水吸收二氧化硫课程设计
化工原理课程设计
学生姓名郭启节学号181002046
学院化学化工学院
专业应用化学
题目水吸收二氧化硫填料吸收塔
徐生盼
指导教师
（姓名）（专业技术职称/学位）
（姓名）（专业技术职称/学位）
2012 年04 月
学生姓名：郭启节
班级：1003
指导老师：徐生盼
院（系）：化学化工学院
设计时间：2013年04月16~04月30
一．设计题目
水吸收二氧化硫填料塔
二．设计任务及操作条件
（一）设计任务
1.混合气体（空气，）处理量：20003/
m h 2.进塔混合气体温度：25C
?
清水温度：20C
?
3.摩尔分率：0.07
4.回收率：0.95
（二）操作条件
1.操作压力：常压操作
2.操作温度：20C
?
（三）设备型式：自选
（四）厂址：淮安地区
三．设计内容
（一）设计方案的确定
（二）填料的选择
（三）工艺计算
（四）主要设备工艺尺寸设计
1.塔径的计算
2.填料层高度的计算
3.塔总高，总压降的计算
（五）辅助设备选型与计算
（六）结果汇总
（七）设计感想
（八）参考文献
目录
第一章概论............................................................................................................ 三
1.1设计示例........................................................................................................ 三
1.2技术来源........................................................................................................ 三
1.3设计任务及要求............................................................................................ 四
1.4设计方案简介................................................................................................ 四第二章设计计算........................................................................................................ 四
2.1方案的确定.................................................................................................... 四
2.2填料的选择.................................................................................................... 五第三章基础物性数据................................................................................................ 五
3.1液相物性数据................................................................................................ 五
3.2气相物性数据................................................................................................ 六
3.3气液相平衡数据............................................................................................ 六第四章物料衡算........................................................................................................ 七
4.1吸收剂流量的确定........................................................................................ 七
4.2出塔液相摩尔比的计算................................................................................ 七第五章塔径的计算.................................................................................................... 八
5.1泛点气速的计算............................................................................................ 八
5.2圆整塔径........................................................................................................ 十
5.3泛点率校核，填料规格校核等验证............................................................ 十第六章填料层高度计算........................................................................................ 十一
6.1气相总传质单元数的计算........................................................................ 十一
6.2 气相总传质单元高度的计算：............................................................... 十一
6.3填料层高度的计算.................................................................................... 十三
6.4填料层分段的确定.................................................................................... 十四第七章填料层压降的计算.................................................................................... 十四第八章填料分布器的简要设计............................................................................ 十五
8.1液体分布器的造型.................................................................................... 十五
8.2分布点密度计算........................................................................................ 十六
8.3布液计算.................................................................................................... 十七填料塔设计计算结果汇总表.................................................................................. 十八设计感想.................................................................................................................. 二十参考文献.............................................................................................................. 二十一
第一章 概 论
液体吸收过程是在塔内进行的。塔设备的基本功能在于提供气液两相以充分接触的机会，使传质，传热这两种传递过程能够迅速有效地进行，还要能使接触之后的气液两相及时分开，互不夹带。
目前工业生产中，当处理量大时，多采用板塔式，而当处理量较小时，多采用填料塔，吸收操作的规模一般较小，故采用填料塔较多。 填料塔内装有各种形式的固体填充物，即物料。液相内塔顶喷淋装置分布于填料层上，靠重力作用沿填料表面流下；气相则在压力推动下穿过填料的间隙，由塔内的一端流向另一端。气，液在填料的润湿表面上进行接触，其组成沿塔高连续变化。
填料塔的类型很多，其设计的原则大体相同。一般来说，填料塔的设计步骤如下：
a. 根据设计任务和工艺要求，确定设计方案。
b. 根据设计任务和工艺要求，合理地选择填料。
c. 确定塔径，填料层高度等工艺尺寸。
d. 进行填料层的压降。
e. 进行填料塔内的设计与选型。 1.1设计示例
矿石焙烧炉送出的气体冷却到25C ?后送入填料塔中，用20C ?清水洗涤以除去其中的2SO ，入塔的炉气流量为20003/m h ，其中2SO 的摩尔分率为0.07，要求2SO 吸收率为95%，吸收塔为常压操作，固该过程液气比很大，吸收温度基本不变。可近似取为清水的温度。 设计条件如下：
操作压力：101.3 a kp （常压） 操作温度：近似取为清水的温度20C ? 填料：自选 建厂地区：淮安 1.2技术来源
目前，吸收塔的设计方法以严格计算为主，也有一些简化的模型，但是，严格计算对于填料吸收塔是最常采用的，我此次所作的设计也是采用严格计算法。
1.3设计任务及要求 原料：2SO -空气混合物
2SO 的含量0.07（摩尔分率）：清水
设计要求：塔顶混合气体排出时，2SO 的吸收率达到95%。 混合气体处理量为20003/m h 1.4设计方案简介
本次设计任务为水吸收2SO —空气混合物中的2SO ，对于2SO 的吸收采用逆流操作的吸收流程。
第二章 设计计算
2.1方案的确定
用水吸收2SO 属于中等溶解度的吸收过程，为了提高传质效率，应采用气相自塔底进入由塔顶排出，液相自塔顶进入由塔底排出的逆流吸收过程。 2.1.1装置流程的确定 2.1.2吸收剂的选择
本次任务要求用水作为吸收剂，且2SO 不作为产品，故应采用纯溶剂作为吸收剂。
2.1.3操作温度与压力的测定
在吸收要求用20C ?水吸收25C ?气相，因该过程气液比很大，吸收温度基本不变，可近似取清水的温度20C ?作为操作温度。 吸收塔为常压操作，选择标准大气压101.3kp 。
2.2填料的选择
填料是填料塔中气液接触的基本构件，其性能的优劣是决定填料塔操作性能的主要因素。因此，填料的选择是填料塔设计的重要环节。 2.2.1填料类型的选择
对于水吸收2SO 的过程，操作温度及操作压力较低，工业上通常选用塑料散装填料。
在塑料散装填料中，塑料阶梯环填料的综合性能较好，故此选用阶梯环填料。 阶梯环填料高径比较小，减小了气体通过填料层的阻力，而锥形翻边的特点，不仅增加了它的机械强度，同时可以促进液膜表面的更新，有利于传质效率的提高。
2.2.2填料规格的选择
同类填料，尺寸越小，分离效率越高，但阻力增加，通量减小，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壁流，使塔的分离效率降低。因此，综合考虑，在工业塔常用的几种规格（N D 25 N D 16
N D 38 N D 50 N D 76）中选用适中的N D 38规格。
2.2.3填料材质的选择
本次任务中操作温度为20C ?且吸收剂吸收气体后是一般的无机酸，所以选用塑料填料，而且塑料填料质轻，价廉，不易破碎。又由于操作温度在0C ?以上，所以聚丙烯填料成为首选。因此，填料选用聚丙烯材质的塑料填料。 综上所述，此次任务应选用N D 38聚丙烯阶梯环填料。
第三章 基础物性数据
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，由资料查得20水的有关物性数据如下：
密度 L ρ=998.23/Kg m
粘度 L μ=0.001a p s ?=3.6/()Kg m h ? 表面张力 L σ=72.6dyn/cm=9408962/kg h
2SO 在水中扩散系数 L D =51.4710-?2/cm s =625.2910/m h -? 3.2气相物性数据
混合气体的平均摩尔质量为：
Vm M =i i y M ∑=0.07?64.06+0.93?29=31.45
混合气体的平均密度为：
Vm ρ=101.331.45
8.314298
Vm PM RT ?=?=1.2863/Kg m 混合气体的粘度可近似取为空气的粘度，查表得20空气的粘度为：
V μ=51.8110a p s -??=0.065/()Kg m h ?
