环境工程原理设计.ppt

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1、班级：环工1102学生姓名：侯鹏飞（组长）、王棣、邹轶、陈一鸣、刘彩指导老师：华虹完成时间：2013年12月23号环境工程原理课程设计二氧化硫设计填料塔《环境工程原理》课程设计任务书矿石焙烧炉送出的气体冷却到25℃后送入填料塔，用20℃清水洗涤除去其中的SO2。入塔炉气流量为2400m³/h，其中进塔SO2的摩尔分率为0.05，要求SO2回收率为95%。任务分工总任务资料查找计算画图pptWord整理侯鹏飞陈一鸣王棣王棣、陈一鸣刘彩、侯鹏飞邹轶邹轶刘彩共同努力陈一鸣王棣侯鹏飞一、操作条件1、操作温度：20℃对于物理吸收，降低操作温度，对吸收有利，但低于环境温度的

2、操作温度需要消耗大量的制冷动力，所以一般情况取常温较为有利。2、操作压力：常压对于物理吸收，加压操作一方面利于提高吸收过程的传质推动力，另一方面也可以减小气体的体积流率，减小吸收塔径。但从工程角度和经济效益考虑，加压对设备有很大的要求，因此对于单纯的吸收，一般选用常压。二、基础物性数据1、液相物性数据：20℃水密度ρL=998.2kg/m³、黏度μL=100.5×10-5N/m、2、气相物性数据：25℃SO2混合气体平均摩尔质量MG=0.05×64+0.95×29=30.75kg/kmol、黏度μG=1.81×10-5N/m平均密度ρG=、SO2在20℃水中的扩

3、散系数DL=1.47×10-9m2/s、SO2在25℃空气中扩散系数DG=0.039m2/h3、气液平衡数据：查得20℃下SO2在水中的亨利系数E=0.355×104KPa平衡常数m=溶解度系数H=三、流体流向的选择1、并流2、逆流综上，由于逆流时液气比较并流时小，选用逆流四、物料衡算已知：进塔气相SO2摩尔分率y1=0.05、SO2的回收率φ=95%入塔炉气流量qV=2400m3/h、进塔液相溶质组分摩尔比X2=0计算求得进塔气相SO2摩尔比⟹出塔气相摩尔比Y2=Y1（1-φ）=0.0526×0.05进塔惰性气相流量该吸收过程属于低浓度吸收，平衡关系为直线，最

4、小液气比可按下式计算：取操作液气比为：则吸收剂水的用量为：物料衡算：⟹五、塔径的计算1、填料类型的选择填料拉西环鲍尔环——阶梯环鞍形填料波纹板填料栅板填料环十字环螺旋环螺旋环弧鞍填料矩鞍填料拉西环表面未能完全完全利用，传质效能较低，更为严重的是它自身的形状引起严重的沟流和壁流，使气液分布不均匀，相际接触不均。拉西环的衍生品虽然比表面积有所增加，但本质缺点没有解决。性能优越，但造价过高。鞍形填料整体性能不如鲍尔环，阶梯环是在鲍尔环基础上发展来的，整体性能有所提高。五、塔径的计算五、塔径的计算1、泛点气速的计算、填料的选择炉气总质量流量为：吸收液水的总质量流量为由《

5、化工原理（第二版）》利用Eckert泛点关联图横坐标纵坐标五、塔径的计算0.980.0223横坐标：纵坐标：0.0109300Pa五、塔径的计算填料25mm比表面积为σ=223m2/m3、填料因子∅=172m-1；已知，常温下水的黏度μL=100.5×10-5、（泛点气速）取设计空塔气速为u=1.003×70%=0.702m/s设计塔径圆整后取D=1.2m=120mm填料38mm五、塔径的计算比表面积为a=132.5m2/m3、填料因子∅=116m-1；已知，常温下水的黏度μL=100.5×10-5、（泛点气速）取设计空塔气速为u=1.21×70%=0.85m/

6、s设计塔径圆整后取D=1m=100mm填料直径0.0380.025填料比表面积132.5228填料因子116172填料层高度64.5300200塔径11.2塔高8.427.32塔体造价元3300034500填料价格/元47125089五、塔径的计算经济核算选择38mm的阶梯环填料五、塔径的计算3、填料规格校核符合要求4、喷淋密度校核计算喷淋密度最小润湿率润湿率：2、泛点率的校核泛点率在50%—80%之间，所以符合要求符合要求5、塔内压降的计算将实际空塔气速带入纵坐标方程得纵坐标与横坐标为1.0对应的点落在压降为的压降线上，故塔内每米压降为300Pa六、填料层高的

7、计算1、传质单元数2、传质单元高度气体空塔质量通量为：液体空塔质量通量为：六、填料层高的计算根据《化工原理》中恩田关联式，填料层有效比表面积为气膜吸收系数为液膜吸收系数为气相总吸收系数传质单元高度填料层高度为考虑到安全系数取1.25实际填料层高度为七、塔压降的计算1、管径的计算液体管道：液体流速范围1-3m/s，,取u=2m/s选取碳钢管，根据，选取验算:气体管道：液体流速范围10-20m/s，,取u=15m/s选取塑料管，根据，选取验算:七、塔压降的计算2、气体进出口压降进口压强为（突然扩大，）出口压强为（突然扩大，）填料层压降3、塔压降八、塔高的计算1、塔顶

8、部空间高度考虑设置丝网除