清水吸收SO2烟气地填料塔设计说明书

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）

2、进塔气体的组成：9%（体积分数）SO

，其余可视为空气

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1.2倍

6、空塔气速取泛点气速的0.65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

2.1吸收剂的选择

2.1.1 对溶质的溶解度大

2.1.2 对溶质有较高的选择性

2.1.3 不易挥发

2.1.4 再生性能好

2.2塔内气液流向的选择

2.3吸收系统工艺流程

2.3.1.工艺流程图及说明

2.4填料的选择

2.5操作参数的选择

2.5.1操作温度

2.5.2 操作压力的确定

第三章工艺计算

3.1 物料衡算

3.2 吸收剂用量

3.4 塔径计算

3.5填料层高度计算

第四章辅助设备的类型及作用

4.1 液体分布器

4.2 除雾器

4.3 填料压紧装置

4.4 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

1.1 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

1.2 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

2.1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：2.1.1 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。

2.1.2 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。

2.1.3 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。

2.1.4 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

本设计采用水作为吸收剂，二氧化硫为溶质。