大气课设填料塔设计计算
填料塔的计算.doc
一、设计方案的确定(一) 操作条件的确定1．1吸收剂的选择1．2装置流程的确定1．3填料的类型与选择1．4操作温度与压力的确定45℃常压（二）填料吸收塔的工艺尺寸的计算2．1基础物性数据①液相物性数据对于低浓度吸收过程，溶液的物性数据可近似取质量分数为30%MEA 的物性数据7.熔根据上式计算如下： 混合密度是：1013.865KG/M3 混合粘度0.001288 Pa ·s 暂取CO2在水中的扩散系数表面张力б=72.6dyn/cm=940896kg/h 3②气相物性数据混合气体的平均摩尔质量为 M vm =y i M i =0.133*44+0.0381*64+0.7162*14+0.00005*96+0.1125*18 =20.347混合气体的平均密度ρvm ==⨯⨯=301314.805.333.101RT PMvm 101.6*20.347/（8.314*323）=0.769kg/m3混合气体粘度近似取空气粘度，手册28℃空气粘度为μV =1.78×10-5Pa ·s=0.064kg/(m •h) 查手册得CO2在空气中的扩散系数为 D V =1.8×10-5m 2/s=0.065m 2/h 由文献时CO 2在MEA 中的亨利常数：在水中亨利系数E=2.6⨯105kPa相平衡常数为m=1.25596.101106.25=⨯=P E 溶解度系数为H=)/(1013.218106.22.997345kPa m kmol E M s•⨯=⨯⨯=-ρ2.2物料衡算进塔气相摩尔比为Y1=0.133/（1-0.133）= 0.153403 出塔气相摩尔比为Y2= 0.153403×0.05=0.00767 进塔惰性气相流量为V=992.1mol/s=275.58kmol/h该吸收过程为低浓度吸收，平衡关系为直线，最小液气比按下式计算，即2121min /X m Y Y Y ）V L（--=对于纯溶剂吸收过程，进塔液组成为X2=02121min /X m Y Y Y ）V L（--==（0.153403-0.00767）/（0.1534/1.78）=1.78取操作液气比（？）为L/V=1.5L/V=1.5×1.78=2.67 L=2.67×275.58=735.7986kmol/h ∵V(Y1-Y2)=L(X1-X2) ∴X1=0.054581①塔径计算采用Eckert 通用关联图计算泛点气速 气相质量流量为 W V =13.74kg/s=49464kg/h 液相质量流量计算即W L =735.7986×（0.7*18+0.3*54）=21190.99968kg/h Eckert 通用关联图横坐标为0.011799查埃克特通用关联图得226.02.0=••L LV F F g u μρρϕφ（查表相差不多） 查表（散装填料泛点填料因子平均值）得1260-=m F φ s m g u LV F LF /552.21338.112602.99881.9226.0226.02.02.0=⨯⨯⨯⨯⨯==μϕρφρUf=3.964272m/s取u=0.8u F =0.8×3.352=2.6816m/s 由=1.839191m圆整塔径，取D=1.9m 泛点率校核 u=s m /12.26.0785.03600/15002=⨯ = 4.724397m/s100522.212.2⨯=F u u ﹪=84.18％(在允许范围内) =3.352964272/ 4.724397=70.9% 填料规格校核：82425600>==d D =1900/25=76》8 液体喷淋密度校核，取最小润湿速率为 （L W ）min =0.08m 3/m ·h 查塑料阶梯环特性数据表得：型号为DN25的阶梯环的比表面积 a t =228 m 2/m 3 U min =(L W )min a t =0.08×228=18.24m 3/m 2·h U=min 251.76.0785.02.998/312121U 。
填料塔的计算
一、 设计方案的确定 (一) 操作条件的确定1．1吸收剂的选择1．2装置流程的确定1．3填料的类型与选择1．4操作温度与压力的确定45℃ 常压（二）填料吸收塔的工艺尺寸的计算2．1基础物性数据①液相物性数据对于低浓度吸收过程，溶液的物性数据可近似取质量分数为30%MEA 的物性数据7.熔 根据上式计算如下：混合密度是：1013.865KG/M3混合粘度0.001288 Pa ·s暂取CO2在水中的扩散系数表面张力б=72.6dyn/cm=940896kg/h 3②气相物性数据混合气体的平均摩尔质量为M vm =y i M i =0.133*44+0.0381*64+0.7162*14+0.00005*96+0.1125*18 =20.347混合气体的平均密度ρvm = =⨯⨯=301314.805.333.101RT PMvm 101.6*20.347/（8.314*323）=0.769kg/m 3混合气体粘度近似取空气粘度，手册28℃空气粘度为μV =1.78×10-5Pa ·s=0.064kg/(m?h)查手册得CO2在空气中的扩散系数为D V =1.8×10-5m 2/s=0.065m 2/h由文献时CO 2在MEA 中的亨利常数：在水中亨利系数E=2.6⨯105kPa 相平衡常数为m=1.25596.101106.25=⨯=P E 溶解度系数为H=)/(1013.218106.22.997345kPa m kmol E M s ∙⨯=⨯⨯=-ρ 2.2物料衡算进塔气相摩尔比为Y1=0.133/（1-0.133）= 0.153403出塔气相摩尔比为Y2= 0.153403×0.05=0.00767进塔惰性气相流量为V=992.1mol/s=275.58kmol/h 该吸收过程为低浓度吸收，平衡关系为直线，最小液气比按下式计算，即 2121min /X m Y Y Y ）V L （--=对于纯溶剂吸收过程，进塔液组成为X2=0 2121min /X m Y Y Y ）V L （--==（0.153403-0.00767）/（0.1534/1.78）=1.78 取操作液气比（？）