填料塔课程设计--填料吸收塔的设计
化工原理课程设计甲醇填料吸收塔设计
投资估算及经济效益分析
投资估算
根据甲醇填料吸收塔的设计方案，对设备、材料、安装、调试等各方面的费用进行详细估算，以确保投资预算的 准确性。
经济效益分析
通过对比不同设计方案的经济效益，包括投资回报率、净现值、内部收益率等指标，评估甲醇填料吸收塔的经济 效益，为决策提供依据。
环保法规遵守情况说明
在甲醇吸收塔周围设置防火墙或 防火带，防止火灾蔓延。同时， 塔体上应设置明显的安全警示标 志和灭火器材。
防爆措施
对于可能存在爆炸危险的区域， 应采取相应的防爆措施，如设置 防爆门、防爆窗等。此外，还应 对塔体进行定期检查和维修，确 保设备完好无损。
防毒措施
甲醇具有一定的毒性，因此在设 计过程中应采取相应的防毒措施 。例如，在塔体上设置排风口和 通风设备，确保空气流通；工作 人员在操作时应佩戴防毒面具和 防护服等个人防护用品。
化工原理课程设计甲 醇填料吸收塔设计
目录
• 课程设计背景与目的 • 甲醇填料吸收塔基本原理 • 设计方案制定与参数选择
目录
• 工艺流程设计与优化 • 设备布置与管道设计 • 控制系统设计与实现 • 经济评价与环保考虑
01
课程设计背景与目的
化工原理课程设计意义
01 02
理论与实践结合
化工原理课程设计是连接化工理论学习与工程实践的重要桥梁，通过课 程设计，学生可以将所学的化工原理知识应用于实际工程问题中，加深 对理论知识的理解和掌握。
塔内件设计与优化
通过对塔内件（如分布器、收集器、再分布器等）的设计和优化，实现气液均匀分布、减少返混和降低压降等目标， 从而提高吸收效率和降低能耗。
操作条件优化
通过对操作条件（如温度、压力、流量等）的优化，使吸收塔在最佳工况下运行，提高吸收效率和产品 质量，降低能耗和废弃物排放。
填料吸收塔的设计
摘要本次课程设计内容为：洗油吸收苯煤气填料吸收塔的简单设计；吸收塔是用于进行吸收操作的设备完整的吸收过程应包括吸收和解吸两部分，在此文献就针对吸收塔进行一个设计。
工业吸收塔应具备：塔内液体和气体应有足够接触时间和接触面积；气液两相应有足够强烈扰动，减少传质阻力，提高吸收效率；设备阻力小，能耗低；结构简单，便于制造和检修的特点。
近年来，大规模的吸收设备已经广泛用于实际生产过程中，对于吸收过程，能够完成分离任务的塔设备有多种。
课程设计是化工原理课程中综合性和实践性较强的一个环节，通过化工原理课程设计，要求学生能综合运用所学课程的基本知识，进行融会贯通。
关键词：填料吸收；设计；实践；效率；AbstractThe design content of this course is simple: Design of wash oil absorb Benzene Gas packed absorption tower; absorption tower is used to absorb the equipment operation. The absorption process should be included in the integrated absorption and desorption of the two part, in this literature is in the absorption tower for a design. Industrial absorption tower: Tower of liquids and gases should have sufficient contact time and the contact area of the gas-liquid two; have a strong enough disturbance, reduce the mass transfer resistance, to improve the absorption efficiency; small resistance, low energy consumption, simple structure, convenient; manufacturing and maintenance. In recent years, large-scale absorption equipment has been widely used in the actual production process, for the absorption process, there are many able to complete the task of separating tower equipment. Curriculum design is the principle of chemical engineering course in comprehensive and practical step, through the principle of chemical engineering course design, basic knowledge of students