查表得2SO 在空气扩散系数为：
V D =0.1083/cm s =0.0392/m h 3.3气液相平衡数据
查表得，常压下20C ?时在水中的亨利系数为： E=3.55310a kp ? 相平衡常数为：
m=E P =3
3.5510101.3
?=35.04
溶解度系数为： H=
3
998.23.551018.02
L
S
EM ρ=
??=0.0156kmol/(3
a kp m ?)
第四章 物料衡算
4.1吸收剂流量的确定
进塔气相摩尔比为： 1110.07
0.0753110.07
y Y y =
==-- 出塔气相摩尔比为
21(1)0.0753(10.95)0.003765A Y Y ?=-=?-=
进塔惰性气体流量比为：
2000273
(10.07)76.07/22.427325
V kmol h =
??-=+ 该吸收过程属低浓度吸收，平衡关系为直线，最小液气比可按下列式子计算，即：
12min 12
()/Y Y L
V Y m X -=
- 对于纯溶剂吸收过程，进塔液相组成 min 0.07530.003765()0.0753035.04
L V -∴=-
取操作液气比为：
min 1.4() 1.433.2946.61L L
V V
==?=
46.6146.6176.073545.62/L V kmol h ∴==?=
4.2出塔液相摩尔比的计算
全塔物料衡算式： 1212()()V Y Y L X X -=- 则：1212()76.07(0.07530.003765)
00.00153545.62
V Y Y X X L -?-=
+=+=
第五章 塔径的计算
5.1泛点气速的计算
本次任务采用Ecket 通用关联图计算泛点气速 气相质量流量为：
2000 1.2862572/V W kg h =?=
液相质量流量可近似按纯水的流量计算，即： L W =3545.62?18.02=63892.07 kg/h Ecket 通用关联图的横坐标为：
0.50.5
63892.07 1.286()()0.8922572998.2
V L V L W W ρρ?=?= 20.2()0.021V
F F L g L
ρμφ?μρ=
图中u ——空塔气速，m /s ；φ——湿填料因子，简称填料因子，1 /m ；ψ——水的密度和液体的密度之比；g ——重力加速度，9.81m /2s ；ρV 、ρL ——分别为气体和液体的密度，kg /3m ；V W 、L W ——分别为气体和液体的质量流量，kg /s 。
此图适用于乱堆的颗粒形填料，如拉西环、弧鞍形填料、矩鞍形填料、鲍尔环等，其上还绘制了整砌拉西环和弦栅填料两种规整填料的泛点曲线。对于其他填料，尚无可靠的填料因子数据。
查下表得出N D 38塑料阶梯环的散装填料泛点填料因子平均值 填料类型
金属鲍尔环 金属环矩鞍 — 170 150 135 120 金属阶梯环 — — 160 140 — 塑料鲍尔环 550 280 184 140 92 塑料阶梯环 — 260 170 127 — 瓷矩鞍 1100 550 200 226 — 瓷拉西环
1300
832
600
410
—
F
φ=1701m -
0.970/F m s μ=
5.2圆整塔径
取 0.70.70.9700.679/F u u m s
==?= 由
1.021D =
=m 常用的标准塔径有400mm 、500mm 、600mm 、800mm 、1000mm 、1200mm 、1400mm 、
1600mm 、2000mm 、2200mm 等。 所以 圆整塔径后，取D=1.0m 。
5.3泛点率校核，填料规格校核等验证 a ．泛点率校核：
22
42000/3600
0.71/3.14/41
s V u m s D π===? 0.71100%73.20%0.970
F u u =?= 因为填料塔的适宜空塔气速一般取泛点气速的50%-80%，泛点率值在允许范围内。
b.填料塔规格校核：
100026.32838
D d ==> （在允许范围之内） c.液体喷淋密度校核：
对于直径不超过75mm 的散装填料，取最小润湿速率为
3min ()0.08/W L m m h =?
对于N D 38塑料阶梯环可查得填料的总比表面积为：
23
32min min min
22
132.5()0.08132.510.6/()4/463892.07/998.2
81.543.141t w t L L a m m U L a m m h W U U D ρπ=∴==?=??=
==>?
经以上校核可知，填料塔直径选用D=1000mm 合理。
第六章 填料层高度计算
6.1气相总传质单元数的计算
*11*2
235.040.00150.052560
Y mX Y mX ==?===
脱吸因数为:
35.0476.07
0.7523545.62
mV S L ?=== 气相总传质单元数为
*12*221
ln (1)110.07530ln (10.752)0.7527.02610.7520.0037650OG Y Y N S S S Y Y ??-=-+??
--??-??=-+=??--??
6.2 气相总传质单元高度的计算：
气相总传质单元高度采用修正的恩田关联式计算：
0.10.20.750.052221exp 1.45w c L t L L t L t L L L L t U U U a g ασαασμρρσα-????????????
=--?? ? ? ? ?????????????
由表查得聚丙烯材质临界表面张力为：
233/427680c dyn cm kg m σ==
液体质量通量为
3
22
0.750.1
0.050.222284463892.0781391.2/()3.141
42768081391.21.45940896132.5 3.61exp 81391.2132.581391.2998.2 1.2710998.2940896132.5L L w t W U kg cm h D παα-?===????????-??