为L/V=1.5L/V=1.5×1.78=2.67L=2.67×275.58=735.7986kmol/h∵V(Y1-Y2)=L(X1-X2)∴X1=0.054581①塔径计算采用Eckert 通用关联图计算泛点气速气相质量流量为 W V =13.74kg/s=49464kg/h液相质量流量计算即W L =735.7986×（0.7*18+0.3*54）=21190.99968kg/hEckert 通用关联图横坐标为0.011799 查埃克特通用关联图得226.02.0=∙∙L LV F F g u μρρϕφ（查表相差不多） 查表（散装填料泛点填料因子平均值）得1260-=m F φUf=3.964272m/s取u=0.8u F =0.8×3.352=2.6816m/s由=1.839191m圆整塔径，取D=1.9m泛点率校核 u=s m /12.26.0785.03600/15002=⨯ = 4.724397m/s 100522.212.2⨯=F u u ﹪=84.18％(在允许范围内) = 4.724397=70.9%填料规格校核：82425600>==d D =1900/25=76》8 液体喷淋密度校核，取最小润湿速率为 （L W ）min =0.08m 3/m ·h查塑料阶梯环特性数据表得：型号为DN25的阶梯环的比表面积 a t =228 m 2/m 3U min =(L W )min a t =0.08×228=18.24m 3/m 2·h U=min 251.76.0785.02.998/312121U 。
填料塔计算部分
填料吸收塔设计任务书一、设计题目填料吸收塔设计二、设计任务及操作条件１、原料气处理量：5000m3/h。
２、原料气组成：98％空气＋2.5％的氨气。
３、操作温度：20℃。
４、氢氟酸回收率：98％。
５、操作压强：常压。
６、吸收剂：清水。
７、填料选择：拉西环。
三、设计内容1.设计方案的确定及流程说明。
2.填料吸收塔的塔径，填料层的高度，填料层的压降的计算。
3.填料吸收塔的附属机构及辅助设备的选型与设计计算。
4.吸收塔的工艺流程图。
5.填料吸收塔的工艺条件图。
目录第一章设计方案的简介 (4)第一节塔设备的选型 (4)第二节填料吸收塔方案的确定 (6)第三节吸收剂的选择 (6)第四节操作温度与压力的确定 (7)第二章填料的类型与选择 (7)第一节填料的类型 (7)第二节填料的选择 (9)第三章填料塔工艺尺寸 (10)第一节基础物性数据 (10)第二节物料衡算 (11)第三节填料塔的工艺尺寸的计算 (12)第四节填料层压降的计算 (16)第四章辅助设备的设计与计算 (16)第一节液体分布器的简要设计 (16)第二节支承板的选用 (17)第三节管子、泵及风机的选用 (18)第五章塔体附件设计 (20)第一节塔的支座 (20)第二节其他附件 (20)第一章设计方案的简介第一节塔设备的选型塔设备是化工、石油化工、生物化工制药等生产过程中广泛采用的气液传质设备。
根据塔内气液接触构件的结构形式，可分为板式塔和填料塔两大类。
1、板式塔板式塔为逐级接触式气液传质设备，是最常用的气液传质设备之一。
传质机理如下所述：塔内液体依靠重力作用，由上层塔板的降液管流到下层塔板的受液盘，然后横向流过塔板，从另一侧的降液管流至下一层塔板。
溢流堰的作用是使塔板上保持一定厚度的液层。
气体则在压力差的推动下，自下而上穿过各层塔板的气体通道（泡罩、筛孔或浮阀等），分散成小股气流，鼓泡通过各层塔板的液层。
在塔板上，气液两相密切接触，进行热量和质量的交换。
填料塔计算和设计
填料塔计算和设计填料塔计算和设计Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】填料塔设计2012-11-20一、填料塔结构填料塔是以塔内装有大量的填料为相间接触构件的气液传质设备。
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。
在填料的上方安装填料压板，以限制填料随上升气流的运动。
液体从塔顶加入，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（小直径塔一般不设置）分布后，与液体呈逆流接触连续通过填料层空隙，在填料表面气液两相密切接触进行传质。
填料塔属于连续接触式的气液传质设备，正常操作状态下，气相为连续相，液相为分散相。
二、填料的类型及性能评价填料是填料塔的核心构件，它提供了气液两相接触传质的相界面，是决定填料塔性能的主要因素。
填料的种类很多，根据装填方式的不同，可分为散装填料和规整填料两大类。
散装填料根据结构特点不同，分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料等；规整填料按其几何结构可分为格栅填料、波纹填料、脉冲填料等，目前工业上使用最为广泛的是波纹填料，分为板波纹填料和网波纹填料；填料的几何特性是评价填料性能的基本参数，主要包括比表面积、空隙率、填料因子等。
1.比表面积：单位体积填料层的填料表面积，其值越大，所提供的气液传质面积越大，性能越优；2.空隙率：单位体积填料层的空隙体积；空隙率越大，气体通过的能力大且压降低；3.填料因子：填料的比表面积与空隙率三次方的比值，它表示填料的流体力学性能，其值越小，表面流体阻力越小。
三、填料塔设计基本步骤1.根据给定的设计条件，合理地选择填料；2.根据给定的设计任务，计算塔径、填料层高度等工艺尺寸；3.计算填料层的压降；4.进行填料塔的结构设计，结构设计包括塔体设计及塔内件设计两部分。
四、填料塔设计1.填料的选择填料应根据分离工艺要求进行选择，对填料的品种、规格和材质进行综合考虑。
填料塔计算公式
