尺寸的计算 (6)2.4填料层降压计算 (11)2.5吸收塔接管尺寸的计算 (12)2.6附属设备……………………………………………… ..12三、评价 (13)四、参考文献 (13)五、附表 (14)一、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。
二、设计方案的确定(一) 操作条件的确定1．1吸收剂的选择因为用水作吸收剂，同时SO2不作为产品，故采用纯溶剂。
1．2装置流程的确定用水吸收SO2属于中等溶解度的吸收过程，故为提高传质效率，选择用逆流吸收流程。
1．3填料的类型与选择用不吸收SO2的过程，操作温度低，但操作压力高，因为工业上通常选用塑料散堆填料，在塑料散堆填料中，塑料鲍尔环填料的综合性能较好。
水吸收二氧化硫填料吸收塔--课程设计完整版
吉林化工学院化工原理课程设计题目处理量为2500m3/h水吸收二氧化硫过程填料吸收塔的设计教学院化工与材料工程学院专业班级化学工程与工艺0804班学生姓名学生学号 08110430指导教师徐洪军2010 年 12 月 15 日化工原理课程设计任务书专业化学工程与工艺班级化工0804 设计人郑大朋一．设计题目处理量为2500m3/h水吸收二氧化硫过程填料吸收塔的设计二．原始数据及条件生产能力：年处理空气—二氧化硫混合气2.3万吨（开工率300天／年）。
原料：二氧化硫含量为5%（摩尔分率，下同）的常温气体。
分离要求：塔顶二氧化硫含量不高于0.26% 。
塔底二氧化硫含量不低于0.1% 。
建厂地址：河南省永城市。
三．设计要求（一）编制一份设计说明书，主要内容包括:1. 摘要；2. 流程的确定和说明（附流程简图）；3. 生产条件的确定和说明；4. 吸收塔的设计计算；5. 附属设备的选型和计算；6. 设计结果列表；7. 设计结果的讨论和说明；8. 主要符号说明；9. 注明参考和使用过的文献资料；10. 结束语(二) 绘制一个带控制点的工艺流程图。
（三）绘制吸收塔的工艺条件图。
四．设计日期： 2010 年 11 月 22 日至 2010 年 12月 15 日目录摘要.……………………………………………………………………………………..……………………...…第一章绪论 (1)1.1 吸收技术概况…………………………………………………………………………………….……. .11.2 吸收设备发展 (1)1.3 吸收在工业生产中的应用 (3)第二章吸收塔的设计方案 (4)2.1 吸收剂的选择 (4)2.2 吸收流程选择 (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 吸收塔设备及填料的选择 (7)2.3.1 吸收塔设备的选择 (7)2.3.2 填料的选择 (8)2.4 吸收剂再生方法的选择 (10)2.5 操作参数的选择 (11)2.5.1 操作温度的确定 (11)2.5.2 操作压强的确定 (11)第三章吸收塔工艺条件的计算 (12)3.1 基础物性数据 (1)23.1.1 液相物性数据 (12)3.1.2 气相物性数据 (12)3.1.3 气液两相平衡时的数据 (12)3.2 物料衡算 (12)3.3 填料塔的工艺尺寸计算 (13)3.3.1 塔径的计算 (13)3.3.2 泛点率校核和填料规格 (14)3.3.3 液体喷淋密度校核 (15)3.4 填料层高度计算………………………………………………………...………………………....…. .153.4.1 传质单元数的计算 (15)3.4.2 传质单元高度的计算 (16)3.4.3 填料层高度的计算 (17)3.5 填料塔附属高度的计算 (18)3.6 液体分布器的简要设计 (18)3.6.1 液体分布器的选型 (18)3.6.2 分布点密度及布液孔数的计算 (19)3.6.3 塔底液体保持管高度的计算 (20)3.7 其他附属塔内件的选择 (21)3.7.1 填料支撑板 (21)3.7.2 填料压紧装置与床层限制板 (21)3.7.3 气体进出口装置与排液装置 (21)3.8 流体力学参数计算 (22)3.8.1 填料层压力降的计算 (22)3.8.2 泛点率………………………………………………………………………………………….. .233.8.3 气体动能因子 (23)3.9 附属设备的计算与选择 (23)3.9.1 吸收塔主要接管的尺寸计算 (23)3.9.2 离心泵的计算与选择 (24)工艺设计计算结果汇总与主要符号说明 (26)设计方案讨论 (31)附录（计算程序及有关图表） (32)参考文献 (34)结束语 (35)带控制点的工艺流程图 (36)设备条件图 (37)化工原理课程设计教师评分表 (38)摘要吸收是利用混合气体中各组分在液体中的溶解度的差异来分离气态均相混合物的一种单元操作。
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。
总之，二氧化硫填料吸收塔的设计需要充分考虑各方面因素，以实现高效环保的处理效果。
同时，还要注重设备的安全运行和易操作性，并进行必要的测试和评估，确保设备能够在长期使用中保持良好的工作状态。
填料塔的设计