?? ? ????????
=-=????
?????? ? ????????
?????0.62 a. 由
w
t
αα=0.62 则w α=0.62t α=0.62?132.5=82.1523/m m b. 气膜吸收系数可由下式计算：
10.7
3
0.237V V t V
G t V V V U D
k D RT
μααμρ??????= ? ? ???
???? 气体质量通量为：
22
42000 1.286
1981.16()3.141V U kg m h ??=
=??
10.7
3
21981.160.065132.50.0390.237132.50.065 1.2570.0398.3142930.025/()
G k kmol m h kPa ???????
∴= ? ? ??????????=?? c.液膜吸收系数由下式计算：
2113
23
1218
3
3
2
60.009581391.2 3.6 3.6 1.27100.009582.15 3.6998.2 5.2910998.21.187/L L L L W L L L L U g k D m h
μμαμρρ-
-
-??????
= ? ? ?
????
????
??????= ? ? ??????????
=
常见填料塔的形状系数
填料类型 球形 棒形 拉西环 弧鞍 开孔环 Ψ值 0.72 0.75 1 1.19 1.45
d.由 1.1G G W k a k a ψ= 0.4L L W k a k a ψ= 由上表得 1.45φ=
1.1 1.130.0258
2.15 1.45
3.091/()G G W k a k a kmol m h kPa ψ∴==??=??
0.40.411.18782.15 1.45113.14L L W k a k a h ψ-==??= 73.20%50%F
u
u =>
， 需选用下面的关系式对气膜和液膜系数进行校核修正。
1.4
2.2
19.50.51 2.60.5G
G F L
L F u k a k a u u k a k a u ????'??=+- ???????
????'??=+- ??????
?
修正结果：
()()1.4
32.21
19.50.73200.5 3.091 6.889/()1 2.60.73200.5113.14124.96G
L
k a kmol m h kPa k a h -??'=+?-?=????
??'=+?-?=??
由
311
11
11
6.8890.0156124.96
1.52/()
G G
L K a k a Hk a kmol m h kPa =
=
++''?=?? e.气相总传质单元高度为：
276.07
0.631.52101.314OG Y G V V H m K a K aP π====ΩΩ???
6.3填料层高度的计算
0.637.026 4.42638OG OG Z H N m ==?=
考虑恩田公式的最大误差，为了安全取设计填料层高度为 1.25 4.42638 5.533Z m '=?= 设计取填料层高度为
Z '=6m
6.4填料层分段的确定
h/D Hmax/m 拉西环 2.5 ≤4 矩鞍 5～8 ≤6 鲍尔环 5～10 ≤6 阶梯环 8～15 ≤6 环矩鞍 5～15
≤6
在填料塔计过程中，对于阶梯环填料，
max 8~15,6h
h m D
=≤， 取
8h
D
=，则 810008000h mm =?= ∴ 8000mm>6000mm ∴ h>z
故不需分段
第七章 填料层压降的计算
采用Eckert 通用关联图计算 横坐标为
0.5
0.892Vm L V L W W ρρ??
= ?
??
填料类型 填料因子, 1/m
D N16 D N25 D N38 D N50 D N76 金属鲍尔环
306 - 114 98 - 金属环矩鞍
- 138 93.4 71 36 金属阶梯环
- - 118 82 - 塑料鲍尔环
343 232 114 125 62 塑料阶梯环
- 176 116 89 - 瓷矩鞍环
700 215 140 160 - 瓷拉西环
1050 576 450 288 -
由表得，1116P m φ-= 纵坐标为
220.20.2
0.711161 1.28610.007689.81998.2
Vm P L L u g ρφψμρ????=
??= ??? 查Eckert 通用关联图，得
P ?/Z=18?9.81=176.586Pa/s
填料层压降为
P ?=176.58?6=1059.48 Pa
第八章 填料分布器的简要设计
液体的初始分布十分重要，为使液体的初始分布均可，需要设置液体分布装置。液体分布装置的种类多样，工业上应用较多的有管式，槽式及槽盘式等。 8.1液体分布器的造型
a.管式分布器是由不同结构型式的开孔管制成的，有排管式，环管式等不同形状。其突出的特点是结构简单。供气体流过的自由截面大，阻力小，但小孔易堵塞，弹性一般较小。管式液体分布器使用非常广泛，多用于中等以下液体负荷的填料塔中。在减压精馏及丝网波纹填料塔中。由于液体负荷较小，故常用之。管式分布器根据液体负荷情况，可以作成单排或双排。
b.槽式分布器通常是由分流槽（又称主槽或一级槽），分布槽（又称副槽或二级槽）构成的。一级槽通过槽底开孔将液体初分成若干流股，分别流入其下方的液体分布槽。分布槽的槽底（或槽壁）上设有孔道（或导管），将液体均匀分布于填料层上，槽式液体分布器具有较大的操作弹性和极好抗污堵性，特别适合于大气液负荷及含有固体悬浮物，粘度大的液体的分离场合。由于槽式分布器具有优良的分布性和抗污性能，应用范围十分广泛。
c.槽盘式分布器使近年开发的新型液体分布器，该分布器兼有集液，分液及分气三种作用，结构紧凑，操作弹性高达10:1.气液分布均可，阻力较小，特别适用于易发生夹带，堵塞的场合。
综上所述，由于该吸收塔液相相负荷较大。而气相负荷相对较低，故选用槽式液体分布器。
8.2分布点密度计算
Eckert的散装填料塔分布点密度推荐值
塔径,mm 分布点密度,点/
m2塔截面
D=400 330
D=750 170
D≥1200 42
按上表的建议值，当D=750时，喷淋点密度为170点/2
m，因该塔液相负荷较大，设计取喷淋点密度为160点/2
m。
布液点数为：
n=2
??=点
0.7851160126
按分布点几何均匀与流量均匀的原则进行分布设计。
设计结果为：二级槽共设设计结果为：二级槽共设七道，在槽侧面开孔，槽宽度为80mm ，槽高度为210mm 。两槽中心矩为160mm
布液点示意图
8.3布液计算
取 0.60,160H mm φ=?=由
204
s d n π
=
L 112
2
00.0127d m ???=== 设计取0d =13mm 。
填料塔设计计算结果汇总表
序数 项目（单位） 数值
1 L ρ;20C ?水的密度；kg/3m 998.
2 2 ;20L a C s μ??水的粘度；p 0.001
3 2;20/L C Kg h δ?水的表面张力； 940896
4 22;20/L D SO C cm s ?在水中扩散系数； 51.4710-?