填料塔计算公式填料塔是化工、环保等领域中常用的气液传质设备，要想设计和操作好填料塔，掌握相关的计算公式那可是相当重要！先来说说填料塔的塔径计算公式。
这就好比给塔选一件合适的“衣服”，太大了浪费材料，太小了又影响工作效率。
塔径的计算主要考虑气体的体积流量、空塔气速等因素。
计算公式大致是：D = √（4Vs / πu），这里的 D 表示塔径，Vs 是气体体积流量，u 是空塔气速。
咱就拿一个实际例子来说吧，之前我在一个化工厂实习的时候，就碰到了填料塔塔径计算的问题。
当时厂里要对一个旧的填料塔进行改造，以提高生产效率。
我们首先得确定气体的流量，这可不是个简单的事儿，得通过各种测量仪表，像流量计啥的，获取准确的数据。
然后再根据工艺要求和经验，确定合适的空塔气速。
这个空塔气速的选择可不能马虎，选高了，气体阻力增大，能耗增加；选低了，塔的处理能力又不够。
我们那时候是反复讨论、计算，才最终确定了一个比较理想的塔径。
再来说说填料层高度的计算公式。
这就像是给塔盖房子，得盖多高才能让气液充分接触，完成传质任务呢？常用的计算公式有传质单元数法和等板高度法。
传质单元数法呢，需要先计算出传质单元数，然后乘以传质单元高度，就得到了填料层高度。
等板高度法呢，是先确定理论板数，再乘以等板高度。
我记得有一次，在设计一个新的填料塔时，为了确定填料层高度，我们可是费了好大的劲儿。
先是在实验室里做小试，模拟实际的操作条件，测量各种数据。
然后根据实验结果进行计算和分析，不断调整参数，优化设计方案。
那几天，我们办公室的灯常常亮到很晚，大家都在为了这个项目努力。
还有填料的压降计算也不能忽视。
压降大了，会增加能耗；压降小了，又可能影响传质效果。
总之，填料塔的计算公式虽然看起来有点复杂，但只要我们认真研究，结合实际情况，多做实验和计算，就一定能设计出性能优良的填料塔，为生产和环保事业做出贡献。
希望我讲的这些能让您对填料塔的计算公式有更清楚的了解，在实际应用中少走弯路，提高工作效率和质量！。
填料塔的设计完整版
填料塔的设计HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】目录前言世界卫生组织和联合国环境组织发表的一份报告说：“空气污染已成为全世界城市居民生活中一个无法逃避的现实。
”如果人类生活在污染十分严重的空气里，那就将在几分钟内全部死亡。
工业文明和城市发展，在为人类创造巨大财富的同时，也把数十亿吨计的废气和废物排入大气之中，人类赖以生存的大气圈却成了空中垃圾库和毒气库。
因此，大气中的有害气体和污染物达到一定浓度时，就会对人类和环境带来巨大灾难，对有害气体的控制更必不可少。
一．设计任务书1.设计目的通过对气态污染物净化系统的工艺设计，初步掌握气态污染物净化系统设计的基本方法。
培养学生利用所学理论知识，综合分析问题和解决实际问题的能力、绘图能力、以及正确使用设计手册和相关资料的能力。
2.设计任务试设计一个填料塔，常压，逆流操作，操作温度为25℃，以清水为吸收剂，吸收脱除混合气体中的NH 3，气体处理量为1500m 3/h ，其中含氨%（体积分数），要求吸收率达到99%，相平衡常数m=。
3.设计内容和要求1）研究分析资料。
2）净化设备的计算，包括计算吸收塔的物料衡算、吸收塔的工艺尺寸计算、填料层压降的计算及校核计算。
3）附属设备的设计等。
4）编写设计计算书。
设计计算书的内容应按要求编写，即包括与设计有关的阐述、说明及计算。
要求内容完整，叙述简明，层次清楚，计算过程详细、准确，书写工整，装订成册。
设计计算书应包括目录、前言、正文及参考文献等，格式参照学校要求。
5）设计图纸。
包括填料塔剖面结构图、工艺流程图。
应按比例绘制，标出设备、零部件等编号，并附明细表，即按工程制图要求。
图纸幅面、图线等应符合国家标准；图面布置均匀；符合制图规范要求。
6）对设计过程的评述和有关问题的讨论。
二．设计资料1.工艺流程采用填料塔设计，填料塔是塔设备的一种。
塔内填充适当高度的填料，以增加两种流体间的接触表面。
(完整版)填料塔计算部分要点
填料吸收塔设计任务书一、设计题目填料吸收塔设计二、设计任务及操作条件１、原料气处理量：5000m3/h。
２、原料气组成：98％空气＋2.5％的氨气。
３、操作温度：20℃。
４、氢氟酸回收率：98％。
５、操作压强：常压。
６、吸收剂：清水。
７、填料选择：拉西环。
三、设计内容1.设计方案的确定及流程说明。
2.填料吸收塔的塔径，填料层的高度，填料层的压降的计算。
3.填料吸收塔的附属机构及辅助设备的选型与设计计算。
4.吸收塔的工艺流程图。
5.填料吸收塔的工艺条件图。
目录第一章设计方案的简介 (4)第一节塔设备的选型 (4)第二节填料吸收塔方案的确定 (6)第三节吸收剂的选择 (6)第四节操作温度与压力的确定 (7)第二章填料的类型与选择 (7)第一节填料的类型 (7)第二节填料的选择 (9)第三章填料塔工艺尺寸 (10)第一节基础物性数据 (10)第二节物料衡算 (11)第三节填料塔的工艺尺寸的计算 (12)第四节填料层压降的计算 (16)第四章辅助设备的设计与计算 (16)第一节液体分布器的简要设计 (16)第二节支承板的选用 (17)第三节管子、泵及风机的选用 (18)第五章塔体附件设计 (20)第一节塔的支座 (20)第二节其他附件 (20)第一章设计方案的简介第一节塔设备的选型塔设备是化工、石油化工、生物化工制药等生产过程中广泛采用的气液传质设备。
根据塔内气液接触构件的结构形式，可分为板式塔和填料塔两大类。
1、板式塔板式塔为逐级接触式气液传质设备，是最常用的气液传质设备之一。
传质机理如下所述：塔内液体依靠重力作用，由上层塔板的降液管流到下层塔板的受液盘，然后横向流过塔板，从另一侧的降液管流至下一层塔板。
溢流堰的作用是使塔板上保持一定厚度的液层。
气体则在压力差的推动下，自下而上穿过各层塔板的气体通道（泡罩、筛孔或浮阀等），分散成小股气流，鼓泡通过各层塔板的液层。
在塔板上，气液两相密切接触，进行热量和质量的交换。