西北大学化工学院化工原理课程设计说明书设计名称： 填料吸收塔设备的设计 年级专业： 2008级化学工程与工艺 姓 名：指导老师：姚瑞清2011年1月10日目录一．设计任务-----------------------------------2 二．填料选择-----------------------------------3 三．计算所需物性参数---------------------------3 四．设计计算过程-------------------------------4 五．塔附件选择---------------------------------10 六．工艺流程说明-------------------------------15 七．心得体会-----------------------------------16 八．参考文献-----------------------------------18 九．工艺流程图---------------------------------19一. 设计任务原料气入塔温度为25℃，用清水吸收原料气体中的SO2气体，混合气体的处理量为2000m3／h，其中含有SO2的摩尔分数为0.07，SO2的吸收率为90％，气体入口温度为25℃.水入口温度为20℃。
已知：20℃时，E=3.55 10³kPa, L/G=1.5(L/G)min;操作压力：常压；操作温度：液体20℃; 气体：25℃；填料类型：乱堆塑料鲍尔环；要求设计填料吸收塔，求所需塔高，塔径，塔内件，塔接管尺寸，绘制流程图，吸收塔工艺条件图，设计过程评述。
二.填料选择该系统属于易分离系统，可采用散装填料，系统中含SO2有一定腐蚀性，故考虑选用Ф50mm塑料鲍尔环，由于系统对压降无特殊要求，考虑到不同尺寸鲍尔环的性能采用乱堆Ф50mm塑料鲍尔环。
鲍尔环特性：鲍尔环是在拉西环的基础上发展起来的，是近期具有代表性的一种填料。
化工原理课程设计-SO2气体填料吸收塔
化工原理课程设计
3， 《化工工艺设计手册》 ，化学工业出版社； 4， 《塔设备设计》化工设计设备全书编委会，上海科学技术出版社； 5， 《化工原理课程设计》化学工业出版社；
1.概述
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。 近年来由于填料结构的改进，新型的高效、高负荷填料的开发，既提高了塔的通过 能力和分离能力，由保持了压力降小及性能稳定的特点，因此填料塔已被推广到大型企 业设备中。在某些场合，还代替了传统的板式塔。随着对填料塔的研究和开发，性能优 良的填料塔以大量的用于工业生产中。 近年来，国内外对填料的研究与开发进展很迅速，新型高效填料的不断出现，是填 料塔的应用更加广泛，直径达到几米甚至十几米的大型填料塔 在工业上已非常罕见。 填料塔的使用已有百余年的历史，人们对它的研究从末中断。特别是近些年，由于 性能优良的新型填料不断开发，改善了填料层内气液两相的分布与接触情况，使填料塔 的负荷通量增大，阻力降低，效率提高，操作弹性加大。所有这一切促使了填料塔的应 用日趋广泛。 填料塔的设计过程包括以下步骤： （1）.根据设计任务和工艺要求，确定设计方案 （包括流程的确定、吸收剂的选择、操作温度和压力的确定） ；(2 )填料的类型和选择(填 料的选择要考虑其传质效率、通量、填料层压降和填料的操作性能) ；(3)填料塔工艺尺 寸的计算，包括确定塔径填料层高度等尺寸。 （4）计算填料层压降； （5）进行填料塔塔 内件的设计与选型
SO2气体填料吸收塔的设计
S02气体填料吸收塔的设计亠设计任务总概1.2•吸收的目的.....1.3•填料吸收塔简介设计方案简介 ........2.1........................... (4)2.2填料的类型与选择............2.3 设计骤................................. ....................... .. . (4)三、工艺计算..........................3.1 基础物性据....................... .. …•… ...................... ..43.1.1液相物性数据............3.1.2气相物性数据..…3.1.3气液相平衡数据.3.1.4物料衡算.......3.2填料塔的工艺尺寸的计算目录3.2.2填料层高度计算3.2.3填料层压降计算四、辅助设备的计算及选型1.除雾沫器........2.液体分布器简要设计3.液体再分布器器 ..........4.填料支承装置1115161617 升气管式液体再分布 (18)5■填料限定装置 (19)6 •气体和液体的进出口装置 (19)五、设计结果汇总 (21)六、主要符号说明 (22)七、参考文献 (24)八、结语 (26)化工原理课程设计任务书一、设计任务：设计一台SQ气体填料吸收塔二、设计条件：生产能力：2000Nm3/h空气和SQ混合气混合气中SQ组成（体积分数）：10%排放含量：0.16%操作方式：连续操作操作温度：20 C操作压力：常压吸收剂：清水平衡线方程：y=66.76676x1.15237三、设计内容1.设计方案和流程的选择；2•填料的选择；3.填料塔塔径、塔高及压降的计算；4.附属装置的选型和设计。
四、设计基础数据：参考教材及参考资料。
五、设计成果：1.设计说明书一份；2.调料吸收塔工艺条件图（2#图幅）六、设计时间安排:兰州交通大学化工原理课程设计1.查阅资料、设计方案：一天2.设计计算：三天3.图纸绘制：一天4.设计整理：半天一设计任务总概1.1. 吸收的定义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。
