有害气体控制工程课程设计：填料塔脱硫系统

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1、课程设计报告(2012–2013年度第2学期)名称：有害气体控制工程课程设计题目：填料塔脱硫系统院系：环境科学与工程学院班级：环工1001学号：201005010121学生姓名：孙中豪指导教师：陈岚设计周数：1周成绩：日期：2013年7月5日16目录目录1《有害气体控制工程》课程设计任务书2一、设计目的2二、设计任务2三、设计资料2四、设计内容和要求2五、设计进度安排2《有害气体控制工程》课程设计计算书4一、物料衡算4二、填料的选择5三．塔径的计算6四．填料层高度的计算8五．填料塔附属设备的设计12六．参考文献14

2、七．参考附图15八．设计图纸1516《有害气体控制工程》课程设计任务书一、设计目的通过对气态污染物净化系统的工艺设计，初步掌握气态污染物净化系统设计的基本方法。培养学生利用所学理论知识，综合分析问题和解决实际问题的能力、绘图能力、以及正确使用设计手册和相关资料的能力。二、设计任务试设计常压填料塔，采用逆流操作，以纯水吸收混合气中的二氧化硫。三、设计资料1）混合气（空气，二氧化硫）处理量为2500m3/h，操作压力为常压，温度为20℃；2）进塔气中含有7.5%的二氧化硫，要求达到的回收率为99.9%；3）吸收剂为纯水

3、。四、设计内容和要求1）研究分析资料。2）净化设备的计算，请计算出塔高、塔径、压降等，并校核。3）编写设计计算书。设计计算书的内容应按要求编写，即包括与设计有关的阐述、说明及计算。要求内容完整，叙述简明，层次清楚，计算过程详细、准确，书写工整，装订成册。设计计算书应包括目录、前言、正文及参考文献等。4）设计图纸。包括工艺流程图、塔器剖面结构图。应按比例绘制，标出设备、零部件等编号，并附明细表，即按工程制图要求。图纸幅面、图线等应符合国家标准；图面布置均匀；符合制图规范要求。有能力的同学采用计算机AUTOCAD制图。

4、五、设计进度安排下达任务书后，开始进行课程设计计算。设计时间：1周。n1.填料的选择n2.塔径的计算16n3.填料层有效高度的计算n4.塔结构的计算或选型n5.校核n(1)泛点率。n(2)塔径与填料尺寸之比。n(3)液体喷淋密度。n(4)每米填料层压降△p/Z。备注1：环工1001班的设计任务书。备注2：环工1001班共分成三组，每组采用的填料不同。具体分组情况如下：学号201-210：鲍尔环；212-221：阶梯环；222-231：矩鞍。若有自己的想法选择了别的填料亦可。附录：1）气体粘度为1.81×10-5Pa

5、.s；DV为0.0393m2/s。2）液体密度为998.2kg/m3，液体表面张力为73dyn；液体粘度1mPa.s；DL为5.3×10-6m2/s。3）常压，20℃下，可认为SO2在水中的相平衡常数m为26。16《有害气体控制工程》课程设计计算书填料吸收塔是气体净化过程中常用的塔器之一，经常用于气体的吸收洗涤。填料塔不仅结构简单，而且有阻力小和便于使用耐腐蚀材料制等优点，尤其是对于直径较小的塔的处理有腐蚀性的物料时，填料塔都表现出明显的优越性。因此，本次课程设计需要设计常压填料塔，采用逆流操作，以纯水吸收混合气中

6、的二氧化硫。一、物料衡算混合气（空气，二氧化硫）处理量为2500m3/h，操作压力为常压，温度为20℃；进塔气中含有7.5%的二氧化硫，要求出塔其中的二氧化硫含量下降为0.01%。1.进塔混合气体中各组分的量进塔混合气体的流量：vs=2500m3/h进塔气体中的SO2流量：V=250022.4×273273+20×0.075=7.799kmol/h进塔气体中惰性组分的摩尔流量：VB=250022.4×273273+20×1-0.075=96.190kmol/h2.混合气体进出塔组成：进塔气体中SO2的浓度：Y1=0

7、.0751-0.075=0.0811出塔气体中SO2的浓度：Y2=0.081×（1-99.9%）=8.1×10-5因为吸收剂为纯水，因此X2=03.吸收剂纯水的用量L(1)最小液气比的确定：平衡关系：Y*=mX=26X(L/V)min=Y1-Y2Y1m-X2=0.0811-0.0000810.081126-0=25.974(2)吸收剂用量：最小吸收剂用量：Lmin=VB×(L/V)min=96.19×25.974=2498.439kmol/h根据生产实践，一般情况下吸收剂用量为最小吸收剂用量的1.1~2.0倍；取：

8、L=1.6Lmin=1.6×2498.439=3997.502kmol/h4.塔底吸收液组成X1对单位时间内进、出塔的二氧化硫的量作全塔物料衡算：VBY1-Y2=L(X1-X2)因此：X1=X2+VB(Y1-Y2)L=0+96.19×(0.0811-0.000081)3997.502=0.00195165.操作线：由以上计算可写出操作线方程：Y=LVBX+Y