(完整版)化工单元操作毕业课程设计

填料吸收塔课程设计说明书

专业：材料工程

班级：高聚物111

姓名：李进亮

班级学号：

指导老师：张晓东

日期：

化工单元操作课

化工单元操作课程设计任务书

班级：高聚物111 姓名：李进亮学号：

常压下，在填料塔中用清水吸收混合气中的二氧化硫。

一、设计条件

1.操作方式：连续操作；

2.生产能力：处理炉气量：2415；

3.操作温度：25℃；

4.操作压力：常压；

5.进塔混合气含量；二氧化硫的摩尔分数为0.065％；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；

2.设计图纸：（填料塔工艺条件图）

四、设计时间

2013年5月13日年5月24日

五、主要参考资料

1、化工原理课程设计，汤金石，化学工业出版社，1990

2、化工工艺设计手册，上海医药设计院

3、传质与分离技术，周立雪，化学工业出版社

4、流体流动与传热，张洪流，化学工业出版社

5,、化工单元过程课程设计，王明辉主编，化学工业出版社

6、化工单元过程课程设计，刘兵主编，化学工业出版社

六、指导教师：张晓东

化学制药教研室

2013.5

目录

摘要 (3)

前言 (4)

1.1吸收技术概况 (4)

1.2吸收设备分类 (4)

第二章水吸收二氧化硫填料塔设计 (7)

2.1任务及操作条件 (7)

2.2吸收剂的选择 (7)

2.3填料塔的填料的选择 (8)

2.4 操作参数的选择 (9)

2.4.1操作温度的确定 (9)

2.4.2操作压力的确定 (10)

第三章吸收塔工艺条件的计算 (11)

3.1 基础物性数据 (11)

3.1.1液相物性数据 (11)

3.1.2 气相物性数据 (11)

3.1.3气液相平衡数据 (11)

3.2物料衡算 (12)

3.3 填料塔的工艺尺寸的计算 (14)

3.3.1 空塔气速的确定 (14)

3.3.2填料规格校核: (17)

3.3.3 传质单元高度的计算 (17)

3.4 填料层压降的计算 (21)

3.5 液体分布器计算 (23)

3.5.1液体分布器 (23)

3.5.2液体分布器简要设计 (24)

3.5.2.1液体分布器的选型 (24)

3.5.2.2分布点密度计算 (24)

3.5.2.3布液计算 (24)

3.6其他附件的选择 (25)

3.6.1离心泵的计算与选择 (25)

3.6.2多孔型液体分布器 (26)

3.6.3直管式多孔分布器 (26)

3.6.4排管式多孔分布器 (26)

3.6.5填料支撑板 (26)

3.6.6填料压板与床层限制板 (26)

3.6.7气体进出口装置与排液装置 (27)

3.6.8人孔 (27)

主要符号说明 (28)

结束语 (30)

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。

气液两相的分离是通过它们密切的接触进行的，在正常操作下，气相

为连续相而液相为分散相，气相组成呈连续变化，气相中的成分逐渐被分

离出来。填料塔是气液呈连续性接触的气液传质设备，属微分接触逆流操

作过程。塔的底部有支撑板用来支撑填料，并允许气液通过。支撑板上的

填料有整砌和乱堆两种方式。填料层的上方有液体分布装置，从而使液体

均匀喷洒于填料层上。填料层的空隙率超过90%，一般液泛点较高，单位塔截面积上填料塔的生产能力较高，研究表明，在压力小于0.3MPa时，填料塔的分离效率明显优于板式塔。

这次课程设计的任务是用清水吸收空气中的二氧化硫，然后再进行解吸处理得到二氧化硫。要求设计包括塔径、填料塔高度、塔管的尺寸等，需要通过物料衡算得到所需要的基础数据，然后进行所需尺寸的计算得到各种设计参数，为图的绘制打基础，提供数据参考。

关键词：填料塔吸收二氧化硫

前言

1.1吸收技术概况

当气体混合物与适当的液体接触，气体中的一个或者几个组分溶解与液体中，而不能溶解的组分仍留在气体中，使气体得以分离。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。

1.2吸收设备分类

在吸收过程中，质量交换是在两相接触面上进行的。因此，吸收设备应具有较大的气液接触面，按吸收表面的形成方式，吸收设备可分为下列几类：（1）表面吸收器

吸收器中两相间的接触面是静止液面（表面吸收器本身的液面）或流动的液膜表面（膜式吸收器）。这类设备中的接触表面在相当大的程度上决定于吸收器构件的几何表面。

这类设备还可分为以下几种基本类型：

水平液面的表面吸收器：在这类吸收器中，气体在静止不动或缓慢流动的液面上通过，液面即为传质表面，由于传质表面不大，所以此种表面吸收器只适用于生产规模较小的场合。通常将若干个气液逆流运动的吸收器串联起来使用。为了能使液体自流，可将吸收器排列成阶梯式，即沿流体的流向，后一个吸收器低于前一个吸收器。

水平液面的表面吸收器的效率极低，现在应用已很有限。只有从体积量不大的气体中吸收易溶组分，并同时需要散除热量的情况下才采用它们。这类吸收器有时还用于吸收高浓度气体混合物中的某些组分。

液膜吸收器：在液膜吸收器中，气液两相在流动的液膜表面上接触。液膜是沿着圆管或平板的纵向表面流动的。已知有三种类型的液膜吸收器：列管式吸收器：液膜沿垂直圆管的内壁流动；

板状填料吸收器：填料是一些平行的薄板，液膜沿垂直薄板的两测流动；升膜式吸收器：液膜向上（反向）流动。

目前，液膜吸收器应用比较少，其中最常见的是列管式吸收器，常用于从高浓度气体混合物同时取出热量的易溶气体（氯化氢，二氧化硫）的吸收。填料吸收器填料吸收器是装有各种不同形状填料的塔。喷淋液体沿填料表面流下，气液两相主要在填料的润湿表面上接触。设备单位体积内的填料表面积可以相当大，因此，能在较小的体积内得到很大的传质表面。但在很多情况下，填料的活性接触表面小于其几何表面。

填料吸收器：填料吸收器一般作成塔状，塔内装有支撑板，板上堆放填料层。喷淋的液体通过分布器洒向填料。在吸收器内，填料在整个塔内堆成一个整体。有时也将填料装成几层，每层的下边都设有单独的支撑板。当填料分层堆放时，层与层之间常装有液体再分布装置。

在填料吸收器中，气体和液体的运动经常是逆流的。而很少采用并流操作。但近年来对在高气速条件下操作的并流填料吸收器给予另外很大的关注。