二氧化硫填料塔阶梯环—课程设计说明书

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1、目录1设计任务书11.1设计目的11.2设计任务及条件11.3填料塔出口参数22方案的确定22.1吸收剂的确定22.2吸收塔中填料的选择32..3气液流动方向选择33基础数据33.1液相数据33.2气相数据43.3气液相平衡数据43.4物料衡算44填料塔的工程尺寸计算54.1塔径的计算64.2校核74.3填料层的计算95填料塔内件的设计105.1塔身厚度的设计105.2封头的设计105.3除雾器的设计105.4液体进出管的设计115.5喷淋装置的设计115.6填料板压板的设计115.7填料支撑装置的设计115.8液体再分器的设计125.9气体进出管的设计125.10填料塔的压力降135.10.

2、1气体进出口压降135.10.2填料层压降135.11塔釜高度136数据汇总147.课程设计后感言158.参考文献15171.设计任务书1.1设计目的本设计的主要目的是使我们得到一次关于气体污染控制吸收设备设计的综合训练，特别是：1.工程设计的基本方法、步骤，技术资料的查找与应用；2.基本计算方法和绘图能力的训练；3.综合运用本课程及其有关课程的理论知识解决工程中的实际问题；4.熟悉、贯彻国家环境保护法规及其有关政策。1.2设计任务及条件矿石焙烧炉送出的气体冷却至20℃，通入填料塔用清水洗涤去除SO2.炉气流量1000m3/h，炉气平均分子量为32.16g/mol，洗涤水用量2.26x104k

3、g/h。采用25mmx25mmx2.5mm的陶瓷拉西环以乱堆方式充填（或者自选填料的种类及规格）。取空塔气速为泛点气速的73%（或者根据设计手册自选）。1.3填料塔出口参数根据我国烟气排放标准GB13271-2001，二氧化硫排放浓度：2.方案的确定2.1吸收剂的选择吸收剂对溶质的组分要有良好的吸收能力，而对混合气体其他成分不吸收，而且挥发度要低。而且吸收剂最好价廉易得，综合分析，用清水作为吸收剂比较好，SO2作为吸手吸收质，而且此吸收过程符合对吸收剂的基本要求。2.2吸收塔中填料的选择按照设计要求，该系统不属于难分离系统，采用乱推方式充填，考虑到吸收对象为so2,故采用的塑料材质。在此使用塑

4、料阶梯环，其规格为38mm*19mm*0.8mm.该填料因子及比表面积如下：比表面积：a=131m2/m3,17空隙率：=0.91泛点填料因子：f=175.6m-1压降填料因子：p=130m-12.3吸收过程中的气液流动方向吸收过程还可以按气流流动的方向分为并流和逆流操作，在相同的进出口组成条件下，逆流吸收过程具有较大的平均传质推动动力，可以实现多个理论级操作，气体净化的程度较高，工业上运用较多，而并流吸收流程只有一个理论级操作，气体净化程度不是很高，但可以避免塔的液泛现象，一般用于快速的化学反应吸收操作。而在此处我所设计的是水吸收SO2，属于低等溶解度的吸收过程，所以为了提高传质效率选用逆流

5、吸收过程。3.基础数据的计算3.1.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，20℃时水的有关物性数据如下：密度为ρL=998.2kg/m3粘度为μL=3.6kg/(m·h)表面张力为σL=71.97dyn/cm=kg/h2SO2在水中的扩散系数为DL=5.3×10-6m2/h3.2气相物性数据设进塔混合气体温度为20℃，混合气体的平均摩尔质量为M=32.16g/mol混合气体的平均密度为ρG=PM/RT=101.3×32.16/（8.314×293.15）=1.337kg/m3混合气体的粘度可近似取为空气的粘度，查手册得20℃空气的粘度为μG=1.83×

6、10-5Pa•s=0.066kg/(m•h)查手册得SO2在空气中的扩散系数为17DG=0.0393m2/s3.3气液相平衡数据由手册查得，常压下20℃时SO2在水中的亨利系数为E=3.35×103kPa相平衡常数为m=E/P(3-1)=3.35×103/101.3=35.04溶解度系数为H=ρ/EM(3-2)=998.2/3.35×103×32.16=0.0156kmol/kPam33.4物料衡算设二氧化硫的进塔摩尔质量分数为：x64×X+29×（1-x）=32.16X=0.09根据我国烟气排放标准GB13271-2001，二氧化硫排放浓度：惰性气体摩尔流量：设二氧化硫的去除率为y：进塔气相

7、摩尔比为：出塔气相摩尔比为：该吸收过程属于低浓度吸收，平衡曲线可近似于直线，最小液气比可按下式计算：17(3-3)对于纯吸收剂吸收过程，进塔液相组成为则取操作液比由(3-4)4.填料塔的工艺尺寸的计算4.1塔径的计算采用艾柯特泛点关联式计算泛点速度：(4-1)液相质量流量可进似按纯水的流量计算：气相质量流量：取泛点率为0.73，即17(4-2)园整后取D=700mm4.2校核①泛点率校核：(4-3