5 2;-/Vm M SO g mol 空气混合物平均摩尔质量； 31.45
6 32;/Vm SO kg m ρ-空气混合气体平均密度； 1.286
7 2;20V a SO C p s μ-??空气混合气体在粘度； 51.8110-?
8 22;/V D SO s ?在空气（20C ）中的扩散系数；cm 0.108
9 2;20a E C SO ?常压下时在水中的亨利系数；Kp 3.55410? 10 2;m SO 在水中溶解的相平衡常数； 35.04 11 32;/()a H SO Kmol Kp m ?溶解度系数； 0.0156 12 ;V 进塔惰性气体流量；Koml/h 76.07 13 ;/L Kmol h 液相水流量； 3545.62 14 ;/V W Kg h 气相质量流量； 2572 15 ;/L W Kg h 液相质量流量； 63892.07 16 1F N φ-；D 38塑料阶梯环泛点填料因子均值;m 170 17 ;F μ泛点气速；m/s 0.970 18 ;D m 塔径； 1.0 19 ;/U m s 气体流速； 0.71 20 3min ();/()W L m m h ?最小润湿速率； 0.08
21 2;g 重力加速度；m/s 9.81 22 ;φ液体密度校正系数 1 23
;F
μ
μ泛点率 73.20% 24 32min ;/()U m m h ?最小喷淋密度； 10.6 25 23;/t a m m 填料总比表面积； 132.5 26 22;/()U m m h ?液体喷淋密度； 81.54 27 ;S 脱吸因数 0.752 28 ;OG N 气相总传质单元数 7.026 29 2;c σ聚丙烯材质临界表面张力；kg/h 427680 30 2;V U ?气体质量通量；Kg/(m h) 1981.16 31 2;L U ?液体质量通量；Kg/(m h) 81391.2 32 3;a R ??通用气体常数；（m kp ）/（kmol k ） 8.314 33 23;/W a m m 填料的润湿比表面积； 82.15 34 ;?填料形状系数 1.45 35 2;/()G a k Kmonl m h kp ??气膜吸收系数； 0.025 36 ;/L k h 液膜吸收系数；m 1.187 37 ;OG H m 气相总传质单元高度； 0.63 38 ;Z m 填料层高度； 6 39 1;p m φ-塑料阶梯环填料因子均值； 116 40 ;a P p ?填料层压降； 1059.48 41 ;n 实际分布器分布点；点 160
42 ;o d mm 液体分布器开孔孔径； 13
水吸收_低浓度二氧化硫_填料吸收塔_设计
水吸收低浓度SO2填料吸收塔设计 第一部分设计任务、依据和要求 一、设计任务及操作条件 1、混合气体（空气中含SO 2 气体的混合气体）处理量为90 kmol/h 2、混合气体组成：SO 2 含量为7.6%（摩尔百分比），空气为：92.4%（mol/%） 3、要求出塔净化气含SO 2为：0.145%（mol/%），H 2 O为：1.172 kmol/h 4、吸收剂为水，不含SO 2 5、常压，气体入塔温度为25°C，水入塔温度为20°C。 二、设计内容 1、设计方案的确定 2、填料吸收塔的塔径、填料层高度及填料层压强的计算。 3、填料塔附属结构的选型与设计。 4、填料塔工艺条件图。 三、H2O- SO2 在常压20 °C下的平衡数据
四、 气体与液体的物理性质数据 气体的物理性质： 气体粘度()0.0652/G u kg m h =? 气体扩散系数20.0393/G D m s = 气体密度31.383/G kg m ρ= 液体的物理性质：液体粘度 3.6/()L u kg m h =? 液体扩散系数625.310/L D m s -=? 液体密度 3998.2/L kg m ρ= 液体表面张力 4273/92.7110/L dyn cm kg h σ==? 五、 设计要求 1、设计计算说明书一份 2、填料塔图（2号图）一张
第二部分 SO2净化技术和设备 一、SO2的来源、性质及其危害： 1、二氧化硫的来源 二氧化硫的来源很广泛，几乎所有企业都要产生二氧化硫，最主要途径是含硫化石燃料的燃烧。大约一吨煤中含有5-50kg硫，一吨石油中含有5-30kg硫。这些燃料经燃烧都产生并排放出二氧化硫，占所有排放总量的96%. 二氧化硫的来源包括微生物活动，火山活动，森林火灾以及海水飞沫。主要有自然来源和人为来源两大类： 自然来源主要是火山活动，喷出的火山气体中含有大量的二氧化硫气体，地质深处的天然硫元素在火山喷发过程中燃烧氧化为二氧化硫，随火山灰一起喷射到大气中。地球上57%的二氧化硫来自自然界，沼泽、洼地、大陆架等处所排放的硫化氢，进入大气，被空气中的氧氧化为二氧化硫。自然排放大约占大气中全部二氧化硫的一半，通过自然循环过程，自然排放的硫基本上是平衡的。 人为来源则指在人类进行生产、生活活动中，使用含硫及其化合物的矿石进行燃烧，以及硫矿石的冶炼和硫酸、磷肥纸浆的生产等产生的工业废气，从而使其中一部分或全部的硫以二氧化硫的形式排放到大气中，形成二氧化硫污染。这部分二氧化硫占地球上二氧化硫来源的43%。随着化石燃料消费量的不断增加，全世界认为排放的二氧化硫在不断在增加，其中北半球排放的二氧化硫占人为排放总量的90%。我国的能源主要依靠煤炭和石油，而我国的煤炭、石油一般含硫量较高，因此，火力发电厂、钢铁厂、冶炼厂、化工厂和炼油厂排放出的大量二氧化硫和二氧化碳是造成我国大气污染的主要原因。由于我国部分地区燃用高硫煤，燃煤设备未能采取脱硫措施，致使二氧化硫排放量不断增加，造成严重的环境污染。 2、二氧化硫的性质 (1)物理性质： 二氧化硫又名亚硫酸酐，英文名称： sulfur dioxide 。无色气体，有强烈刺激性气味。分子量64.07 密度为1.4337kg/m3 （标准状况下），密度比空气大。溶解度：9.4g/mL（25℃）熔点－76.1℃（200.75K）沸点－10℃ （263K）