填料塔课程设计计算书
填料塔课程设计计算书物料衡算1、依据甲醇蒸气转化反应方程式:CHOH?CO?+2H? 23CO+HO?CO?+ H 222CHOH分解为CO转化率99%,反应温度280?,反应压力1.5MPa,醇水投料比1:1.5(mol). 32、投料计算量代入转化率数据,式(1-3)和式(1-4)变为:CHOH?0.99CO?+1.98H?+0.01 CHOH 233CO+0.99HO?0.99CO?+ 1.99H+0.01CO 222合并式(1-5),式(1-6)得到:CHOH+0.981 HO?0.981 CO?+0.961 H?+0.01 CHOH+0.0099 CO? 222333氢气产量为: 2100m/h=93.750 kmol/h 甲醇投料量为:93.750/2.9601?32=1013.479 kg/h 水投料量为: 1013.222/32?1.5?18=855.123kg/h 3、原料液储槽(V0101)进: 甲醇 1013.479 kg/h , 水 855.123 kg/h 出: 甲醇 1013.479 kg/h , 水855.123 kg/h 4、换热器 (E0101),汽化塔(T0101),过热器(E0103) 没有物流变化.5、转化器 (R0101)进 : 甲醇 1013.479kg/h , 水855.123 kg/h , 总计1868.602kg/h 出 : 生成 CO 1013.479/32?0.9801?44 =1365.802kg/h 2H 1013.479/32?2.9601?2 =187.500 kg/h 2CO 1013.479/32?0.0099?28 =8.779 kg/h剩余甲醇 1013.479/32?0.01?32 =10.135kg/h剩余水 855.123-1013.479/32?0.9801?18=296.386总计 1868.6026、吸收塔和解析塔吸收塔的总压为1(5MPa,其中CO的分压为0.38 MPa ,操作温度为常温(25?).此时,233每m 吸收液可溶解CO11.77 m.此数据可以在一般化工基础数据手册中找到，二氯 2化碳在碳酸丙烯酯中的溶解度数据见表1一l及表1—2。
填料塔计算
摩尔比 摩尔比 摩尔比 摩尔比 kmol/h kmol/h S=mV/L
N OG
Y1 mX 2 1 ln (1 S ) Y mX 1 S 2 2
S
Kg/m .s 2 Kg/m .s
2
0.75 a c .1 *0.05 0.2 1 exp 1.45 Re 0 Fr We L L L at
水的密度与液体密度之比 N/m 查表（附录） 2 273K/101325Pa m /s 273K/101325Pa m /s u F 液泛速度，一般为0.5-0.8 kN.m/kmol.K Pa 查表，注意单位换算为Pa m=E/P 亨利定律
2
气相中扩散系数D G = 1.99E-05
液泛速度计算 气相质量流量ωV= 8.4930986 液相质量流量ωL= 28 气相密度ρ V = 1.0919698 中间坐标参数X= Y= 2 Y/u F = 液泛速度 u F = 空塔速度u= 有效过流截面A= 按圆型填料塔计算 塔径D= 直径取整D= 塔截面积Ω= 实际空塔速度u= 塔径/填料径= 喷淋密度L'= 润湿速率L w = 0.1093809 0.14 1.19E-02 3.431576 2.0589456 3.7775538
Pa/m
查关联图
P Z
u 2
2
查阻力系数表 Pa/m
ζ= 150 ΔP/Z = 205.60949 填料层高度计算 1）传质单元数 解析法/脱吸因数法 气相进塔摩尔比Y1= 1.20E-05 气相出塔摩尔比Y2= 2.00E-06 进塔液相摩尔比X2= 0 出塔液相摩尔比X1= 气相进塔摩尔流量V= 1056.5015 液相进塔摩尔流量L= 5600 解吸因数 S= 0.1426245 气相总传质单元数NOG= 1.9422387 液相总传质单元数NOL= 0.2770109 2）传质单元高度 气相空塔质量速度G= 1.7301998 液相空塔质量速度W= 5.7041132 雷诺准数ReL= 63.063717 弗鲁德准数FrL= 0.0003033 韦伯准数WeL= 0.005006 填料层有效面积α= 18.199032 实际雷诺数Re’L= 311.87013 施密特准数ScL= 575.62775 液膜吸收系数k L = 0.0004604 气相雷诺准数ReG= 1039.1591 气相施密特准数ScG= 0.8534942 气膜吸收系数k G = 2.713E-05 溶解度系数H= 0.7194662 KGα= 0.0004563 KYα= 0.0462335 传质单元高度HOG= 1.2931263 填料层高度Z= 2.51156
填料塔工艺设计尺寸的计算
第三节 填料塔工艺尺寸的计算填料塔工艺尺寸的计算包括塔径的计算、填料能高度的计算及分段3.1 塔径的计算1. 空塔气速的确定——泛点气速法对于散装填料，其泛点率的经验值u/u f =0.5~0.85贝恩（Bain ）—霍根（Hougen ）关联式 ，即：2213lg V F L L u a gρμερ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎢⎥⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎣⎦=A-K 1418V L V L w w ρρ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ （3-1） 即：112480.23100 1.18363202.59 1.1836lg[()1]0.0942 1.759.810.917998.24734.4998.2Fu ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭所以：2F u /9.81（100/0.9173）（1.1836/998.2）=0.246053756UF=3.974574742m/s其中：f u ——泛点气速，m/s;g ——重力加速度，9.81m/s 2 23t m /m α--填料总比表面积，33m /m ε--填料层空隙率33V 998.2/1.1836kg /m l kg m ρρ==液相密度。