can use the course, mastery. Keywords: the absorption efficiency; design; practice;字母与符号说明f u ----泛点气速，m/s ；g ---重力加速度, m/s 2；3εt a ---干填料因子，1-m ，其中a ，ε分别为比表面积 ，孔隙率；R---气体常数，8.314kj/(kmol.k)N---开孔数目G ρ,L ρ---分别为气，液相密度 kg/m ³；L μ---液相粘度，s mPa ⋅ml q ,mG q ---分别为气，液相流体的质量流量，h kg /vs q ----操作条件下混合气体的体积流量，m/sA ---与填料形状和材质有关的常数，w a ---单位体积填料层的润湿表面积，32/m mt a ---单位体积填料层的总表面积，32/m mc σσ,---分别为液体的表面张力计填料层材质的临界表面张力，m N /l μ---液体的黏度，s pa .l ρ---液体的密度， kg/m ³g ---重力加速度，9.812/smin U ---最小喷淋密度，m 3/m 2•h ；t a ---填料的比表面积，32/m mH ∆---开孔上方的液位高度，mK G---气膜吸收系数kmol/(m 2•s.a KP目录第一章绪论 (1)1.1吸收塔设备 (1)1.2吸收塔对设备的设计步骤 (1)1.3吸收塔对设备的发展概况 (2)1.4 课程设计的重要性 (3)第二章设计流程及说明 (4)2.1 设计方案的确定 (4)2.1.1 吸收技术概况 (4)2.1 .2流程布置 (4)2.1.3流程方案 (5)第三章吸收塔的工艺计算 (6)3.1 基础物性数据计算 (6)3.1.1 物料衡算 (6)3.1.2 液气比的计算 (7)3.1.3 吸收剂的用量 (7)3.2 塔径的计算及校核 (7)3.2.1 填料类型的选择 (8)3.2.2 填料规格的选择 (9)3.2.3 泛点气速、塔径的计算 (9)3.2.3 数据校核 (11)3.3 填料层高度的计算 (13)3.3.1 传质单元高度计算 (13)3.3.2 传质单元数的计算 (16)3.3.3 总高度的计算 (17)3.4 流体力学参数计算 (18)3.4.1 吸收塔的压力降 (18)3.5 吸收塔辅助设备计算及选型 (21)3.5.1液体初始分布器 (21)3.5.2 液体再分布器 (21)3.5.3 填料支承装置 (22)3.5.4填料压紧装置 (22)第一章绪论1.1吸收塔设备吸收塔是用于进行吸收操作的设备，利用气体混合物在液体吸收剂中的溶解度的不同，使易溶组分溶于吸收剂中，并与其它组分分离的过程称为吸收，操作时，从塔顶喷淋的液体吸收剂与由塔底上升的气体混合物在塔中各层填料或塔盘上密切接触，以便进行吸收。
水吸收硫化氢过程填料吸收塔设计
水吸收硫化氢过程填料吸收塔设计
1. 引言
本文档讨论了水吸收硫化氢过程中填料吸收塔的设计。
我们将重点关注塔的尺寸、填料选择、塔顶除气系统和液体泵的选择等方面。
2. 塔的尺寸设计
塔的尺寸设计是确保吸收过程的高效性和经济性的关键。
在确定塔的直径时，需要考虑流速和气液相交换的效率。
同时，还需要根据处理的硫化氢气体的流量确定塔的高度。
这样可以确保气体在填料层中有足够的停留时间，以使硫化氢被充分吸收。
3. 填料选择
填料是填充在吸收塔中的物质，用于增加气液接触表面积，从而提高吸收效率。
根据硫化氢气体的特性，我们建议选择具有较大表面积和良好润湿性的填料。
常用的填料包括环形填料和菱镁砖填料等。
4. 塔顶除气系统设计
塔顶除气系统用于去除塔顶产生的气体，同时防止塔内的液体波动。
在设计过程中，我们需要考虑除气系统的排放浓度要求、塔顶流速和静压等因素。
适当设计除气系统可以有效地降低溢流损失并确保操作安全。
5. 液体泵选择
液体泵的选择是确保吸收塔正常运行的关键。
我们建议选择适用于所处理溶液的耐腐蚀材料和合适功率的泵。
此外，泵的容量应根据流量要求和泵头计算确定。
6. 结论
水吸收硫化氢过程中的填料吸收塔设计是确保吸收效率和经济性的关键。
通过合理设计塔的尺寸、选择适当的填料、设计有效的塔顶除气系统，并选择合适的液体泵，我们可以实现高效、稳定、安全的吸收过程。
建议在实际设计中遵循以上原则，并根据具体情况进行合理调整。
填料吸收塔设计