水吸收二氧化硫填料塔
化工原理课程设计 设计名称水吸收SO2-空气混合气填料塔的设计学院能源与环境学院 班级环境131 学号 201301144120 姓名高鹏垒 指导教师石凤娟 2016年1月 22 日
化工原理课程设计任务书 一、设计题目 水吸收SO 2-空气混合气填料塔的设计：试设计一座填料吸收塔，用20℃的清水吸收 SO 2-空气混合气中的 SO 2。已知入口空气中含SO 2的摩尔分率为0.05，操作压力为 101.3KPa,相对湿度为70%。要求SO 2的回收率为96%。采用清水进行吸收，吸收剂的用 量为最小用量的1.5倍。 二、设计操作条件 （1）入塔炉气流量：1200（1800）+n*10=1400h m /3 （说明: n 为学号尾数后两位） （2）常压101.3KPa 。 （3）操作温度20℃。 三、填料类型 选用聚丙烯阶梯环填料，填料规格自选。 四、工作日 每年300天，每天24h 连续运行。 五、厂址 河南省周口市。 六、设计内容 （1）填料塔的物料衡算； （2）填料塔的工艺尺寸计算； （3）填料层压降的计算； （4）液体分布器简要设计； （5）填料塔接管尺寸计算； （6）绘制生产工艺流程图（A2号图纸） （7）绘制填料塔装配图（A1号图纸） （8）对设计过程的评述和有关问题的讨论。
摘要： 介绍了吸收技术的基本知识；叙述了水吸收SO2的设计方案和流程；根据操作条件设计出符合要求的填料塔，包括塔设备的工艺尺寸计算、填料选择及辅助设备的选型和计算。 关键字：课程设计SO2吸收填料塔
目录 一、前言 0 1、吸收技术概况 0 2、吸收在工业生产中的应用 (1) 3、吸收设备 (1) 二、填料塔设计 (2) 1、吸收剂的选择 (2) 2、吸收流程的选择 (3) 2.1 气体吸收过程分类 (3) 2.2吸收装置的流程 (4) 3、吸收塔设备及填料的选择 (5) 3.1 吸收塔设备 (5) 3.2 填料的选择 (5) 4、吸收剂再生方法的选择 (6) 5、操作参数的选择 (7) 5.1操作温度的确定 (7) 5.2操作压力的确定 (7) 三、填料塔工艺设计计算 (8) 1、基础物性数据 (8) 1.1液相物性数据 (8) 1.2气相物性数据 (8) 1.3气液两相平衡时的数据 (8) 2、物料衡算 (9) 3、填料塔的工艺尺寸计算 (10) 3.1塔径的计算 (10) 考虑到填料塔内部的压力降，塔的操作压力为101.3KPa (10) 3.2泛点率校核和填料规格 (11) 填料规格校核............................................................... 11 阶梯环的径比要求：d D >8 .................................................... 11 3.3液体喷淋密度校核 . (11) 4、填料层高度计算 (12) 4.1传质单元数的计算 (12) 4.2传质单元高度的计算 (12) 4.3填料层高度的计算 (14) 5、填料塔附属高度的计算 (14) 6、液体分布器的简要设计 (15) 6.1液体分布器的选型 (15) 6.2分布点密度及布液孔数的计算 (16) 6.3塔底液体保持管高度的计算 (17) 7、其它附属塔内件的选择 (17) 7.1 填料支撑板 (17) 7.2 填料压紧装置与床层限制板 (17)
111水吸收二氧化硫填料吸收塔设计说明书完整版
吉林化工学院 化工原理课程设计 题目处理量为3100m3/h水吸收二氧化硫过程填料吸收塔的设计 教学院 专业班级 学生姓名 学生学号 指导教师 2011 年 12 月 5 日
课程设计任务书 1、设计题目：处理量为2550~3200m3/h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℃清水洗涤洗涤除去其中的SO 2入塔的炉气流量为3100m3/h，其中进塔SO2的摩尔分率为0.05，要求SO2的吸收率为95％。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1.5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）选用填料类型及规格自选。 3、设计任务： 完成吸收塔的工艺设计与计算，有关附属设备的设计和选型，绘制吸收系统的工艺流程图和吸收塔的工艺条件图，撰写设计说明书。 处理量为3100m3/h水吸收二氧化硫过程填料吸收塔的设计 化工原理教学与实验中心 2011年11月
目录 摘要.................................................................................................................................IV 第一章绪论. (1) 1.1 吸收技术概况 (1) 1.2 吸收设备发展 (1) 1.3 吸收在工业生产中的应用 (3) 第二章吸收塔的设计方案 (4) 2.1 吸收剂的选择 (4) 2.2 吸收流程选择 (5) 2.2.1 吸收工艺流程的确定 (5) 2.2.2 吸收工艺流程图及工艺过程说明 (6) 2.3 吸收塔设备及填料的选择 (7) 2.3.1 吸收塔设备的选择 (7) 2.3.2 填料的选择 (8) 2.4 吸收剂再生方法的选择 (10) 2.5 操作参数的选择 (11) 2.5.1 操作温度的确定 (11) 2.5.2 操作压强的确定 (11) 第三章吸收塔工艺条件的计算 (12) 3.1 基础物性数据 (12) 3.1.1 液相物性数据 (12) 3.1.2 气相物性数据 (12) 3.1.3 气液两相平衡时的数据 (12) 3.2 物料衡算 (12) 3.3 填料塔的工艺尺寸计算 (13)
水吸收二氧化硫填料塔课程设计..