气相密度W L =5358.89572㎏/h W V =7056.6kg/h A=0.0942； K=1.75； 取u=0.7 F u=2.78220m/s0.7631D === （3-2）圆整塔径后 D=0.8m 1. 泛点速率校核：260003.31740.7850.83600u ==⨯⨯ m/s3.31740.83463.9746F u u == 则Fuu 在允许X 围内 2. 根据填料规格校核：D/d=800/50=16根据表3-1符合 3. 液体喷淋密度的校核：(1) 填料塔的液体喷淋密度是指单位时间、单位塔截面上液体的喷淋量。
(2) 最小润湿速率是指在塔的截面上，单位长度的填料周边的最小液体体积流量。
对于直径不超过75mm 的散装填料，可取最小润湿速率()3min 0.08m /m h w L ⋅为。
填料塔塔径计算
对于易气泡 的物系，空 塔气速取泛 点气速的 45%
D 4Vs u
初估塔径后 需要根据国 内压力容器 公称直径标 准 （JB115373)进行圆 整
直径1m一 下，间隔为 100mm;直径 1m以上，间 隔为200mm, 实际空塔气 速可 按圆整后的 塔径进行计 算
对于直径不 超过75mm的 拉西环及其 它填料，可 取最小润湿 率(Lw)min 为0.08m³ /(m.h) 对于直径大 于75mm的环 形填料，应 取最小润湿 率(Lw)min 为0.12m³ /(m.h)
输入： φ： μ L: ψ:
72 m-1 0.8 mpa.s 1.05
填料因子
液体粘度 液体校正密 度
ψ=ρ 水/ ρL
输入： u max:
1.770938393 m/s
取空塔气速 为为泛点气 速的40%， 即
泛点率：
0.4
u:
0.708375357 m/s
0 对于一般不 易发泡物 系，空塔气 速取泛点气 速的60%～ 80%
操作条件下
的喷淋密度
U:
56.7575637 m³/(㎡.h)
kg/m³ kg/m³ kg/h kg/h
a 3
g L
L0.2)
A
1.75(L)1/4 G
(g )1/8 L
m/s2 干填料因子 气相密度 kg/m³ 液相密度 kg/m³ 液相粘度CP 液相流量 kg/h 气相流量 kg/h
常数，见附 表
气相密度 液相质量流 量
取空塔气速 为为泛点气 速的75%， 即
BainHougen关联 式
输入： ρ L:
ρ v: w L: w v:
720 32
3500 8060
填料塔设计详细计算过程
第一章设计任务依据和要求一、设计任务及操作条件：1、混合气体（空气中含SO2气体的混合气）处理量为：106Kmol/h2、混合气组成：SO2含量为6.7% （mol% ），空气为：93.3 %（mol%）3、要求出塔净化气含SO2为：0.148 %（mol%），H2O为：1.172 kmol/h4、吸收剂为水，不含SO25、常压，气体入塔温度为25℃，水入塔温度为20℃。
二、设计内容：1、设计方案的确定。
2、填料吸收塔的塔径、填料层高度及填料层压降的计算。
3、填料塔附属结构的选型与设计。
4、填料塔工艺条件图。
三、H2O-SO2在常压20℃下的平衡数据X Y X Y0.00281 0.0776 0.000423 0.007630.001965 0.00513 0.000281 0.00420.001405 0.0342 0.0001405 0.001580.000845 0.0185 0.0000564 0.000660.000564 0.0112四、气体及液体的物性数据1、气体的物性：气体粘度()0.0652/G u kg m h =⋅气体扩散系数20.0393/G D m s = 气体密度31.383/G kg m ρ=2、液体的物性：液体粘度µL =3.6 kg /(m ·h); 液体扩散系数D L =5.3×10-6m 2/s; 密度ρL =998.2 kg /m 3;液体表面张力 4273/92.7110/L dyn cm kg h σ==× 五、 设计要求1、设计计算说明书一份2、填料塔图（2号图）一张第二章 SO 2净化技术和设备 一、SO 2的来源、性质及其危害二氧化硫的来源包括微生物活动，火山活动，森林火灾以及海水飞沫。
主要有自然来源和人为来源两大类：自然来源主要是火山活动，喷出的火山气体中含有大量的二氧化硫气体，地质深处的天然硫元素在火山喷发过程中燃烧氧化为二氧化硫，随火山灰一起喷射到大气中。
大气课程设计(1)汇总
前言1总则1.1设计书来源1.2设计任务与目的1.3设计原则1.4 设计依据1.5 参考资料1.6 设计参数1.7 图纸要求2工艺选择3 生产流程3.1 反应机理3.2 工艺流程3.3 主要设备4 工艺计算书4.1 物料衡算4.2热量衡算5 主要设备的工艺计算和选型5.1 填料塔计算5.2 辅助设备选型6 设计体会硫化氢产生于天然气净化﹑石油炼制﹐以及制煤气﹑制革﹑制药﹑造纸﹑合成化学纤维等生产过程。
硫化氢是无色气体﹐有刺激性恶臭﹐易挥发﹐燃烧时呈蓝色火焰。
硫化氢是大气的主要污染物之一﹐不仅危害人体健康﹐还会严重腐蚀设备等。
硫化氢治理开始较早。
1809年英国克莱格使用石灰乳净化器脱硫﹐1849年英国兰宁和希尔斯获得干式氧化铁法专利﹐1870年美国发展了氧化铁制备方法﹐这种干式氧化铁法在脱硫领域沿用100年之久。
20世纪30～40年代出现溶液法﹐将氢氧化铁悬浮在碱液中进行脱硫。
50年代起﹐西欧普遍采用氨水法。
60年代出现砷碱法﹐用砷化物作催化剂。