山东农业大学环境工程原理课程设计题目清水吸收二氧化硫填料吸收塔的设计学院资源与环境学院专业班级环境工程09级学生姓名XXXX学生学号********指导教师孙老师2011年12月28 日第一章前言.............................................................................................................................. - 1 - 第一节填料塔的主体结构与特点.................................................................................. - 1 - 第二节填料塔的设计任务及步骤.................................................................................. - 1 - 第三节填料塔设计条件及操作条件.............................................................................. - 2 - 第二章吸收塔主体设计方案的确定........................................................................................ - 2 - 第一节吸收剂选择.......................................................................................................... - 2 - 第二节填料的类型与选择.............................................................................................. - 2 - 第三章吸收塔的工艺计算................................................... - 3 -第一节基础物性数据...................................................................................................... - 3 -一、液相物性数据...................................................................................................... - 3 -二、气相物性数据...................................................................................................... - 3 -三、气液相平衡数据.................................................................................................. - 4 -第二节物料衡算.............................................................................................................. - 4 - 第四章填料塔的工艺尺寸的计算............................................................................................ - 5 - 第一节填料塔直径的计算............................................... - 5 -一、确定空塔气速.................................................................................................... - 5 -二、塔径计算：.......................................................................................................... - 6 -三、塔径校核.............................................................................................................. - 6 -第二节传质单元的计算.................................................................................................... - 8 -一、传质单元数计算.................................................................................................. - 8 -二、传质单元高度计算.............................................................................................. - 8 -第三节高度的计算.......................................................................................................... - 11 -一、填料层高度的计算............................................................................................ - 11 -二、塔附属高度的计算............................................................................................ - 12 -第四节填料层压降的计算.............................................................................................. - 12 - 第五章塔内件设计........................................................................................................ - 14 - 第一节液体分布器计算................................................................................................ - 14 -一、液体分布器........................................................................................................ - 14 -二、布液孔数............................................................................................................ - 14 -第二节填料塔内件的选择............................................................................................ - 14 -一、液体分布器........................................................................................................ - 14 -二、液体再分布器.................................................................................................... - 15 -三、填料支撑板...................................................................................................... - 15 -四、填料压板与床层限制板.................................................................................... - 16 -五、气体进出口装置与排液装置............................................................................ - 16 - 主要参考文献.............................................................. - 16 -附录一：工艺设计计算结果汇总............................................. - 17 -附录二：主要符号说明............................................................................................................ - 18 - 附录三：二氧化硫填料塔设计图（单位：mm）.................................................................... - 20 -第一章前言第一节填料塔的主体结构与特点结构：图1-1 填料塔结构图填料塔不但结构简单，且流体通过填料层的压降较小，易于用耐腐蚀材料制造，所以她特别适用于处理量肖，有腐蚀性的物料及要求压降小的场合。
化工原理填料吸收塔课程设计
化工原理填料吸收塔课程设计引言：填料吸收塔是化工工艺中常用的一种设备，用于将气体中的有害物质通过吸收剂吸附或反应的方式去除。
本次课程设计旨在通过对填料吸收塔的设计和工艺参数的优化，实现高效的气体净化效果。
一、填料吸收塔的基本原理及结构填料吸收塔是利用填料表面积大、内部通道多、与气体充分接触的特点，通过物理吸附或化学吸收的方式将气体中的有害成分去除。
其基本结构包括进气口、出气口、填料层和液体循环系统等。