《化工原理课程设计》报告 设计任务书 （一）设计题目 试设计一座填料吸收塔，用于脱除混于空气中的SO2，混合 气体的处理为2500m3/h,其中SO2（体积分数）8﹪。要求塔 板排放气体中含SO2低于0.4％，采用清水进行吸收。（二）操作条件 常压，20℃ （三）填料类型 选用塑料鲍尔环、陶瓷拉西环填料规格自选 （四）设计内容 1、吸收塔的物料衡算 2、吸收塔的工艺尺寸计算 3、填料层压降的计算 4、吸收塔接管尺寸的计算 5、绘制吸收塔的结构图
6、对设计过程的评述和有关问题的讨论 7、参考文献 8、附表 目录 一、概述 (4) 二、计算过程 (4) 1. 操作条件的确定 (4) 1.1吸收剂的选择 (4) 1.2装置流程的确定 (4) 1.3填料的类型与选择 (4) 1.4操作温度与压力的确定 (4) 2. 有关的工艺计算 (5) 2.1基础物性数据 (5) 2.2物料衡算 (6) 2.3填料塔的工艺尺寸的计算 (6) 2.4填料层降压计算 (11) 2.5吸收塔接管尺寸的计算 (12) 2.6附属设备……………………………………………… ..12 三、评价 (13) 四、参考文献 (13) 五、附表 (14)
一、概述 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，所以它特别适用于处理量小，有腐蚀性的物 料及要求压降小的场合。液体自塔顶经液体分布器喷洒于填料 顶部，并在填料的表面呈膜状流下，气体从塔底的气体口送入，流过填料的空隙，在填料层中与液体逆流接触进行传质。因气 液两相组成沿塔高连续变化，所以填料塔属连续接触式的气液 传质设备。 二、设计方案的确定 (一) 操作条件的确定 1．1吸收剂的选择 因为用水作吸收剂，同时SO2不作为产品，故采用纯溶剂。 1．2装置流程的确定 用水吸收SO2属于中等溶解度的吸收过程，故为提高传 质效率，选择用逆流吸收流程。 1．3填料的类型与选择 用不吸收SO2的过程，操作温度低，但操作压力高，因 为工业上通常选用塑料散堆填料，在塑料散堆填料中，塑
水吸收二氧化硫过程填料塔设计
齐齐哈尔大学 化工原理课程设计说明书水吸收SO2填料塔(3200m3/h) 学院：食品与生物工程学院 专业班：生工112班 姓名：蒋燕妮 学号： 2011053072 指导教师：赵国君 设计时间：2014.06.23—07.06
摘要 吸收是利用混合气体中各组分在液体中的溶解度的差异来分离气态均相混合物的 一种单元操作。在化工生产中主要用于原料气的净化，有用组分的回收等。 气液两相的分离是通过它们密切的接触进行的，在正常操作下，气相为连续相而液相为分散相，气相组成呈连续变化，气相中的成分逐渐被分离出来。填料塔是气液呈连续性接触的气液传质设备，属微分接触逆流操作过程。塔的底部有支撑板用来支撑填料，并允许气液通过。支撑板上的填料有整砌和乱堆两种方式。填料层的上方有液体分布装置，从而使液体均匀喷洒于填料层上。填料层的空隙率超过90%，一般液泛点较高，单位塔截面积上填料塔的生产能力较高，研究表明，在压力小于0.3MPa时，填料塔的分离效率明显优于板式塔。 这次课程设计的任务是用水吸收空气中的二氧化硫，然后再进行解吸处理得到二氧化硫。要求设计包括塔径、填料塔高度、塔管的尺寸等，需要通过物料衡算得到所需要的基础数据，然后进行所需尺寸的计算得到各种设计参数，为图的绘制打基础，提供数据参考。 关键词：水；二氧化硫；吸收；填料塔；物料衡算
Abstract Absorption is an important unit operation in the differences in solubility using mixture gas in the liquid in the separation of gaseous homogeneous mixture. In the chemical production is mainly used for purifying raw gas, recovery of valuable components etc.. Separation of gas-liquid two-phase is close contact with them, in normal operation, the gas phase as the continuous phase and the liquid phase is dispersed phase, gas phase composition of a continuous change, the gas phase composition was gradually isolated. The tower is gas-liquid in gas-liquid mass transfer equipment of continuous contact, belonging to differential contact counter-current operation. At the bottom of the tower with a supporting plate for supporting the filler, and allow the liquid through the. The support plate and a whole masonry filler has two ways. The liquid distribution device above the filler layer, so that the liquid is uniformly sprayed on the filler layer. Void filler layer rate exceeds 90%, the general flooding points higher, the tower unit cross-sectional area of packing tower production capacity is higher, research shows that, the pressure is less than 0.3MPa, the separation efficiency of packed tower is obviously better than that of the plate tower. The curriculum design task is the absorption of sulfur dioxide in air with water, and then desorption with sulfur dioxide. Design requirements including the tower diameter, height of packed tower, tower tube size, need through the material balance to get basic data needed, and then calculate the required size of the various design parameters, for drawing foundation, to provide data for reference. Keywords: water; sulfur dioxide; absorption; packed tower; material balance
毕业论文水吸收二氧化硫填料塔设计
水吸收二氧化硫填料塔设计 作者陈福茂 单位港口航道与近海工程学院专业港口航道与海岸工程学号1303010317
摘要：本设计的目的在于除去工业放空尾气中的有害物质。尾气的初始条件为：20℃，常压下，体积流量为2500m3/h混合气（空气+SO2），其中SO2体积分数5%，出塔SO2含量为0.25%。设计方案：用水吸收SO2属中等溶解度的吸收过程，为提高传质效率，选用逆流吸收流程。因用水作为吸收剂，且SO2不作为产品，故属用纯溶剂吸收过程。对于水吸收SO2的过程，操作温度及操作压力较低，工业上通常选用塑料散装填料。在塑料散装填料中，塑料阶梯环填料的综合性能较好，故此选用DN38聚丙烯阶梯环填料。根据以上条件本设计的结果如下：塔径D=1.2m；填料层高度h=5000mm；填料设计层压降△P=107.91×5=539.55Pa。 关键词：水，二氧化硫，填料塔吸收塔 Water Absorption of Sulfur Dioxide in a Packed Tower Abstract:The absorption of the design aims to remove harmful substances in the exhaust of industrial venting. The sulfur dioxide absorption water, design and operating conditions for the task is: At the temperature of 20 and under the atmospheric pressure，the gas mixture (air + SO2)in the amount of procesing : 2500m3/h, volume fraction of sulfue dioxide in the inlet gas mixture:5﹪, emissions (sulfur dioxide by volume) : 0.25﹪. Design scheme: The sulfur dioxide absorption water, to belong to medium solubility absorption process, in order to improve the mass transfer efficiency, choose counter-current absorption process, because water absorbent do, and sulfur dioxide, not as products, so the pure solvents. Choice of filler: the process of water absorption of SO2, the operating temperature and operating pressure is low, the industry usually use plastic bulk packing. In the plastic bulk packing, plastic ladder ring packing performance is better, therefore the DN38 polypropylene ladder ring packing is being choiced. The design of the tower diameter is 1.2m, packing layer height is 5000mm, packing design pressure drop is 539.55Pa. Key Words: H2O; SO2；Packed Tower