因砷化物有剧毒﹐逐渐为无毒催化剂所取代。
如对苯二酚法﹑A.D.A.法﹑富玛克斯法﹑达克哈克斯法等都使用无毒催化剂。
这些方法都是近年发展较快的技术。
另一方面溶液法的吸收废液处理技术也不断发展﹐形成了不同的脱硫工艺。
1 总则1.1 设计书来源本设计书来源于重庆工商大学大气污染控制课程设计。
1.2 设计任务与目的S气体净化工程设计。
任务：某合成氨厂尾气中高浓度H2目的：通过该设计，使学生能够综合运用课堂上学过的理论知识和专业知识。
以巩固和深化课程内容；熟悉使用规范、设计手册和查阅参考资料，培养学生分析问题、解决问题和独立工作的能力；进一步提高学生计算、绘图和编写说明书的基本技能。
1.3 设计原则a) 设计必须遵循国家有关环境保护法律、法规，合理开发和充分利用各种自然资源，严格控制环境污染，保护和改善生态环境；b) 建设项目需要配套建设的环境保护设施，必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用。
填料塔设计与计算(正式版),环境工程原理设计
环境工程原理大作业填料吸收塔课程设计说明书学院名称：环境科学与工程学院专业：环境工程班级：环工0801姓名：黄浩段永鹏魏梦和祥任稳刚指导老师：***2011.1.2环境工程原理课程设计—填料吸收塔课程设计说明书目录(一)设计任务 (1)(二) 设计简要 (2)2.1 填料塔设计的一般原则 (2)2.2 设计题目 (2)2.3 工作原理 (2)(三) 设计方案 (2)3.1 填料塔简介 (2)3.2填料吸收塔的设计方案 (3).设计方案的思考 (3).设计方案的确定 (3).设计方案的特点 (3).工艺流程 (3)（四）填料的类型 (4)4.1概述 (4)4.2填料的性能参数 (4)4.3填料的使用范围 (4)4.4填料的应用 (5)4.5填料的选择 (5)（五）填料吸收塔工艺尺寸的计算 (6)5.1液相物性数据 (6)5.2气相物性数据 (7)5.3气、液相平衡数据 (8)5.4塔径计算 (8)5.5填料层高度计算 (8)（六）填料层压降的计算 (10)（七）填料吸收塔内件的类型与设计 (10)7.1 填料吸收塔内件的类型 (10)7.2 液体分布 (12)（八）设计一览表 (13)（九）对设计过程的评述 (13)（十）主要符号说明 (14)参考文献 (15)附录 (24)（一）设计任务设计一填料吸收塔，吸收矿石焙烧炉气中的SO2。
（二）设计简要（1）填料塔设计的一般原则填料塔设计一般遵循以下原则:②:塔径与填料直径之比一般应大于15：1，至少大于8：1；②：填料层的分段高度为：金属:6.0-7.5m，塑料：3.0-4.5；③：5-10倍塔径的填料高度需要设置液体在分布装置，但不能高于6m；④：填料塔操作气速在70%的液泛速度附近；⑤：由于风载荷和设备基础的原因，填料塔的极限高度约为50米。
（2）设计题目矿石焙烧炉送出的气体冷却到25℃后送入填料塔，用20℃清水洗涤除去其中的SO2,试设计一填料塔进行上述操作并画出设计方案工艺流程图。
大气课设填料塔设计计算
课程设计说明书题 目：S H S 20-25型锅炉低硫烟煤烟气袋式除尘湿式脱硫系统设计学生姓名： 周永博学 院： 能源与动力工程学院班 级： 环工13-1指导教师：曹英楠2016年7 月 1 日内蒙古工业大学课程设计（论文）任务书课程名称：大气污染控制工程学院：能源与动力工程学院班级：环工13-1 学生姓名：周永博学号：201320303014 指导教师：曹英楠技术参数：锅炉型号：SHS20-25 即，双锅筒横置式室燃炉（煤粉炉），蒸发量20t/h，出口蒸汽压力25MPa设计耗煤量：2.4t/h设计煤成分：C Y=75.2% H Y=3% O Y=4% N Y=1% S Y=0.8% A Y=10% W Y=6%；V Y＝18％；属于低硫烟煤排烟温度：160℃空气过剩系数＝1.25飞灰率＝29％烟气在锅炉出口前阻力800Pa污染物排放按照锅炉大气污染物排放标准中2类区新建排污项目执行。
连接锅炉、净化设备及烟囱等净化系统的管道假设长度150m，90°弯头30个。
参考文献：《大气污染控制工程》郝吉明、马广大；《环保设备设计与应用》罗辉..北京.高等教育出版社.1997；《除尘技术》高香林..华北电力大学.2001.3；《环保设备•设计•应用》郑铭..北京.化学工业出版社.2001.4；《火电厂除尘技术》胡志光、胡满银..北京.中国水利水电出版社.2005；《除尘设备》金国淼..北京.化学工业出版社.2002；《火力发电厂除尘技术》原永涛..北京.化学工业出版社.2004.10；《环境保护设备选用手册》鹿政理..北京.化学工业出版社.2002.5；《工业通风》孙一坚主编..中国建筑工业出版社，1994；《锅炉及锅炉房设备》奚士光等主编..中国建筑工业出版社，1994；《除尘设备设计》金国淼主编..上海科学技术出版社，1985；《环境与工业气体净化技术》. 朱世勇主编.化学工业出版社，2001；《湿法烟气脱硫系统的安全性及优化》曾庭华，杨华等主编..中国电力出版社；《燃煤烟气脱硫脱硝技术及工程实例》. 钟秦主编.化学工业出版社，2004；《环保工作者使用手册》. 杨丽芬，李友琥主编.冶金工业出版社，2001；《工业锅炉房设计手册》航天部第七研究设计院编.中国建筑工业出版社，1986；《火电厂烟气湿法脱硫装置吸收塔的设计》王祖培编.化学工业第二设计院，1995；《大气污染控制工程》. 吴忠标编.科学出版社，2002；《湿法烟气脱硫吸收塔系统的设计和运行分析》. 曾培华著.电力环境保护，2002。
填料塔的简单介绍及其相应计算