二、填料的选择及特性填料是填料吸收塔中起到关键作用的部分，其选择应根据气体的性质和处理效果的要求来确定。
常用的填料包括球状填料、骨架填料和网状填料等，它们具有不同的表面积、孔隙率和液体分布性能，对吸收效果和塔内气液分布起到重要影响。
三、填料吸收塔的设计步骤及要点1. 确定气体的物理和化学性质，包括流量、温度、压力、组成等；2. 选择合适的填料类型和尺寸，考虑填料的表面积、孔隙率和液体分布性能；3. 确定填料层数和塔径高比，以及液体循环系统的设计参数；4. 进行塔内气液分布的模拟和优化，保证填料与气体充分接触；5. 进行设备的结构设计和材料选择，考虑耐腐蚀性和操作安全性；6. 进行设备的动态模拟和优化，确定最佳操作条件和效果。
四、填料吸收塔的性能评价及优化填料吸收塔的性能评价主要包括吸收效率、压降和能耗等指标。
通过调整填料层数、液体循环系统和操作条件等参数，可以实现吸收效率的提高和能耗的降低。
同时，还应考虑填料的寿命和维护等方面的因素，以保证设备的稳定运行和经济性。
五、填料吸收塔的应用及发展趋势填料吸收塔广泛应用于化工、环保和能源等行业，用于废气处理、脱硫和脱硝等工艺。
随着环保要求的提高和技术的进步，填料吸收塔的设计和优化将更加注重能耗和运行成本的降低，同时也将更加重视对废气中微量有害物质的去除效果。
结论：填料吸收塔作为一种重要的气体净化设备，在化工工艺中发挥着重要作用。
通过合理的设计和优化，可以实现高效的气体净化效果和能耗降低。
化工原理课程设计--填料吸收塔的设计
化工原理课程设计--填料吸收塔的设计《化工原理》课程设计填料吸收塔的设计学院南华大学船山学院专业制药工程班级 10级姓名龙浩学号 20109570111指导教师王延飞2012年11月25日1.水吸收氨气填料塔工艺设计方案简介任务及操作条件①混合气(空气、NH3 )处理量：10003/m h；②进塔混合气含NH3 7% (体积分数)；温度:20℃；③进塔吸收剂(清水)的温度:20℃；④NH3回收率：96%；⑤操作压力为常压101.3k Pa。
1设计方案的确定用水吸收氨气属于等溶解度的吸收过程，为提高传质效率，选用逆流吸收过程。
因用水做座位吸收剂，且氨气不作为产品，股采用纯溶剂。
该填料塔中，氨气和空气混合后，经由填料塔的下侧进入填料塔中，与从填料塔顶流下的清水逆流接触，在填料的作用下进行吸收。
经吸收后的混合气体由塔顶排除，吸收了氨气的水由填料塔的下端流出。
2填料的选择对于水吸收氨气的过程，操作温度计操作压力较低。
工业上通常是选用塑料散装填料。
在塑料散装中，塑料阶梯环填料的综合性能较好，见下图：根据所要处理的混合气体，可采用水为吸收剂，其廉价易得，物理化学性能稳定，选择性好，符合吸收过程对吸收剂的基本要求。
设计选用填料塔，填料为散装聚丙烯DN50阶梯环填料。
国内阶梯环特性数据52. 工艺计算2.1基础物性数据 2.1.1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。
由手册查的，20℃水的有关物性数据如下： 密度为 ρ1 =998.2Kg ／m 3粘度为 μL =1.005mPa ·S =0.001Pa ·S=3.6Kg ／（m ·h ） 表面张力为 σL =72.6dyn ／cm=940 896Kg ／h 2氨气在水中的扩散系数：D L =1.80×10-9 m 2/s=1.80×10-9×3600 m 2/h=6.480 ×10-6m 2/h2.1.2气相物性的数据 混合气体平均摩尔质量为M VM =Σy i M i =0.101×17+0.899×28=26.889混合气体的平均密度为ρvm =RTPM VN=101.3×26.889／(8.314×293)=1.116Kg ／m 3 混合气体的粘度可近似取为空气的粘度，查手册的20℃空气的粘度为μV =1.81×10—5Pa ·s=0.065Kg ／（m ·h ）查手册得氨气在20℃空气中扩散系数为D v = 0.189 cm 2/s=0.068 m 2/s2.1.3气液相平衡数据20C 下氨在水中的溶解度系数：)/(725.03kpa m kmol H ⋅=,常压下20℃时亨利系数：SLHM E ρ==998.2／(0.725×18.02)=76.40Kpa相平衡常数为755.01.10140.76===P E m溶解度系数为717.02.184.762.98=⨯==SLEM H ρ998.20.7540.72518101.3s S E m P HM P ρ====⨯⨯ 2.1.4 物料衡算 进塔气相摩尔比为Y 1=11y 1y —=0.101／（1—0.101）=0.11235 出塔气相摩尔比为Y 2=Y 1（1—φ）=0.11235×（1—0.9996）=0.000045进塔惰性气相流量为V=1000／22.4×273／（273+20）×（1—0.101）=34.29Kmol ／h该吸收过程属低浓度吸收，平衡关系为直线，最小液气比可按下式计算，即；（V L ）min =2121m X Y Y Y —／— 