化工原理课程设计SO2填料吸收塔课程设计说明书
化工原理课程设计任务书专业班级：姓名：学号：指导老师：目录一·目的和要求二·设计任务三·设计方案1.吸收剂的选择2.塔内气液流向的选择3.吸收系统工艺流程（工艺流程图及说明）4.填料的选择四·工艺计算1.物料衡算，吸收剂用量，塔底吸收液浓度2.塔径计算3.填料层高度计算4.填料层压降计算5.填料吸收塔的主要附属构件简要设计6.动力消耗的计算与运输机械的选择（对吸收剂）五·设备零部件管口的设计计算及选型六·填料塔工艺数据表填料塔结构数据表物性数据表七·对本设计的讨论八·主要符号说明九·参考文献一·目的和要求1．进行查阅专业资料、筛选整理数据及化工设计的基本训练；2．进行过程计算及主要设备的工艺设计计算，独立完成吸收单元的设计；用简洁的文字和图表清晰地表达自己的设计思想和计算结果；3.建立和培养工程技术观点；4.初步具备从事化工工程设计的能力,掌握化工设计的基本程序和方法。
5.独立完成课程设计任务。
二·设计任务1.题目：SO2填料吸收塔2 生产能力：SO2炉气的处理能力为1500 m³/h（1atm,30℃时的体积）3 炉气组成：原料气中含SO2为9%（v）,其余为空气4 操作条件：P=1atm(绝压）t=30 ℃5 操作方式：连续操作6 炉气中SO2的回收率为95％三·设计方案1.吸收剂的选择用水做吸收剂。
水对SO2有较大的溶解度，有较好的化学稳定性，有较低的粘度，廉价、易得、无毒、不易燃烧2.塔内气液流向的选择在填料塔中，SO2从填料塔塔底进入，清水从塔顶由液体喷淋装置均匀淋下。
3.吸收系统工艺流程（工艺流程图及说明）二氧化硫炉气经由风机从塔底鼓入填料塔中，与由离心泵送至塔顶的清水逆流接触，在填料的作用下进行吸收。
经吸收后的尾气由塔顶排除，吸收了SO2的废水由填料塔的下端流出。
课程设计二氧化硫吸收塔
一、课程设计任务书1.1、设计题目：，其余为惰性组分，采用清水进行吸收。
设计一座填料吸收塔，用于脱除混合气体中的SO21.2、工艺操作条件：(1)操作压力常压(2)操作温度：25℃表一工艺操作条件1.3、设计任务：（1）吸收方案和工艺流程的说明（2）填料吸收塔的工艺计算；（3）填料吸收塔设备设计;（4）制备工艺流程图、设备图；（5）编写设计说明书。
二、设计方案的确定2.1、吸收剂的选择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，属中等溶解分离效率高（具有多个理论级的分离能力）的显著优点而广泛应用。
用水吸收SO2不作为产品，故采用纯溶剂。
度的吸收过程，选用逆流吸收流程。
因用水作为吸收剂，且SO22.2 填料的选择填料的选择包括确定填料的种类，规格及材料。
填料的种类主要从传质效率，通量，填料层的压降来考虑，填料规格的选择常要符合填料的塔径与填料公称直径比值D/d。
填料的材质分为陶瓷、金属和塑料三大类。
对于水吸收S02的过程、操作、温度及操作压力较低，工业上通常选用所了散装填料。
本设计中采用散装填料，工业常用的主要有选用DN16、DN25、DN38、 DN50 、DN76等几种规格。
同类填料，尺寸越小，分离效率越高，但阻力增加，通量减小，填料费用也增加很多。
塑料填料具有质轻、价廉、耐冲击、不易破碎等优点，多用于吸收、解吸、萃取等装置。
但其缺点是表面润湿性能差，在某些特殊场合，需要对其表面进行处理，以提高表面润湿性能。
综合各点因素，在所了散装填料中，塑料阶梯环填料的综合性能较好，故此选用塑料阶梯环填料。
表2 填料尺寸与塔径的对应关系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（一）吸收塔的物料衡算；（二）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；（三）设计液体分布器及辅助设备的选型；（四）绘制有关吸收操作图纸。
三、装置的工艺计算：3.1基础物性数据3.1.1 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纯水的物性数据。
课程设计二氧化硫吸收塔
一、课程设计任务书1.1、设计题目：设计一座填料吸收塔，用于脱除混合气体中的SO2，其余为惰性组分，采用清水进行吸收。
1.2、工艺操作条件：(1)操作压力常压(2)操作温度：25℃表一工艺操作条件1.3、设计任务：（1）吸收方案和工艺流程的说明（2）填料吸收塔的工艺计算；（3）填料吸收塔设备设计;（4）制备工艺流程图、设备图；（5）编写设计说明书。
二、设计方案的确定2.1、吸收剂的选择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）的显著优点而广泛应用。
用水吸收SO2属中等溶解度的吸收过程，选用逆流吸收流程。
因用水作为吸收剂，且SO2不作为产品，故采用纯溶剂。
2.2 填料的选择填料的选择包括确定填料的种类，规格及材料。
填料的种类主要从传质效率，通量，填料层的压降来考虑，填料规格的选择常要符合填料的塔径与填料公称直径比值D/d。
填料的材质分为陶瓷、金属和塑料三大类。
对于水吸收S02的过程、操作、温度及操作压力较低，工业上通常选用所了散装填料。
本设计中采用散装填料，工业常用的主要有选用DN16、DN25、DN38、D N50、DN76等几种规格。
同类填料，尺寸越小，分离效率越高，但阻力增加，通量减小，填料费用也增加很多。
