水吸收二氧化硫填料塔课程设计

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1、《化工原理课程设计》报告设计任务书（一）设计题目试设计一座填料吸收塔，用于脱除混于空气中的SO2，混合气体的处理为2500m3/h,其中SO2（体积分数）8﹪。要求塔板排放气体中含SO2低于0.4％，采用清水进行吸收。（二）操作条件常压，20℃（三）填料类型选用塑料鲍尔环、陶瓷拉西环填料规格自选（四）设计内容1、吸收塔的物料衡算2、吸收塔的工艺尺寸计算3、填料层压降的计算4、吸收塔接管尺寸的计算5、绘制吸收塔的结构图141、对设计过程的评述和有关问题的讨论2、参考文献3、附表目录一、概述4二、计算过程41.操作条

2、件的确定41.1吸收剂的选择…………………………………………….41.2装置流程的确定………………………………………...41.3填料的类型与选择………………………………………41.4操作温度与压力的确定42.有关的工艺计算52.1基础物性数据……………………………………………52.2物料衡算62.3填料塔的工艺尺寸的计算62.4填料层降压计算112.5吸收塔接管尺寸的计算………………………………..122.6附属设备………………………………………………..12三、评价…………………………………………………………

3、……...13四、参考文献………………………………………………...13五、附表………………………………………………………1414一、概述填料塔不但结构简单，且流体通过填料层的压降较小，易于用耐腐蚀材料制造，所以它特别适用于处理量小，有腐蚀性的物料及要求压降小的场合。液体自塔顶经液体分布器喷洒于填料顶部，并在填料的表面呈膜状流下，气体从塔底的气体口送入，流过填料的空隙，在填料层中与液体逆流接触进行传质。因气液两相组成沿塔高连续变化，所以填料塔属连续接触式的气液传质设备。二、设计方案的确定(一)操作条件的确定1．1

4、吸收剂的选择因为用水作吸收剂，同时SO2不作为产品，故采用纯溶剂。1．2装置流程的确定用水吸收SO2属于中等溶解度的吸收过程，故为提高传质效率，选择用逆流吸收流程。1．3填料的类型与选择用不吸收SO214的过程，操作温度低，但操作压力高，因为工业上通常选用塑料散堆填料，在塑料散堆填料中，塑料鲍尔环填料的综合性能较好。鲍尔环填料是对拉西环的改进，鲍尔环由于环壁开孔，大大提高了环内空间及环内表面的利用率，气流阻力小，液体分布均匀。与拉西环相比，鲍尔环的气体通量可增加50%以上，传质效率提高30%左右。1．4操作温度与

5、压力的确定20℃，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水的物性数据查得，293K时水的有关物性数据如下：密度ρ=998.2kg/m粘度μL=0.001Pa·s=3.6kg/(m·h)表面张力бL=72.6dyn/cm=940896kg/h3SO2在水中的扩散系数为DL=1.47×10-5m2/s=5.29×10-6m2/h②气相物性数据混合气体的平均摩尔质量为Mvm=∑yiMi=0.08×44＋0.92×29=31.8混合气体的平均密度ρv

6、m=kgm-3混合气体粘度近似取空气粘度，手册20℃空气粘度为μV=1.81×10-5Pa·s=0.065kg/(m•h)查手册得SO2在空气中的扩散系数为14DV=0.108cm2/s=0.039m2/h由手册查得20℃时SO2在水中的亨利系数E=3550kPa相平衡常数为m=溶解度系数为H=2.2物料衡算进塔气相摩尔比为y1=0.08出塔气相摩尔比为y2=0.004进塔惰性气相流量为V=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（对于纯溶剂吸收过程，进塔液组成为X2=0（取操作液气比为

7、L/V=1.4L/V=1.4×33.29=46.61L=46.61×95.67=4459.18kmol/h∵V(y1-y2)=L(x1-x2)∴x1=2.3填料塔的工艺尺寸计算①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WV=2500×1.322=3305kg/h液相质量流量可近似按纯水的流量计算14即WL=4459.18×18.02=80354.42kg/hEckert通用关联图横坐标为查埃克特通用关联图得查表（散装填料泛点填料因子平均值）得取u=0.7uF=0.7×1.149=0.8046m

8、/s由1.048m圆整塔径，取D=1.1m泛点率校核u=﹪=63.63％(在允许范围内)填料规格校核：液体喷淋密度校核，取最小润湿速率为（LW）min=0.08m3/m·h查塑料(聚乙烯）鲍尔环（*）特性数据表得：型号为DN50的鲍尔环的比表面积at=92.7m2/m3Umin=(LW)minat=0.08×92.7=7.416m3/m2·hU=经校核可知，塔径D=110