对纯溶剂吸收过程，进塔液相组成为 X 2=0（VL）min =（0.11235—0.000045）／[0.11235／(0.754—0)]=0.753 取操作液气比为最小液气比1.8VL=1.8×0.753=1.355 L=1.355×34.29=46.516Kmol ／hV （Y 1—Y 2）=L （X 1—X 2）X 1=34.29×(0.11235—0.000045) ／46.516=0.08278 5填料塔的工艺尺寸的计算 1) 塔径的计算采用Eckert 通用关联图计算泛点气速 塔径气相质量流量为V ω=1000×1.103=1103Kg ／h液相质量流量可近似按纯水的流量计算，即:L ω=46.516×18.02=838.218㎏/hEckert 通过关联图的横坐标为025.0)2.998116.1(1103218.838)(5.05.0=⨯=L V V L w w ρρ 21.02.02=ψΦL LV F F g u μρρ1170-=Φm F95.01116.111702.99881.921.021.02.02.0=⨯⨯⨯⨯⨯=ψΦ=L V F L F g u μρρ729.0665.014.33600/100044=⨯⨯==uV D Sπ圆整塔经，取D=0.8ms m u u F /665.095.07.07.0=⨯==泛点率校核：)%(69%1008.0785.03600/10002在允许范围内=⨯⨯=u填料规格校核：805.2138800>==d D112480.23lg f t v v L L L v L u a W A K g W ρρμρρε⎡⎤⎛⎫⎛⎫=-⎢⎥ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦即()20.231184223 1.166lg () 1.0049.81998.20.90 1.1660.204 1.750.666998.20.476f u ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎛⎫=-⨯⨯ ⎪⎝⎭=-3.017/f u m s = ()0.50.85f u u =-取泛点率为0.8 取u =0.8u F =0.8×3.017m/s =2.41m/sD =u4πSV = [（4×1000／3600）／（3.14×2.41）] 0.5=0.38m 圆整后取 ()()0.4400D m mm ==2.泛点率校核：210003600 2.212/0.7850.4u m s ==⨯ 2.2120.7333.017F u u ==（在0.5到0.85范围之间） 3.填料规格校核：40016825D d ==> 4.液体喷淋密度校核：取最小润湿速率为：U min =（L W ）min · a t =0.101×114.2=11.534m 3／m 2·h 查常用散装填料的特性参数表，得at=114.2m 2/m 3 U=46.516×18.02／998.2／（0.785×0.42）=6.717>U min经以上校核可知，填料塔直径选用D= 400mm 是合理的。
填料吸收塔课程设计
填料吸收塔课程设计填料吸收塔（PackedBedAbsorptionTower）是一种通过向填料塔内注入流体，利用其中的填料来吸收溶液的设备。
由于填料塔内部有填料，可以大大降低流体压力，保证流体流动情况，使其达到理想的效果。
这与传统的搅拌式设备有很大不同，其中使用的填料可以在一定温度和压力条件下进行吸收，不仅可以大大提高吸收效率，而且可以简化过程，降低清洁检查成本。
填料吸收塔课程设计主要涉及填料吸收塔的基本原理，填料流体流动原理，填料吸收效能的研究，以及吸收塔的设计与调试。
首先，填料吸收塔基本原理要求学生掌握填料吸收塔的基本原理，包括填料塔的工作原理，填料塔及其结构，以及填料塔内部填料的性能参数。
学生根据填料吸收塔的结构和性能特点，能够运用正确的工作原理概念，研究填料吸收塔的工作原理，了解其工作数据及其影响条件。
其次，填料流体流动原理要求学生掌握填料流体流动的基本原理，要熟悉填料气液两相流的影响因素，包括填料表面物理性质、流体性质、填料形状等。
同时，学生要了解填料塔内外部条件对填料流体流动的影响，并能够综合考虑各种影响因素，正确分析吸收效率并提出改进措施，以提高填料吸收塔的工作效率。
第三，填料吸收效能的研究要求学生掌握吸收效能研究方法，了解吸收塔中各项指标影响吸收塔的工作效率，能够从流体物理学角度准确计算吸收过程中各种参数，如流体压力、吸收效率、物质转换速度等参数，根据不同操作条件，能够正确计算吸收塔内外部条件下吸收效能。
最后，填料吸收塔设计与调试要求学生掌握填料吸收塔的设计与调试能力，能够按照设计要求，结合工程实际，正确选择和设计吸收塔原料，并能够在工程建设中进行调试，实现合格的吸收塔运行状态。
填料吸收塔课程设计可以帮助学生掌握填料吸收塔的基本原理和设计原理，提高学生的工程设计能力，从而更好地应用到实际的工程设计中。
同时，课程设计还可以提高学生的实验技能，强化学生在实际工程操作中的熟练度，同时促进学生对填料吸收塔的理解，提高其设计诊断的能力。