塑料填料具有质轻、价廉、耐冲击、不易破碎等优点，多用于吸收、解吸、萃取等装置。
但其缺点是表面润湿性能差，在某些特殊场合，需要对其表面进行处理，以提高表面润湿性能。
综合各点因素，在所了散装填料中，塑料阶梯环填料的综合性能较好，故此选用塑料阶梯环填料。
表2 填料尺寸与塔径的对应关系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（一）吸收塔的物料衡算；（二）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；（三）设计液体分布器及辅助设备的选型；（四）绘制有关吸收操作图纸。
三、装置的工艺计算：3.1基础物性数据3.1.1 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纯水的物性数据。
水吸收二氧化硫填料塔的设计
化工原理课程设计题目水吸收二氧化硫填料塔的设计教学院化工与材料工程学院专业班级材化0901学生姓名学生学号指导教师2011年 7月5 日课程设计任务书1、设计题目：处理量为2750m3/h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20℃后送入填料塔中，用20℃清水洗涤洗涤除去其中的SO2。
入塔的炉气流量为2750m3/h，其中进塔SO2的摩尔分率为0.05，要求SO2的吸收率为95％。
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用量的1.5倍。
2、工艺操作条件：（1）操作平均压力常压（2）操作温度t=20℃（3）选用填料类型及规格自选。
3、设计任务：完成干燥器的工艺设计与计算，有关附属设备的设计和选型，绘制吸收系统的工艺流程图和吸收塔的工艺条件图，编写设计说明书。
化工原理教研室 2011年5月目录第1章绪论 (1)1.1吸收技术概况 (1)1.2吸收设备的发展 (1)1.3吸收在工业生产中的应用 (2)第2章设计方案 (2)2.1吸收剂的选择 (4)2.2吸收流程的选择 (4)2.2.1吸收工艺流程的确定 (4)2.3吸收塔设备及填料的选择 (4)2.3.1吸收塔的设备选择 (4)2.3.2填料的选择 (5)2.4吸收剂再生方法的选择 (6)2.5操作参数的选择 (7)第3章吸收塔的工艺计算 (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气液相平衡数据 (9)3.2物料衡算 (10)3.3填料塔的工艺尺寸的计算 (11)3.3.1塔径的计算 (11)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填料塔填料高度计算 (12)3.4.1传质单元高度计算 (12)3.4.2传质单元数的计算 (14)3.5填料塔附属高度计算 (14)3.6液体分布器计算 (15)3.6.1液体分布器 (15)3.6.2布液孔数 (17)3.6.3 液体保持管高度 (17)3.7其他附属塔内件的选择 (17)3.7.1填料支承板 (17)3.7.2除沫器（除雾器） (17)3.7.3管口结构 (18)3.8吸收塔的流体力学参数的计算 (19)3.8.1吸收塔的压力降 (19)3.8.2吸收塔的泛点率 (20)3.8.3气体动能因子 (20)3.9附属设备的计算与选择 (20)3.9.1离心泵的选择与计算 (20)3.9.2吸收塔的主要接管尺寸的计算 (21)工艺设计主要符号说明 (22)评述与讨论 (24)结束语 (25)参考文献 (26)第1章绪论1.1吸收技术概况在化学工业中，经常需将气体混合物中的个各组分加以分离。
化工原理课程设计说明书---填料吸收塔设计
化工原理课程设计目录摘要-----------------------------------------------------------3 前言-----------------------------------------------------------4 一填料吸收塔工艺尺寸的设计计算-------------------------------5 1.1 工艺流程及设计指标--------------------------------------5 1.1.1 工艺流程------------------------------------------51.1.2 设计参数，指标------------------------------------51.2 物性参数的计算-----------------------------------------5 1.2.1 原料气物性参数------------------------------------51.2.2 吸收液物性参数------------------------------------61.2.3 填料物性参数--------------------------------------71.3 吸收塔的物料衡算---------------------------------------7 1.4 塔体的计算---------------------------------------------8 1.4.1 塔径的计算----------------------------------------8（1）液泛气速----------------------------------------8（2）塔径--------------------------------------------9 