化工原理毕业论文

《化工原理》课程设计

说明书

脱除燃煤锅炉烟道气二氧化硫废气吸收塔的设计DESIGN ABSORB TOWER FOR REMOVAL SO2 FLOM FLOW GAS OF COAL COMBUSION BOILER

学院（部）：材料科学与工程学院

专业班级：

学生姓名：

学号：

指导教师：

2012年月日

安徽理工大学课程设计（论文）任务书

院系：化学工程学院教研室：化工基础教研室

摘要

本设计是参考天津大学出版社出版的《化工原理课程设计》教材而改编设计

的。

气体吸收是气体混合物中一种或多种组分溶解于液体的一种分离操作，这种

操作在工厂里废气排除的过程中起到很重要的作用。实现吸收操作的主体塔设备

主要分为板式塔和填料塔。由于填料塔具有结构简单，阻力小，加工容易，可用

耐腐蚀材料制作，吸收效果好，装置灵活等优点，故在化工、环保、冶炼等工业

吸收操作中多为填料塔。

特别是近年来填料塔技术获得长足发展，性能优良的新型散装和规整填料的

相继问世，塔内件结构和设备的改进，改善了填料层内气液相的均布与接触情况，

使填料塔的负荷通量加大、压降小、分离效率高、放大效应减小、生产能力大等

优点，促使填料塔的应用日益广泛。

本设计的目的主要是脱除燃煤锅炉烟道气中的二氧化硫，从而减少燃煤烟道

。对于气

中二氧化硫对大气的污染。本设计任务是用20℃清水洗收录其中的SO

2

体的吸收应该采用气液传质设备填料塔，因为它具有较高的比表面积。用水吸收属中等溶解度的吸收过程，为提高传质效率，选用逆流吸收流程。在此吸收

SO

2

过程中，选用金属拉西环填料。梁型支承板的性能优良，有利于气液传质，因此

选用梁型支承板。

设计者:

日期：2012年6月26日

目录

第一章绪论 (4)

1.1吸收技术概况 (4)

1.2 吸收设备的发展 (6)

1.3吸收在工业生产中的应用 (7)

第2章设计方案 (8)

2.1吸收剂的选择 (8)

2.2 吸收流程的选择 (8)

2.2.2吸收装置的流程 (9)

2.3吸收塔设备及填料的选择 (10)

2.4 吸收剂再生方法的选择 (12)

2.5 操作参数的选择 (12)

第三章气液平衡与物料衡算 (13)

3.1 气液平衡数据 (13)

3.2 基础物性数据 (13)

3.3 物料衡算 (14)

第四章塔的主要设备尺寸设计 (15)

4.1 塔径的计算 (15)

4.2 填料层高度的计算 (16)

4.3填料层压降的计算 (18)

工艺设计计算结果汇总与主要符号说明 (19)

设计过程的评述和有关问题的讨论 (21)

主要参考文献 (22)

结束语 (22)

附图 (23)

吸收操作系统的工艺流程图 (25)

吸收操作系统的设备条件图 (26)

第一章绪论

1.错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。1吸收技术概况

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下流动，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。吸收塔操作示意图如图2-1所示。

在工业生产中，除以制取溶液产品为目的的吸收(如用水吸收HCl气制取盐酸等)之外，大都要将吸收液进行解吸，以便得到纯净的溶质或使吸收剂再生后循环使用。解吸也称为脱吸，它是使溶质从吸收液中释放出来的过程，解吸通常在解吸塔中进行。图2-2所示为洗油脱除煤气中粗苯的流程简图。图中虚线左侧为吸收部分，在吸收塔中，苯系化合物蒸汽溶解于洗油中，吸收了粗苯的洗油(又称富油)由吸收塔底排出，被吸收后的煤气由吸收塔顶排出。图中虚线右侧为解吸部分，在解收塔中，粗苯由液相释放出来，并为水蒸汽带出，经冷凝分层后即可获得粗苯产品，解吸出粗苯的洗油(也称为贫油)经冷却后再送回吸收塔循环使用。

吸收塔设备是气液接触的传质设备，一般可分为逐级接触型和微分接触型两类。板式塔属于逐级接触型的气液传质设备，它是在塔体内按照一定距离设置许多塔盘，气体以鼓泡或喷射的方式穿过塔盘上的液层。填料塔属于微分接触型气液传质设备，它是在塔体内装有一定数量的填料，填料的作用是提供气液间的传质面积。在塔内液体沿填料表面下流，形成一层薄膜，气体沿填料空隙上升，在填料表面的液层与气体的界面上进行传质过程。

1.2 吸收设备的发展

吸收操作主要在填料塔和板式塔中进行，几种常用的吸收塔有填料塔、湍球塔、板式塔等。其中填料塔的应用较为广泛。

填料塔的历史较久，早在19世纪中期已开始用于生产，到20世纪初，人们以碎石、短管段等为填料用来蒸馏原油，改进了原来的釜式蒸馏技术，促进了石油工业的发展。但由于当时对填料两相的流动研究很少，塔的优越性未能全部发挥，故不久就为泡罩塔所取代。后来随着石油、酸碱、肥料、石油化工等工业的飞速发展，人们对填料塔的实践和认识才进一步不断加深，制造了多种形式的填料；对填料塔的压降和泛点得出了较为可靠的关联式，为设计和操作提供了依据。