课程设计---水吸收二氧化硫填料吸收塔的设计

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1、吉林化工学院化工原理课程设计吉林化工学院化工原理课程设计题目水吸收二氧化硫填料吸收塔的设计教学院化学与制药工程学院专业班级应化0701学生姓名学生学号07220101指导教师2009年12月8日17吉林化工学院化工原理课程设计化工原理课程设计任务书设计题目：水吸收二氧化硫填料吸收塔的设计1、设计题目：水吸收二氧化硫过程填料吸收塔的设计；矿石焙烧炉送出的气体冷却到20℃后送入填料塔中，用20℃清水洗涤除去其中的SO2。入塔的炉气流量为1000m3/h，其中进塔SO2的摩尔分率为0.03，要求SO2的吸收率为99

2、.99％。吸收塔为常压操作，因该过程液气比很大，吸收温度基本不变，可近似取为清水的温度。吸收剂的用量为最小用量的1.3倍。2、工艺操作条件：（1）操作平均压力：常压（2）操作温度：t=20℃（3）每年生产时间：7200h3、设计任务：1.完成干燥器的工艺设计与计算（包括塔径与塔高的计算，填料的选取）。2.绘制吸收系统的工艺流程图，吸收塔的设备条件图。3.编写该吸收塔的设计说明书。17吉林化工学院化工原理课程设计目录摘要11绪论21.1气体吸收的概述21.2化学工业中，吸收的意义21.3吸收在工业生产中的应用2

3、1.4影响吸收过程因素的分析32设计方案42.1吸收剂的选择42.2吸收操作参数的选择42.3填料层52.3.1填料的作用52.3.2填料种类的选择52.3.3填料规格的选择52.3.4填料材质的选择52.4吸收温度的选择63吸收塔的工艺计算73.1基础物性数据73.1.1液相物性数据73.1.2气相物性数据73.1.3气液相平衡数据73.2物料衡算83.3填料塔的工艺尺寸的计算93.3.1塔径的计算93.3.2传质单元高度计算113.3.3传质单元数的计算143.3.4填料层高度143.4塔附属高度的计算1

4、43.5填料层压降的计算153.6液体分布器计算…………………………………………………………………………………………………….153.6.1液体分布器153.6.2布液孔数153.6.3塔底液体保持管高度……………………………………………………………………………………………………….163.7其他附属塔内件的选择……………………………………………………………………………………….163.7.1液体分布器163.7.2液体再分布器173.7.3填料支撑板173.7.4填料压板与床层限制板173.7.5气体进出口

5、装置与排液装置1817吉林化工学院化工原理课程设计附录一工艺设计计算结果汇总及主要符号说明18参考文献22致谢2317吉林化工学院化工原理课程设计17吉林化工学院化工原理课程设计3吸收塔的工艺计算3.1基础物性数据3.1.1液相物性数据对低浓度吸收过程，溶液的物性数据可近似取纯水的物性数据。由手册查得，20oC时水的有关物性数据如下：密度为：黏度：表面张力为：SO2在水中的扩散系数为：DL=1.4710-5cm2/s=5.2910-6m2/h3.1.2气相物性数据混合气体的平均摩尔质量为：kg/kmol混合气

6、体的平均密度为：混合气体的黏度可近似取为空气的黏度，查手册得20oC空气的黏度为：查手册得SO2在空气中的扩散系数为：D=0.039m2/h3.1.3气液相平衡数据由手册查得。常压下20oC时，SO2在水中的亨利系数为：E=3相平衡常数为：m=溶解度系数为：17吉林化工学院化工原理课程设计3.2物料衡算全塔物料衡算图2－12所示是一个定态操作逆流接触的吸收塔，图中各符号的意义如下：—惰性气体的流量，；L—纯吸收剂的流量，；Y1，Y2—进出吸收塔气体的摩尔比；X1，X2—出塔及进塔液体中溶质物质量的比。注意：本

7、课程设计中塔底截面一律以下标“l”表示，塔顶截面一律以下标“2”表示。进塔气体摩尔比：出塔气体摩尔比：进塔惰性气体的流量：由设计任务知该吸收过程属于低浓度吸收，平衡关系为直线，最小液气比可按下式计算，即：对于纯溶剂吸收过程，进塔液相组成为：代入数值，得：取实际液气比为最小液气比的1.3倍，即；有得：L=45.55*40.76=1856.72kmol/h由，求得吸收液出塔浓度为：17吉林化工学院化工原理课程设计3.3填料塔的工艺尺寸的计算（1）空塔气速的确定通常由泛点气速来确定空塔操作气速。泛点气速是填料塔操作

8、气速的上限，填料塔的操作气速必须小于泛点气速，操作空塔气速与泛点气速之比称为泛点率。填料的泛点气速可由Eckert通用关联图查得，气相质量流量为：液相质量流量可近似按纯水的流量计算，即：Eckert通用关联图的横坐标为：查表得：取由圆整塔径，取泛点率校核：由于泛点附近流体力学性能的不稳定性，一般较难稳定操作，故一般要求泛点率在50%-80%之间，而对于易起泡的物系可低于40%；（在允许范围内）填料规