填料吸收塔的设计.doc

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1、课程设计题目：填料吸收塔的设计第一章概述1.1设计依据本课程设计从以下几个方面的容来进行设计1、填料的选择由于水吸收S02的过程、操作、温度及操作压力较低，工业上通常选用所了散装填料。在散装填料中，金属鲍尔环填料的综合性能较好，故此选用DN38金属鲍尔环填料。2、吸收塔的物料衡算3、填料塔的工艺尺寸计算主要包括：塔径，填料层高度，填料层压降。4、设计液体分布器及辅助设备的选型5、绘制有关吸收操作图纸1.2设计任务及要求1、原料气处理量：1500m3/h混合气（空气、SO2）2、年工作日：300天3、

2、混合气中含SO2:3％(体积分数)4、SO2排放浓度：0.16％5、操作压力：常压操作6、操作温度：20℃7、相对湿度：70％8、填料类型：金属鲍尔环9、吸收剂：清水10、平衡线方程：y=66.76676x(20℃)第二章设计方案的简介2.1塔设备的选型塔设备是化工、石油化工、生物化工制药等生产过程中广泛采用的气液传质设备，它是关键的设备。例如在气体吸收、液体精馏（蒸馏）、萃取、吸附、增湿中、、离子交换等过程中都有体现。根据塔气液接触构件的结构形式，可分为板式塔和填料塔两大类。其中填料塔是最常用的气

3、液传质设备之一，它广泛应用于蒸馏、吸收、解吸、汽提、萃取、化学交换、洗涤和热交换等过程。它是一个圆筒塔体，塔装载一层或多层填料，气相由下而上，液相由上而下接触，传热和传质主要在填料的表面进行，填料的选择是填料塔的关键。填料塔制造方便，结构简单，采用材料可是耐腐蚀的材料或者是金属以及塑料，在塔径较小的情况较有效，使用金属材料省，一次投料较少，塔高较低。表1填料塔与板式塔的比较序号填料塔板式塔1Φ800mm以下，造价低，直径大则价高Φ600mm以下时，安装困难2用小填料时，小塔的效率高，塔径增大，效率下

4、降，所需高度急增效率较稳定。大塔板效率比小塔板有所提高3空塔速度（生产能力）低空塔速度高4大塔检修费用高，劳动量大检修清理比填料塔容易5压降小。对阻力要求小的场合较适用（如：真空操作）压降比填料塔大6对液相喷淋量有一定要求气液比的适应围大7部结构简单，便于非金属材料制作，可用于腐蚀较严重的场合多数不便于非金属材料的制作8持液量小持液量大选塔的基本原则：1、生产能力大，有足够的弹性。2、满足工艺要求，分离效率高。3、运行可靠性高，操作、维修方便，少出故障。4、结构简单，加工方便，造价较低。5、塔压降小

5、。综上考虑，吸收1500m3/h含3%的生产任务不是很大，由于它结构简单，造价较低，便于采用耐蚀材料使得寿命较长，我们采用填料吸收塔完成该项生产任务。2.2填料吸收塔方案的确定1、装置流程的确定装置流程的主要有以下几种：①逆流操作　气相自塔底进入由塔顶排出，液相由塔顶流入由塔底流出，其传质速率快，分离效率高，吸收剂利用率高。工业生产中多采用此操作。②并流操作　气液两相均由塔顶流向塔底，其系统不受液流限制，可提高操作气速，以提高生产能力。通常用于以下情况：当吸收过程的平衡曲线较平坦时，液流对推动力影响

6、不大；易溶气体的吸收或吸收的气体不需吸收很完全；吸收剂用量很大，逆流操作易引起液泛。③吸收剂部分循环操作　在逆流操作过程中，用泵将吸收塔排除的一部分冷却后与补充的新鲜吸收剂一同送回塔，通常以下情况使用：当吸收剂用量较少，为提高塔的喷淋密度；对于非等温吸收过程，为控制塔的温度升高，需取出一部分热量。该流程特别适用于相平衡常数m较小的情况，通过吸收液的部分再循环，提高吸收剂的利用率。需注意吸收剂的部分再循环较逆流操作费用的平均推动力较小，且需设置循环泵，操作费用提高。由于二氧化硫在水中的溶解度很大。逆流

7、操作时平均推动力大，传质速率快，分离效率高，吸收剂利用率高。逆流操作是完成该项任务的最佳选择。2.3吸收剂的选择吸收过程是依靠气体溶质在溶剂中的溶解来实现的，因此，吸收剂的性能的和优劣，是决定吸收操作效果的关键之一，选择时有以下考虑方面：①溶解度　吸收剂对溶质组分的溶解度要大，以提高吸收速率并减少吸收剂的用量。②选择性　吸收剂对溶质组分要有良好的选择吸收能力，而对混合气体中的其他组分不吸收或吸收甚微，否则不能直接实现有效的分离。③挥发度要低　操作温度下吸收剂的蒸汽压要低，要减少吸收和再生过程中吸收剂

8、的挥发和损失。④粘度　吸收剂在操作温度下的粘度越低，其在塔的流动性越好，有助于传质速率和传热速率的提高。⑤其他　所选的吸收剂尽量的满足无毒性、无腐蚀性、不易燃易爆、不发泡、冰点低、廉价易得以及化学性质稳定等要求。在吸收空气中少量的二氧化硫时，水是最理想的溶剂，由于二氧化硫在水中的溶解度很大；常温常压下，水的挥发度很小；粘度较小；价格低廉等。2.4操作温度与压力的确定1、操作温度的确定由于吸收过程的气液平衡关系可知，温度降低可增加溶质组分的溶解度。即低温有利于吸收，当操