水吸收SO2过程填料吸收塔的设计
一设计任务书 （一）设计题目 过程填料吸收塔的设计：试设计一座填料吸收塔，用于脱除焙烧水吸收SO 2 炉送出的混合气体(先冷却)中的SO2，其余为惰性组分，采用清水进行吸收。 （二）操作条件 （1）操作压力常压 （2）操作温度25℃ （三）设计容 （1）吸收塔的物料衡算； （2）吸收塔的工艺尺寸计算； （3）填料层压降的计算； （4）液体分布器简要设计； （5）吸收塔接管尺寸计算； （6）绘制吸收塔设计条件图； （7）对设计过程的评述和有关问题的讨论。 二设计方案简介 2.1方案的确定 用水吸收SO 属中等溶解度的吸收过程，为提高传质效率，选用逆流吸收流 2 不作为产品，故采用纯溶剂。 程。因用水作为吸收剂，且SO 2 2.2填料的类型与选择 的过程，操作温度及操作压力较低，工业上通常选用塑料散对于水吸收SO 2 装填料。在塑料散装填料中，塑料阶梯环填料的综合性能较好，故此选用DN38聚丙烯阶梯环填料。
阶梯环是对鲍尔环的改进。与鲍尔环相比，阶梯环高度减少了一半，并在一端增加了一个锥形翻边。由于高径比减少，使得气体绕填料外壁的平均路径大为缩短，减少了气体通过填料层的阻力。锥形翻边不仅增加了填料的机械强度，而且使填料之间由线接触为主变成以点接触为主，这样不但增加了填料间的空隙，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。阶梯环的综合性能优于鲍尔环，成为目前所使用的环形填料中最为优良的一种。 2.3设计步骤 本课程设计从以下几个方面的容来进行设计 （一） 吸收塔的物料衡算；（二） 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；（三） 设计液体分布器及辅助设备的选型；（四） 绘制有关吸收操作图纸。 三 、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，25℃时水的有关物性数据如下： 密度为 ρL =997.1 kg/m 3 粘度为 μL =0.0008937 Pa·s=3.2173kg/(m·h) 表面力为σL =71.97 dyn/cm=932731 kg/h 2 SO 2在水中的扩散系数为 D L =1.724×10-9m 2/s=6.206×10-6m 2/h （依Wilke-Chang 0.518r 0.6 ()1.85910M T D V φμ-=?计算，查《化学工程基础》） 3.1.2 气相物性数据 设进塔混合气体温度为25℃， 混合气体的平均摩尔质量为 M Vm =Σy i M i =0.1×64.06+0.9×29=32.506g/mol 混合气体的平均密度为
二氧化硫吸收塔的设计计算
（一）设计方案的确定 用水吸收S02，为提高传质效率，选用逆流吸收过程。因用水作为吸收剂，且S02不作为产品，故采用纯溶剂。 （二）填料的选择 该系统不属于难分离的系统，操作温度及压力较低，可采用散装填料，系统中有S02，有一定的腐蚀性，故考虑选用塑料鲍尔环，由于系统压降无特殊要求，考虑到不同尺寸鲍尔环的传质性能选用D g38塑料鲍尔填料。 （三）设计步骤 本课程设计从以下几个方面的内容来进行设计 （1）吸收塔的物料衡算； （2）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； （3）设计液体分布器及辅助设备的选型； （4）绘制有关吸收操作图纸。 （四）基础数据 1、液相的物性数据 对于低浓度的吸收过程，溶液的物性数据可以近似取水的物性数据，由手册查得，20℃时水的有关物性数据如下： 密度 ρ=998.2 kg/m3 L 粘度 μ=0.001 Pa·s=3.6 kg/(m·h) L
表面张力 L σ=73 dyn/cm=940 896 kg/h 2 S02在水中的扩散系数 L D =1.47×10-5 cm 2 /s=5.29×10-6 m 2 /h 2、 气相的物性数据 混合气体的平衡摩尔质量 M =0.08×64.06+0.92×29=31.80g/mol 混合气体的平均密度 G ρ=101.331.808.31427320??+（） =1.322 kg/m 3 混合气体的粘度可以近似取空气的粘度，查手册20℃时空气的粘度为 G μ=1.81×10-5 Pa ·s=0.065 kg/(m ·h) 查手册得S02在空气中的扩散系数为 G D =0.108 cm 2 /s =0.039 m 2 /h 3、 气液相平衡数据 查手册，常压下20℃时： S02在水中的亨利系数 E=3.55×1O 3 kPa 相平衡常数为 m E P = =3.55×1O 3 /101.3=35.04 溶解度系数 L s H EM ρ= =998.2/3.55×1O 3 /60.06=0.00468 kmol/h 相平衡关系为 1.153266.7667 6y x = 4、填料的填料因子及比表面积数据
化工原理课程设计---用水吸收二氧化硫常压填料塔
摘要 在化工生产中，气体吸收过程是利用气体混合物中，各组分在液体中溶解度或化学反应活性的差异，实现气液混合物的分离。在化学工业中，经常需将气体混合物中的各个组分加以分离，其目的是： ① 回收或捕获气体混合物中的有用物质，以制取产品； ② 除去工艺气体中的有害成分，使气体净化，以便进一步加工处理；或除去工业放空尾气中的有害物，以免污染大气。吸收操作仅为分离方法之一，它利用混合物中各组分在液体中溶解度或化学反应活性的差异，实现气液混合物的分离。 一般说来，完整的吸收过程应包括吸收和解吸两部分。在化工生产过程中，原料气的净化，气体产品的精制，治理有害气体，保护环境等方面都要用到气体吸收过程。填料塔作为主要设备之一。二氧化硫填料吸收塔，以水为溶剂，经济合理，净化度高，污染小。此外，由于水和二氧化硫反应生成硫酸，具有很大的利用。 本次化工原理课程设计，我设计的题目是：炉气处理量为h m 34200炉气吸过程填料吸收塔设计。本次任务为用水吸收二氧化硫常压填料塔。具体设计条件如下： 1、混合物成分：空气和二氧化硫； 2、二氧化硫的含量：08.0（摩尔分率） 3、操作压强；常压操作 4、进塔炉气流量：h m 34200 5、二氧化硫气体回收率：%98 吸收过程视为等温吸收过程。 关键词：吸收、填料塔、二氧化硫、低浓度。
The Abstract In the chemical production, gas absorption process is using the mixture of gases, the components in liquid or chemical reaction activity of solubility differences. In the chemical industry, gas absorption purpose is to: (1) recovery or capture gas mixture of the useful materials in order to making products; 2) remove the harmful process gas composition, make gas purification, so as to further processing;in order to avoid the atmospheric pollution. Generally speaking, the complete absorption process should include absorption and desorption two parts. In the chemical production process, the raw material of the gas purification, protect the environment, to use gas absorption process. As one of the main equipment packed tower. Sulfur dioxide packing absorption tower, water solvent, reasonable economy, purification degree is high, the pollution is small. In addition, because water and sulfur dioxide reacts sulfuric acid, have a lot of use. The principles of chemical engineering course design,My design task is the sulfur dioxide absorption water atmospheric packed tower. The specific design conditions as follows: 1, mixture composition: air and sulfur dioxide; 2, sulfur dioxide levels in: (Moore points rate) 3, operating pressure; Atmospheric pressure operation 4, into the tower furnace gas flow: 5, sulfur dioxide gas recovery: The absorption process as the isothermal absorption process. Keywords: absorption, packed tower, sulfur dioxide, low concentration.