1.4.2 填料层高度的计算----------------------------------9（1）传质单元数--------------------------------------9（2）传质单元高度-----------------------------------10 二吸收塔优化设计--------------------------------------------13 2.1 系统的年总费用----------------------------------------13 2.2 吸收塔塔体和平台扶梯年折旧及维修费用------------------13 2.3 填料年折旧费用----------------------------------------13 2.4 离心泵年折旧和维修费用及操作费用----------------------13 2.5 风机年折旧和维修费及操作费用--------------------------15 2.6 吸收剂费用--------------------------------------------15 三内部结构设计----------------------------------------------16 3.1 液体分布装置------------------------------------------16 3.2 填料支撑装置------------------------------------------16 3.3 液体分布装置------------------------------------------16 3.4 除沫器------------------------------------------------16 四设计校核--------------------------------------------------17 4.1 主要工艺参数校核--------------------------------------17 4.1.1 塔直径与塔中填料直径之比--------------------------174.1.2 液体喷淋密度--------------------------------------174.1.3 实际气速与液泛气速比------------------------------174.2 强度校核---------------------------------------------174.2.1 筒体材料的选用与计算-----------------------------174.2.2 封头厚度的计算-----------------------------------184.2.3 塔体的强度与稳定计算-----------------------------184.2.4 质量载荷计算-------------------------------------184.2.5 塔体的风载荷和风力矩-----------------------------19(1)、风力矩的计算公式-------------------------------19(2)、总弯矩的计算-----------------------------------19(3)、塔的自振周期计算-------------------------------20(4)、地震载荷计算-----------------------------------20 4.2.6 塔体的强度与稳定校核-----------------------------21(1)、塔体危险截面(1-1)的轴向应力计算----------------21(2)、塔体危险截面(1-1)抗压强度及轴向稳定性计算------214.2.7 裙座的强和稳定计算、校核-------------------------224.2.8 水压试验时塔的强度和稳定性验算-------------------22(1)、水压试验时塔体(1-1)截面的强度校核--------------22(2)、水压试验时裙座底部(0-0)截面强度和轴向稳定要求--234.2.9 基础环板的设计-----------------------------------23(1)、基础环板内外径的确定---------------------------23(2)、基础环板厚度的设计-----------------------------234.2.10 地脚螺栓的设计----------------------------------244.2.11 混凝土的强度校核--------------------------------24五主要符号说明---------------------------------------------25六优化程序及其运行结果-------------------------------------296.1 传质单元数的计算程序及运算结果-----------------------296.2 液气比优化程序及运算结果-----------------------------31小结---------------------------------------------------------35参考文献-----------------------------------------------------36摘要[中文摘要]PC作为工业化脱二氧化碳的吸收剂，有着很大的优势。
