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

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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）SO

2

的95%

3、回收其中所含SO

2

4、吸收塔的操作温度为30℃，压力位100kpa

5、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。

吸收流程

如图所示

A+B混合气即吸收尾气

S溶剂

A+S叫吸收液

A溶质

B叫惰性气体（化工术语，注意与初等化学中的概念区分）或叫惰性成分

吸收设备分类

吸收操作所用的设备。主体通常是各种吸收塔，最常用的是板式塔和填充塔。此外，在化工生产中还使用其他类型的吸收器，主要有：

①喷洒式吸收器将液体喷散成液滴，分散于气体中，以扩大相际接触面积。喷洒液滴可用高速转动的转盘，也可用液体喷嘴。但用得最广的是通过高速气流分散液体的喷射塔。喷射塔的上部是喷射段，设有气液两相进口和喷杯。进入喷射段的吸收剂连续溢入喷杯内,气体以高达20～26m/s的速度由喷杯喷出,将吸收剂分散成细小雾滴。塔的中部是吸收段,气液两相在此充分接触，进行吸收。塔的底部是气液分离段。喷射塔结构简单，生产强度高，压降小，适用于易溶气体的吸收和伴有快速反应的化学吸收，一般用单级或双级。

②表面吸收器这种吸收器内具有固定的相际接触表面，气体在吸收器内掠过静止或缓慢流动的液体表面，适用于易溶气体的吸收和伴有快速反应的化学吸收。表面吸收器形状简单，可采用耐腐蚀材料制造，具体类型有陶瓷吸收罐、石英管吸收器、石墨板吸收器、管壳式湿壁吸收器等，其中有的类型能及时移去吸收产生的热量。

③搅拌吸收器用涡轮搅拌器分散从下方导入的气体，以增强相际接触。为增加气体在液体中的停留时间，在涡轮上面设置一个帽形环使气体返回容器下部。也有的在液面处设置另一叶轮，推动气相返入液体中。这种吸收器适用于气体流量小或液相中悬浮有固体颗粒的吸收。

2 设计方案

吸收剂的选择

对于吸收操作，选择适宜的吸收剂具有十分重要的意义。其对吸收操作过程

的经济有着十分重要影响。一般情况下，选择吸收剂，要着重考虑如下问题：对溶质的溶解度大

所选的吸收剂对溶质的溶解度大，则单位量的吸收剂能够溶解较多的溶质，在一定的处理量和分离要求条件下，吸收剂的用量小，可以有效地减少吸收剂循环量，这对于减少过程功耗和再生能量消耗十分有利。另一方面，在同样的吸收剂用量下，液相的传质推动力大，则可以提高吸收速率，减小塔设备的尺寸。

对溶质有较高的选择性

对溶质有较高的选择性，即要求选用的吸收剂应对溶质有较大的溶解度，而对其它组分则溶解度要小或基本不溶，这样，不但可以减小惰性气体组分的损失，而且可以提高解吸后溶质气体的纯度。

不易挥发

吸收剂在操作条件下应具有较低的蒸汽压，以避免吸收过程中吸收剂的损失，提高吸收过程的经济性。

再生性能好

由于在吸收剂再生过程中，一般要对其进行升温或气提等处理，能量消耗较大，因而，吸收剂再生性能的好坏，对吸收过程能耗的影响极大，选用具有良好再生性能的吸收剂，往往能有效地降低过程的能量消耗。

以上四个方面是选择吸收剂时应该考虑的主要问题，其次，还应该注意所选择地吸收剂应该具有良好的物理、化学性能和经济性。其良好的物理性能主要指吸收剂的粘度要小，不易发泡，以保证吸收剂具有良好的流动性能和分布性能。良好的化学性能主要指具有良好的化学稳定性和热稳定性，以防止在使用中发生变质，同时要求吸收剂尽可能无毒、无易燃易爆性，对相关设备无腐蚀性（或较小的腐蚀性）。吸收剂的经济性主要指应尽可能选择用廉价易得的溶剂，两种吸收剂如下：

表物理吸收剂和化学吸收剂的选择