吸收塔课程设计
目录(一) 设计任务 (1)(二) 设计简要 (2)2.1 填料塔设计的一般原则 (2)2.2 设计题目与要求 (2)2.3 设计条件 (2)2.4 工作原理 (2)(三) 设计方案 (2)3.1 填料塔简介 (2)3.2填料吸收塔的设计方案 (3).设计方案的思考 (3).设计方案的确定 (3).设计方案的特点 (3).工艺流程 (3)（四）填料的类型 (4)4.1概述 (4)4.2填料的性能参数 (4)4.3填料的使用范围 (4)4.4填料的应用 (5)4.5填料的选择 (5)（五）填料吸收塔工艺尺寸的计算 (6)5.1塔径的计算 (6)5.2核算操作空塔气速u与泛点率 (7)5.3液体喷淋密度的验算 (8)5.4填料层高度的计算 (8)5.5填料层的分段 (8)5.6填料塔的附属高度 (9)5.7液相进出塔管径的计算 (9)5.8气相进出塔管径的计算 (9)（六）填料层压降的计算 (10)（七）填料吸收塔内件的类型与设计 (10)7.1 填料吸收塔内件的类型…………………………………………………………107.2 液体分布简要设计………………………………………………………………12（八）设计一览表 (13)（九）对设计过程的评述 (13)（十）主要符号说明 (14)参考文献 (17)（二）设计简要（1）填料塔设计的一般原则填料塔设计一般遵循以下原则:①:塔径与填料直径之比一般应大于15：1，至少大于8：1；②：填料层的分段高度为：金属:6.0-7.5m，塑料：3.0-4.5；③：5-10倍塔径的填料高度需要设置液体在分布装置，但不能高于6m；④：液体分布装置的布点密度，Walas推荐95-130点/m2,Glitsh公司建议65-150点/m2⑤：填料塔操作气速在70%的液泛速度附近；⑥：由于风载荷和设备基础的原因，填料塔的极限高度约为50米（2）设计题目与要求常温常压下，用20℃的清水吸收空气中混有的氨，已知混合气中含氨10%（摩尔分数，下同），混合气流量为3000m3/h，吸收剂用量为最小用量的1.3倍，气体总体积吸收系数为200kmol/m3.h，氨的回收率为95%。
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课程设计题目：填料吸收塔的设计教学院：化学与材料工程学院专业：应用化工技术2010级（1）班学号：学生姓名：指导教师：2012年6 月3 日课程设计任务书2011 ～ 2012 学年第 2 学期一、课程设计题目填料吸收塔的设计二、工艺条件1．处理能力：1500m3/h混合气（空气、SO2）2．年工作日：300天3．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：自选(塑料鲍尔环，陶瓷拉西环等)9．平衡线方程：(20℃)三、课程设计内容1．设计方案的选择及流程说明；2．工艺计算；3．主要设备工艺尺寸设计；（1）塔径的确定；（2）填料层高度计算；（3）总塔高、总压降及接管尺寸的确定。
4．辅助设备选型与计算。
四、进度安排1．课程设计准备阶段：收集查阅资料，并借阅相关工程设计用书；2．设计分析讨论阶段：确定设计思路，正确选用设计参数，树立工程观点，小组分工协作，较好完成设计任务；3．计算设计阶段：完成物料衡算、流体力学性能验算及主要设备的工艺设计计算；4. 课程设计说明书编写阶段：整理文字资料计计算数据，用简洁的文字和适当的图表表达自己的设计思想及设计成果。
五、基本要求1．格式规范，文字排版正确；2. 主要设备的工艺设计计算需包含：物料衡算，能量衡量，工艺参数的选定，设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算；3．工艺流程图：以2号图纸用单线图的形式绘制，标出主体设备与辅助设备的物料方向，物流量、能流量，主要测量点；4. 填料塔工艺条件图：以2号图纸绘制，图面应包括设备的主要工艺尺寸，技术特性表和接管表；5. 按时完成课程设计任务，上交完整的设计说明书一份。
教研室主任签名：年月日第一章概述1.1设计依据本课程设计从以下几个方面的内容来进行设计1、填料的选择由于水吸收S0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238金属鲍尔环料。
在散装填料中，金属鲍尔环填料的综合性能较好，故此选用DN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、SO）22、年工作日：300天:3％(体积分数)3、混合气中含SO2排放浓度：0.16％4、SO25、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.1(20℃)10、平衡线方程：y=66.76676x15237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。