清水吸收SO2烟气的填料塔设计说明书
清水吸收S O2烟气的填料塔课程设计说明书专业：材料工程技术班级：姓名：班级学号：指导老师：日期：任务书《化工单元操作》课程设计任务书一、题目清水吸收SO2烟气的填料塔设计二、设计任务及操作条件1、气体处理量1000m3/h（30℃，100kpa），其余可视为空气2、进塔气体的组成：9%（体积分数）SO2的95%3、回收其中所含SO24、吸收塔的操作温度为30℃，压力位100kpa5、液气比为最小液气比的倍6、空塔气速取泛点气速的倍7、填料自选三、设计内容1、填料塔的物料衡算2、塔的主要工艺尺寸确定①塔高的确定②塔径的确定3、辅助设备的类型及作用4、绘制填料塔的设备图（CAD）5、编写设计说明书（电子版）目录第一章前言1吸收的概况2 吸收设备分类第二章设计方案吸收剂的选择对溶质的溶解度大对溶质有较高的选择性不易挥发再生性能好塔内气液流向的选择吸收系统工艺流程工艺流程图及说明填料的选择操作参数的选择操作温度操作压力的确定第三章工艺计算物料衡算吸收剂用量塔径计算填料层高度计算第四章辅助设备的类型及作用液体分布器除雾器填料压紧装置填料支撑装置第五章结束语第六章主要符号说明第七章参考文献1 前言吸收技术的概况利用混合气体中各组分在同一种溶剂（吸收剂）中溶解度的不同分离气体混合物的单元操作称为吸收。
吸收是分离气体混合物最常见的单元操作之一。
工业吸收操作是在吸收塔内进行的。
在吸收操作中，通常将混合气体中能够溶解于溶剂中的组分称为溶质或吸收质，以A表示而不溶或微溶的组分称为载体或惰性气体，以B表示；吸收所用的溶剂称为吸收剂，以S表示；经吸收后得到的溶液称为吸收液;被吸收后排出吸收塔的气体称为吸收尾气。
吸收就是吸收质从气相转入液相的过程。
吸收过程通常在吸收塔中进行。
根据气、液两相的流动方向，分为逆流操作和并流操作两类，工业生产中以逆流操作为主，吸收剂以塔顶加入自上向流动，与从下向上流动的气体接触，吸收了吸收质的液体从塔底排出，净化后的气体从塔顶排出。
化工原理课程设计
填料吸收塔课程设计说明书专 业 化 学 制 药班 级 制药111姓 名 石亮亮班 级 学 号 1132104123指 导 老 师 刘 郁日 期 2013-04-10成 绩化工单元操作课程设计任务书Xuzhou College of Industrial Technology班级：制药111 姓名：石亮亮学号：:1132104123 常压下，在填料吸收塔中用清水吸收炉气中的二氧化硫一、设计条件1.操作方式：连续操作；2.生产能力：处理炉气量：2500+学号3/m h；3.操作温度：25℃；4.操作压力：常压101.3kPa；5.进塔混合气含量；二氧化硫的体积分数为（5.0+学号×0.01）％；其余为空气；6.进塔吸收剂：清水；7.二氧化硫回收率：95％；二、设计要求1.流程布置与说明；2.工艺过程计算；3.填料的选择；4.填料塔工艺尺寸的确定；5.输送机械功率的选型；三、设计成果1.设计任务书一份（A4打印）；2.设计图纸：填料工艺条件图（CAD：A3幅面）四、设计时间(化学制药111班)2013年3月25日-------2013年4月5日化学制药教研室2013年3月目录摘要： (4)第一章前言 (4)1.1填料塔简介： (4)1.2吸收技术概况： (5)1.3吸收设备的发展 (5)1.4吸收在工业生产中的应用 (5)第二章设计方案的确定 (6)2.1流程方案 (6)2.4吸收剂的选择 (6)2.5填料的类型与选择 (6)第三章吸收工艺流程的确定 (7)3.1任务及操作条件 (7)3.2工艺流程的确定 (7)第四章吸收塔的工艺计算 (8)4.1基础物性数据 (8)4.1.1液相物性数据 (8)4.1.2气象物性数据 (9)4.1.3气液两相平衡时的数据 (9)4.2物料衡算 (9)4.2.1 进塔混合气中各组分的量 (10)4.2.2.混合气进出塔的摩尔组成 (10)4.2.3混合气进出塔摩尔比组成 (10)4.2.4出塔混合气量 (11)4.2.5.吸收剂的用量 (11)4.2.6 塔底吸收液组成X1 (11)4.2.7 操作线方程 (12)4.3 填料塔的工艺尺寸的计算 (12)4.3.1 塔径的计算 (12)4.3.2 操作气速 (14)4.3.3 塔径 (15)4.3.4 泛点率校核： (15)4.3.5 液体喷淋密度校核： (15)4.4填料高度的计算 (15)4.4.1 传质单元数N OG (15)4.4.2传质单元高度的计算 (16)4.4.3填料层高度的计算 (18)4.4.4 填料层压降计算 (19)4.5辅助设备的计算及选型 (20)4.5.1.除雾沫器 (20)4.5.2.液体分布器简要设计 (20)4.5.3布液计算 (21)4.6.填料支承装置 (22)4.7.填料限定装置 (24)4.7.1塔附属高的确定 (24)4.7.2 人孔 (24)设计结果汇总 (25)主要符号说明 (27)设计过程的评述及有关问题的讨论 (29)参考文献 (30)课程设计总结： (31)附主题设备条件图 (31)摘要：气体吸收过程是利用混合气体中，根据各组分在液体中溶解度或化学反应活性的差异，使其在各个组分加以分离，其目的是：1.回收或捕获气体混合物中的有用物质，以制取有利有价值的产品；2.除去混合气体中的有害成分，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质，以免污染大气。