目录一、塔设备的概述 (2)1.1 填料塔 (3)1.2 板式塔 (4)1.3填料塔与板式塔的比较 (5)二、塔设备设计的基本步骤 (6)三、塔设备的强度和稳定性计算 (6)3.1塔设备的载荷分析和设计准则 (6)3.2 质量载荷 (8)3.3地震载荷 (8)3.4偏心弯矩 (8)3.5最大弯矩 (8)3.6 圆筒轴向应力核核 (9)3.6.1 圆筒轴向应力 (9)3.6.2 圆筒稳定校核 (9)3.6.3 圆筒拉应力校核 (10)3.7裙座轴向应力校核 (10)3.7.1 裙座底截面的组合应力 (10)4.7.2裙座检查孔和较大管线引出孔截面处组合应力 (11)4.8轴向应力校核条件 (12)五、心得体会 (13)一、塔设备的概述塔设备是石油化工、化学工业、石油工业等生产中最重要的设备之一。
它可使气（汽）液或液液相之间进行充分接触，达到相际传热及传质的目的。
在塔设备中能进行的单元操作有：精馏、吸收、解吸，气体的增湿及冷却等。
表1中所示为几个典型的实例。
表1 塔设备的投资及重量在过程设备中所占的比例实现气（汽）—液相或液—液相之间的充分接触，从而达到相际传质和传热的目的。
塔设备广泛用于蒸馏、吸收、介吸、萃取、气体的洗涤、增湿及冷却等单元操作中，它的操作性能好坏，对整个装置性能好坏、对整个装置的生产，产品产量、质量、成本以及环境保护、“三废”处理等都有较大的影响。
因此对设备的研究一直是工程界所关注的热点。
随着石油、化工的发展，塔设备的合理造型及设计将越来越受到关注和重视。
为了使塔设备能更有效、更经济的运行，除了要求它满足特定的工艺条件，还应满足以下基本要求。
①满足特定的工艺条件；②气—液两相能充分接触，相际传热面积大；③生产能力大，即气、液处理量大；④操作稳定，操作弹性大，对工作负荷的波动不敏感；⑤结构简单、制造、安装、维修方便，设备投资及操作成本低；⑥耐腐蚀，不易堵塞。
为了便于研究和比较,人们从不同的角度对塔设备进行分类。
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学校代码： 10128学号： 201320303014课程设计说明书题目：S H S20-25型锅炉低硫烟煤烟气袋式除尘湿式脱硫系统设计学生：周永博学院：能源与动力工程学院班级：环工13-1指导教师：英楠2016年 7 月 1 日工业大学课程设计（论文）任务书课程名称：大气污染控制工程学院：能源与动力工程学院班级：环工13-1 学生：周永博学号： 4 指导教师：英楠技术参数：锅炉型号：SHS20-25 即，双锅筒横置式室燃炉（煤粉炉），蒸发量20t/h，出口蒸汽压力25MPa设计耗煤量：2.4t/h设计煤成分：C Y=75.2% H Y=3% O Y=4% N Y=1% S Y=0.8% A Y=10% W Y=6%；V Y＝18％；属于低硫烟煤排烟温度：160℃空气过剩系数＝1.25飞灰率＝29％烟气在锅炉出口前阻力800Pa污染物排放按照锅炉大气污染物排放标准中2类区新建排污项目执行。
连接锅炉、净化设备及烟囱等净化系统的管道假设长度150m，90°弯头30个。
参考文献：《大气污染控制工程》郝吉明、马广大；《环保设备设计与应用》罗辉...高等教育.1997；《除尘技术》高香林..华北电力大学.2001.3；《环保设备•设计•应用》铭...化学工业.2001.4；《火电厂除尘技术》胡志光、胡满银...中国水利水电.2005；《除尘设备》金国淼...化学工业.2002；《火力发电厂除尘技术》原永涛...化学工业.2004.10；《环境保护设备选用手册》鹿政理...化学工业.2002.5；《工业通风》一坚主编..中国建筑工业，1994；《锅炉及锅炉房设备》奚士光等主编..中国建筑工业，1994；《除尘设备设计》金国淼主编..科学技术，1985；《环境与工业气体净化技术》. 朱世勇主编.化学工业，2001；《湿法烟气脱硫系统的安全性及优化》曾庭华，华等主编..中国电力；《燃煤烟气脱硫脱硝技术及工程实例》. 钟主编.化学工业，2004；《环保工作者使用手册》. 丽芬，友琥主编.冶金工业，2001；《工业锅炉房设计手册》航天部第七研究编.中国建筑工业，1986；《火电厂烟气湿法脱硫装置吸收塔的设计》王祖培编.化学工业第二，1995；《大气污染控制工程》. 标编.科学，2002；《湿法烟气脱硫吸收塔系统的设计和运行分析》. 曾培华著.电力环境保护，2002。
摘要本次课程设计的题目是SHS20-25型锅炉低硫烟煤烟气袋式除尘湿式脱硫系统设计。
通过课程设计进一步消化和巩固本课程所学容，并使所学的知识系统化，培养学生运用所学理论知识进行大气污染控制系统方案设计的初步能力。
通过课程设计实践，树立正确的设计思想，掌握大气污染控制设计的一般规律，重点掌握除尘脱硫技术的基本理论，通过所给参数对烟气量、烟尘浓度及二氧化硫浓度进行计算，再根据计算结果，正确选用除尘设备、脱硫工艺及管道管路、风机电机等；设计除尘系统、脱硫工艺流程；通过设计，了解工程设计的容、方法及步骤，培养学生确定大气污染控制系统的设计方案、进行设计计算、绘制工程图、实用技术资料、编写设计说明书的能力。
关键词：袋式除尘器、湿式脱硫系统、锅炉烟气、目录第一章概述 (1)1.1设计容及要求 (1)1.1.1 设计容 (1)1.1.2 设计要求 (1)1.2 技术参数 (1)第二章锅炉烟气除尘系统烟气量的计算 (2)2.1 标准状态下理论空气量 (2)2.2 标准状态下理论烟气量（设空气含湿量0.01296 kg/m3） (2)2.3 标准状态下实际烟气量 (2)2.4 烟气流量 (3)2.5 烟气含尘浓度 (3)2.6 SO2的浓度 (3)第三章除尘器的选择 (4)3.1 除尘效率 (4)3.2工况下的烟气温度 (4)3.3 工况下的烟气量（压强取一个标准大气压） (4)3.4 除尘器的确定 (5)3.5 过滤速度 (5)3.6 捕集粉尘量 (5)第四章填料塔的设计 (6)4.1 填料的规格及相关参数： (6)4.2 填料塔的空塔速度为：u=1.5～2.5 m/s； (6)4.3 填料塔塔径为： (6)4.4 经查找无粒径为200～250 mm的填料，所以需并联四个脱硫塔。