根据塔内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，塔内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1 Φ800mm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范围大7 内部结构简单，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。
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内，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，为控制塔内的温度升高，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，其在塔内的流动性越好，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，当操作温度的低限应由吸收系统的具体情况决定。
2、操作压力的确定由吸收过程的气液平衡关系可知，压力升高可增加溶质组分的溶解度，即加压有利于吸收。
但随着操作压力的升高，对设备的加工制造要求提高，且能耗增加因此需结合具体工艺的条件综合考虑，以确定操作压力。
在该任务中，由于在常温常压下操作且在此条件下二氧化硫的溶解度很大，且受温度与压力的影响不大，在此不做过多的考虑。
第三章填料的类型与选择3.1 填料的类型填料的选择包括确定填料的种类、规格及材质等。
所选填料既要满足生产工艺的要求，又要使设备投资和操作费用最低。
填料的种类很多，根据装填的方式的不同，可分为散装填料和规整填料两大类。
1、散装填料散装填料是一个个具有一定集合形状和尺寸的颗粒体一般以随机的方式堆积在塔内的，又称为乱堆填料和颗粒填料。
散装填料根据结构特点不同，又可分为环形填料、鞍形填料、和环鞍的填料等。
以下是典型的散装填料：①拉西环填料拉西环填料是最早提出的工业填料，其结构为外径与高度相等的圆环，可用陶瓷、塑料、金属等材质制成。
拉西环填料的气液分布较差、传质效率低、阻力大、通量小，目前工业上用得较少。
②鲍尔环填料鲍尔环是在拉西环的基础上改进而得。
其结构为在拉西环的侧壁上开出两排长方形的窗口，被切开的环壁的一侧仍与壁面相连，另一侧向环内弯曲，形成内伸的舌叶诸舌叶的侧边与环中间相搭，可用陶瓷、塑料、金属制造鲍耳环由于环内开孔，大大提高了环内空间及环内表面的利用率气流阻力小，，液体分布均匀。
与拉西环相比通量可提高50%以上，传质效率提高30%左右。
鲍尔环是目前应用较广的填料之一。
③阶梯环填料阶梯环是对鲍尔环的改进。
鲍尔环相比阶梯环高度减少了一半，并在一端增加了一个锥形的翻边由于高径比减少，使得气体绕填料外外壁的平均路径大为缩短，减少了气体通过填料层的阻力。
锥形翻边不仅提高了填料的机械强度，而且使填料之间由线接触为主变为点接触为主，这样不但增加了填料层之间的空隙，同时成为液体沿填料表面流动的汇集分散点，可以促进液膜的表面更新。
有利于传质效率的提高。
2、规整填料规整填料是按一定的的几何图形排列，整齐堆砌的填料。
规整填料种类很多，根据其几何结构分为格栅填料、波纹填料、脉冲填料。
工业上使用的绝大多数规整填料为波纹填料。
波纹填料按结构分为网波纹填料和板波纹填料可用陶瓷、塑料、金属制造。
波纹填料的优点是结构紧凑，阻力小，传质效率高，处理能力大，比表面积大。
其缺点是不适用于处理粘度大、易聚合或有悬浮物的物料，且装卸、清洗困难、造价高。
3.2填料的选择1、填料种类的选择：填料种类的选择要考虑分离工艺的要求，通常考虑以下几个方面：①传质效率要高一般而言，规整填料的传质效率高于散装填料②通量要大在保证具有较高传质效率的前提下，应选择具有较高泛点气速或气相动能因子的填料③填料层的压降要低④填料抗污堵性能强，拆装、检修方便2．填料规格的选择填料规格是指填料的公称尺寸或比表面积。
（1）散装填料规格的选择工业塔常用的散装填料主要有DN 16、DN25、DN38、DN 50、DN76等几种规格。
同类填料，尺寸越小，分离效率越高，但阻力增加，通量减少，填料费用也增加很多。
而大尺寸的填料应用于小直径塔中，又会产生液体分布不良及严重的壁流，使塔的分离效率降低。
因此，对塔径与填料尺寸的比值要有一规定，一般塔径与填料公称直径的比值D/d应大于或等于10～15。
（2）规整填料规格的选择工业上常用规整填料的型号和规格的表示方法很多，国内习惯用比表面积表示，主要有125、150、250、350、500、700等几种规格，同种类型的规整填料，其比表面积越大，传质效率越高，但阻力增加，通量减少，填料费用也明显增加。
选用时应从分离要求、通量要求、场地条件、物料性质及设备投资、操作费用等方面综合考虑，使所选填料既能满足技术要求，又具有经济合理性。
应予指出，一座填料塔可以选用同种类型，同一规格的填料，也可选用同种类型不同规格的填料；可以选用同种类型的填料，也可以选用不同类型的填料；有的塔段可选用规整填料，而有的塔段可选用散装填料。