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化工原理课程设计任务书专业班级：姓名：学号：指导老师：目录一·目的和要求二·设计任务三·设计方案1.吸收剂的选择2.塔内气液流向的选择3.吸收系统工艺流程（工艺流程图及说明）4.填料的选择四·工艺计算1.物料衡算，吸收剂用量，塔底吸收液浓度2.塔径计算3.填料层高度计算4.填料层压降计算5.填料吸收塔的主要附属构件简要设计6.动力消耗的计算与运输机械的选择（对吸收剂）五·设备零部件管口的设计计算及选型六·填料塔工艺数据表填料塔结构数据表物性数据表七·对本设计的讨论八·主要符号说明九·参考文献一·目的和要求1．进行查阅专业资料、筛选整理数据及化工设计的基本训练；2．进行过程计算及主要设备的工艺设计计算，独立完成吸收单元的设计；用简洁的文字和图表清晰地表达自己的设计思想和计算结果；3.建立和培养工程技术观点；4.初步具备从事化工工程设计的能力,掌握化工设计的基本程序和方法。
5.独立完成课程设计任务。
二·设计任务1.题目：SO2填料吸收塔2 生产能力：SO2炉气的处理能力为1500 m³/h（1atm,30℃时的体积）3 炉气组成：原料气中含SO2为9%（v）,其余为空气4 操作条件：P=1atm(绝压）t=30 ℃5 操作方式：连续操作6 炉气中SO2的回收率为95％三·设计方案1.吸收剂的选择用水做吸收剂。
水对SO2有较大的溶解度，有较好的化学稳定性，有较低的粘度，廉价、易得、无毒、不易燃烧2.塔内气液流向的选择在填料塔中，SO2从填料塔塔底进入，清水从塔顶由液体喷淋装置均匀淋下。
3.吸收系统工艺流程（工艺流程图及说明）二氧化硫炉气经由风机从塔底鼓入填料塔中，与由离心泵送至塔顶的清水逆流接触，在填料的作用下进行吸收。
经吸收后的尾气由塔顶排除，吸收了SO2的废水由填料塔的下端流出。
4.填料的选择可选择（直径）25mm塑料鲍尔环填料(乱堆)。
特性数据如下：比表面积α:209 m²/m³空隙率 ε：0.90 m ³/m ³ 填料因子 φ：170 1-m四·工艺计算1.物料衡算，吸收剂用量，塔底吸收液浓度30C ，二氧化硫溶于水的亨利系数MPa E 85.4=对稀溶液，有SSM H E ρ≈)3/(4548.111885.41000sm MPa kmol EM H S*=⨯==∴ρ相平衡常数776.847013.105.84===PE m进塔气相二氧化硫含量：9.00y 1=出塔气相二氧化硫含量：045.000.9510.09y 2=-⨯=）（用清水吸收，进塔液相二氧化硫含量：0x 2=二氧化硫炉气流量：)/k (182.36030314.38.310115001500h mol RT P G =⨯⨯=⨯=最小液气比：837.4450776.84709.0045.009.00x y y y x x y y min )(21212e 121=--=--=--=mG L取实际液气比为最小液气比的1.5倍，则可得吸收剂用量为：)/(2424.41155.1182.360837.445h kmol L =⨯⨯=3102532.12424.4115)0045.009.0(3182.60)y (x x 2121-⨯=-⨯=-+=y L G 2.塔径计算炉气的平均摩尔质量为：)/(5.132291.90649.00kmol kg M =⨯+⨯=混合气体的密度 32928130331485.1323101m kg RT M P V /...=⨯⨯==ρ 气相质量流量：hkg v W /..21939292811500=⨯=液相质量流量：hkg W L /363.74074182424.4115=⨯=734.311000928.21.2193963.3740745.05.0==)()(L V V L W W ρρ 从“填料塔泛点和压降的通用关联图”的横坐标1.3734处引垂直线与乱堆填料泛点线相交，由此交点的纵坐标读得0140202..=⋅LFLVg u μρρφϕ30℃水的粘度s Pa L⋅=⨯=-m 8.01084μ，对于水1=ϕ25mm 的瓷质鲍尔环，填料因子φ=1843【】s m u LV L F/.......083.808029281117010008190140g01402020=⨯⨯⨯⨯⨯==μφϕρρ设计气速取泛点气速的70%，则设计气速 s /m 658.508083.0.70u =⨯= 气体的体积流量s W V V V /3m 167.40928.213600.219393600s =⨯==ρ所需塔径684.90658.50167.404u 4=⨯⨯==ππS V D m 圆整D=1m泛点率校核：306.501167.4044u 22=⨯⨯==ππD V S %%%.70.665100083.8053060≈=⨯=Fu u 填料规格校核：840251000>==d D故填料塔直径选用m D 1=合理。
3.填料层高度计算对低浓度吸收过程，溶液的物性数据可近似取纯水的物性数据。
混合气体的黏度可近似取为空气的黏度。