(7)4.5 液气比控制在：4～8 (7)4.6 塔液气按触时间：2～4 s (7)4.7 填料层压降： (7)4.8 填料塔的高度计算： (7)4.9 物料计算 (8)4.10 填料塔附件选择： (9)第五章确定除尘器、填料塔、风机和烟筒及管道的布置位置 (9)5.1 设计方案选择 (9)5.2 各装置及管道布置的原则 (10)5.3 管径的确定 (10)第六章烟筒的设计 (10)6.1 烟筒高度的确定 (10)6.2 烟筒直径的计算 (11)6.3 烟筒的抽力 (12)第七章系统阻力的计算 (12)7.1 摩擦压力损失 (12)7.1.1 烟气密度为1.34kg/m3 (13)7.1.2 对于圆管： (13)7.2 局部压力损失 (13)第八章风机和电动机选择和计算 (14)8.1 风机风量的计算 (14)8.2 风机风压的计算 (14)8.2.1 烟气在锅炉出口前阻力800Pa (15)8.2.2 袋式除尘器所允许的压力损失围为1000-1200Pa:取1100Pa (15)8.2.3 填料塔阻力：4095+500+200+50+100=4945（四个填料塔总阻力） (15)8.2.4 圆管的摩擦损失：540.68Pa (15)8.2.5 局部压力损失：（11个弯头）11×22.71=249.81Pa (15)8.2.6 烟筒抽力Sy=80.41Pa (15)8.2.7 参考文献《除尘设备》金国淼 P355 风机性能表 (15)8.2.8 ∑∆h (16)8.3 电动机功率的计算 (17)第九章系统中烟气温度的变化 (18)9.1烟气在管道中的温度降 (18)9.2 烟气在烟筒中的温度降 (19)总结 (20)参考文献： (21)辞 (22)第一章概述1.1设计容及要求1.1.1 设计容本次要求设计SHS20-25型锅炉低硫烟煤烟气袋式除尘湿式脱硫系统1.1.2 设计要求（1）根据燃煤的原始数据计算锅炉燃烧产生的烟气量，烟尘和二氧化硫浓度（2）净化系统设计方案的分析，包括净化设备的工作原理及特点；运行参数的选择与设计；净化效率的影响因素等（3）除尘设备结构设计计算（4）脱硫设备结构设计计算（5）烟囱设计计算（6）管道系统设计，阻力计算，风机电机的选择1.2 技术参数锅炉型号：SHS20-25 即，双锅筒横置式室燃炉（煤粉炉），蒸发量20t/h，出口蒸汽压力25MPa设计耗煤量：2.4t/h设计煤成分：C Y=75.2% H Y=3% O Y=4% N Y=1% S Y=0.8% A Y=10% W Y=6%；V Y＝18％；属于低硫烟煤排烟温度：160℃空气过剩系数＝1.25飞灰率＝29％烟气在锅炉出口前阻力800Pa污染物排放按照锅炉大气污染物排放标准中2类区新建排污项目执行。
连接锅炉、净化设备及烟囱等净化系统的管道假设长度150m，90°弯头30个。
第二章锅炉烟气除尘系统烟气量的计算燃烧单位质量煤所需理论空气量及产生的理论烟气量、实际烟气量计算均按教材中相关容计算：2.1 标准状态下理论空气量Qx′= 4.76(1.867C＋5.56H ＋ 0.7S－ 0.7O)(m3/kg) (2 - 1) 式中: C,H,S,O——分别为煤中各元素所含的质量分数。
Qx′= 4.76×（1.867×75.2%＋5.56×3%＋0.7×0.8%－0.7）=4.17(m3/kg)2.2 标准状态下理论烟气量（设空气含湿量0.01296 kg/m3）Qy′= 1.867（C ＋0.375S ）＋11.2H ＋1.24W＋ 0.806Qx'＋0.8N(m3/kg)(2 - 2) 式中: Qx′——标准状态下理论烟气量, m3/kg；W ——煤中水分所占的质量分数，%；N —— N元素在煤中所占的质量分数，%。
Qy′=1.867×（75.2%＋0.375×0.8%）＋11.2×3%＋1.24×6%＋0.806×4.17＋0.8×1%=5.19(m3/kg)2.3 标准状态下实际烟气量Qy = Qy′＋ 1.016(a－1) Qx′(m3/kg) (2 - 3)式中: a ——空气过剩系数；Qy′——标准状态下理论烟气量, m3/kg；Qx′——标准状态下理论空气量, m3/kg。
Qy = 5.19＋1.106×（1.25－1）×4.1716= 6.25 (m3/kg)2.4 烟气流量每台锅炉在标准状态下烟气流量Q以m3/ h计：Q=QS ×M（mN3/h） (2 - 4)式中： QS ——实际烟气量，mN3/kg煤；M——设计耗煤量，kg/h。
Q=6.25×2.4×103=15000（mN3/h）2.5 烟气含尘浓度s ysh Q Ad C ⋅=（kg / m N3）(2 - 5) 式中： ds——排烟中飞灰上占煤中不可燃烧成分的百分数；Ay——煤中不可燃烧成分含量；Qs——实际烟气量，mN3/kg。
C = 29%×0.1÷6.25= 4.64×10-3 （kg / m N 3）2.6 SO 2的浓度SS SO y Q M M S C ⨯⨯=2（kg / m N 3） (2 - 6) 式中： Sy ——S 元素在煤中所占的质量分数，%。
M SO2——SO2的摩尔质量，kg/mol ； M S ——S 的摩尔质量，kg/mol 。
C = 0.8%×64÷（32×6.25） = 2.56×10-3（kg / m N 3）第三章 除尘器的选择3.1 除尘效率CC S -=1η (3 - 1)式中： C ——排烟含尘浓度，mg/ m N 3； CS ——锅炉烟尘排放标准中的规定值，mg/ m N 3。
式中规定值Cs 取50mg/m N 3η=1－50÷（4.64×103） =98.92%3.2工况下的烟气温度T ′=273＋t （K ） (3 - 2)式中： T ′——工况下的温度，K ；t ——烟气的温度，℃。
T ′=273+160 =433(K)3.3 工况下的烟气量（压强取一个标准大气压）TT Q Q '=' (3 - 3) 式中： Q ′——工况下的烟气流量，m 3/h ；T ′——工况下的温度，K ； T ——标况下的温度，K ；Q ——每台锅炉在标准状态下烟气流量，m 3/h 。