30℃时，空气和水的物性常数如下： 空气：s107.41D 1081255/.m sPa G G --⨯=⋅⨯=散系数：二氧化硫在空气中的扩粘度：μ水：sm ma v s Pa m kg LLL /././293431022D N 1070KP 2193P 1081000---⨯=⨯==⋅⨯==：：：：：系数二氧化硫在水中的扩散表面张力饱和蒸汽压粘度密度σμρ传质单元数OG N 计算：传质单元数⎰-=12y y y y d N eyOG ，将相平衡关系与操作线方程式22y y x x G L+-=)(代入上式然后直接积分。
积分结果可整理为]1mx )11[(l 1112221A mx Y Y A n AN OG+--⋅--=，式中L G A m 1=称为解吸因数。
3598.6]424.24115182.360776.847045.009.00)424.24115182.360776.8471[(l 424.24115182.360776.84711=⨯+⋅⨯-⨯-=∴n N O G传质单元高度OG H 计算：关于填料的润湿表面，恩田等人提出如下关联式，}.)(.)(.)(.)(.exp{20205022107504511a L L G g L a L G L a L G c a w a σρρμσσ⋅-⋅⋅⋅⋅--= 查表得，聚乙烯临界表面张力N/m 10333-c ⨯=σ。
填料的比表面积32/m m 209a =，表面张力m /N 10703-⨯=σ。
液体通过空塔截面的质量流速)/(S m kg D G L ⋅=⨯⨯=22984.1263600463.374074π5999020910701000198426819100020919842610820919842670334511203050104750222.}).()..().()(.exp{....=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯--=∴---a a w32/m m 791.3125209999.50=⨯=w a恩田等关联了大量液相和气相传质数据，分别提出液、气两相传质系数的经验关联式如下：（1）液相传质系数4021323100510g k .)()()(.p LL L L w L L L L ad D a G ⋅⋅⋅⋅⋅=-ρμμμρ）（m d /s m p 232填料的名义尺寸，溶质在液相中的扩散，液相传质系数，--⋅⋅-L L D m kmol s m kmol k )//(求a k L :.3207501.891081000g 31431=⨯⨯=-）（）（L L μρ 608.840108791.3125984.12632432=⨯⨯=⋅-）（)(L w L a G μ 5244.0010.221000108219421=⨯⨯⨯=⋅----）（)(LL L D ρμ 375.9125.00209.4040=⨯=）（.)(p ad)//(324L kmol 10076.2450.32071.93750.0524440.86080.0051k m kmol s m ⋅⋅⨯=⨯⨯⨯=-)//(334L km ol 5276.00791.312510076.24a k m kmol s m ⋅⋅=⨯⨯=-（2）气相传质系数2p 3170ad a k -⋅⋅=)()()(.GG G G V G G D a G C D RT ρμμ）（气相的质量流速，数，溶质在气体中的扩散系气相传质系数，的环形和鞍形填料为系数，大于s m kg m kmol k 3.25mm 15222G ⋅--⋅⋅--//)/(V G G s D kPa s m C)/(S m kg D G V ⋅=⨯⨯=22859.6036004.21939π,329281m kg G /.=ρ 求a k G ：3.25=C463.23810.81209859.60.70570=⨯⨯=-）（.)(G V a G μ 821.90107.41928.2110.81315531=⨯⨯⨯=--）（)(G G G D ρμ 3663.0025.00209ad 22p =⨯=--)()(）（kPa kmol 10760.7830314.38107.412093663.000.982138.24635.23k 265G s m ⋅⋅⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=--/ kPa kmol 101003.1125.379110760.78a k 336G ⋅⋅⨯=⨯⨯=--s m /又sm K M ⋅=∴+===3y xy y Lx G y kmol 3952.00a k mk 11K k c k pk k /)/()/(22kmol 2133.0036004182.360k 182.360m s D h mol G ⋅=⨯⨯==πm K G H OG 53970039520021330a y ...===m 4324.33598.6397.50=⨯==OG OG N H H4.填料层压降计算在塔径计算中设计气速s /m 658.508083.0.70u =⨯=设计气速下310.85896.8010001.89928.211170658.50202202-⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=⋅..LFL Vg u μρρφϕ 在“填料塔泛点和压降的通用关联图”中，纵坐标为0.0068589，横坐标为734.311000928.21.2193963.3740745.05.0==)()(L V V L W W ρρ的点落在a 270P P =∆的等压线上，即此时每米填料层压降为270Pa 。