水吸收二氧化硫填料塔的设计方案 (2)
湖南农业大学 实习报告 学生姓名学号 年级专业及班级20 级（）班指导教师姓名 实习类型实习时间 实习地点 学院
填写说明 一、学生的教学实习、生产实习、毕业（教育）实习和综合实习均应填写实习 日记，并撰写实习报告； 二、学生的实习报告和实习日记将作为评价实习成绩的重要依据； 三、学生应在实习结束后的一个星期内将实习报告统一交实习指导教师； 四、指导教师应对学生的实习报告和实习日记逐一认真审阅，并作出客观实际 的正确评价； 五、实习报告经学院审核后作为教学档案长期保存。
一设计任务书 （一）设计题目 炉石焙烧送出的气体冷却至25℃后送入填料塔中，用20℃清水洗涤以除去其中的SO 2 。入塔 炉气流量为h m/ 20003其中SO 2的摩尔分数为0.05，要求SO 2 的吸收率为95%。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，试设计一符合上述要求的填料吸收塔。 操作条件 （1）操作压力常压 （2）操作温度20℃ 设计内容 （1）吸收塔的物料衡算； （2）吸收塔的工艺尺寸计算； （3）液体分布器简要设计； （4）绘制吸收塔设计条件图；
目录 一、设计方案简介 二、吸收塔的工艺计算 三、液体分布器简要设计 四、附图
一、设计方案简介 1）方案的确定 属中等溶解度的吸收过程，为提高传质效率，选用逆流吸收流程。因用水作为吸用水吸收SO 2 不作为产品，故采用纯溶剂 收剂，且SO 2 2）填料的类型与选择 对于水吸收SO 过程，操作温度及操作压力较低，工业上通常选用塑料散装填料。在塑料散装 2 填料中，塑料阶梯环填料的综合性能较好，故此选用DN38聚丙烯阶梯环填料。 阶梯环是对鲍尔环的改进。与鲍尔环相比，阶梯环高度减少了一半，并在一端增加了一个锥形翻边。由于高径比减少，使得气体绕填料外壁的平均路径大为缩短，减少了气体通过填料层的阻力。锥形翻边不仅增加了填料的机械强度，而且使填料之间由线接触为主变成以点接触为主，这样不但增加了填料间的空隙，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。阶梯环的综合性能优于鲍尔环，成为目前所使用的环形填料中最为优良的一种。 空隙率堆积个数堆积重量填料因子m-1规格比表面积 m2/m3 38*19*1.2 132.5 0.91 27200 57.5 175.8 3）设计步骤 （一）吸收塔的物料衡算； （二）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； （三）设计液体分布器及辅助设备的选型； （四）绘制有关吸收操作图纸。
化工原理课程设计℃时水吸收二氧化硫填料塔的设计完整版
化工原理课程设计℃时水吸收二氧化硫填料塔 的设计 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
《化工原理》 课程设计报告 题目：处理量为1000m3/h清水吸收二氧化硫填料吸收塔设计 系别：环境科学与工程学院 专业班级：环境工程11（2）班 姓名：陈新林 学号： 指导教师：郑育英 （课程设计时间：2013年12月30日——2014年1月5日） 广东工业大学 目录 1．课程设计目的 (1) 2．课程设计题目描述和要求 (1) 3．课程设计报告内容 (4) 塔径计算 (7) 塔径的计算 (8) (8)
(9) (9) 填料层高度的计算 (9) 传质单元数的计算 (9) (10) (11) 填料塔附属高度的计算 (11) 2 (13) 4．总结 (26) 参考文献 (27)
1. 课程设计目的 化工原理课程设计是学生学过相关基础课程及化工原理理论与实验后，进一步学习化工设计的基础知识，培养工程设计能力的重要教学环节。通过该环节的实践，可使学生初步掌握单元操作设计的基本程序与方法，得到工程设计能力的基本锻炼。化工原理课程设计是以实际训练为主的课程，学生应在过程中收集设计数据，在教师指导下完成一定的设备设计任务，以达到培养设计能力的目的。单元过程及单元设备设计是整个过程和装备设计的核心和基础，并贯穿于设计过程的始终，从这个意义上说，作为相关专业的本科生能够熟练地掌握典型的单元过程及装备的设计过程和方法，无疑是十分重要的。 2．课程设计题目描述和要求 设计题目描述 (1) 设计题目 二氧化硫填料吸收塔及周边动力设备与管线设计 (2) 设计内容 根据所给的设计题目完成以下内容： (1)设计方案确定； (2)相关衡算； (3)主要设备工艺计算； (4)主要设备结构设计与算核； (5)辅助（或周边）设备的计算或选择； (6)制图、编写设计说明书及其它。 (3) 原始资料 设计一座填料吸收塔，用于脱除废气中的SO ，废气的处理量为1000m3/h，其 2 为2%（摩尔分率），采用清水进行逆流吸收。要求塔吸收效率达98%。中进口含SO 2 吸收塔操作条件：常压：；恒温，气体与吸收剂温度：303K 清水取自1800米外的湖水。示意图参见设计任务书。 ⒈设计满足吸收要求的填料塔及附属设备； ⒉选择合适的流体输送管路与动力设备（求出扬程、选定型号等），并核算离心泵安装高度。 设计要求 设计时间为一周。设计成果要求如下： 1.完成设计所需数据的收集与整理 2.完成填料塔的各种计算
水吸收二氧化硫过程填料吸收塔的
吉林化工学院 化工原理课程设计题目 教学院化学与制药工程学院 专业班级药剂0601 学生姓名 学生学号 06240101 指导教师 2008年 12 月 19日
设计任务书 1、设计题目：年处理量为 21720.96吨二氧化硫混合气的填料吸收塔设计； 矿石焙烧炉送出的气体冷却到20℃后送入填料塔中，用20℃清水洗涤洗涤除去其中的SO 2 。 入塔的炉气流量为1000m3/h～2000 m3/h，其中进塔SO 2的摩尔分率为0.02~0.03，要求SO 2 的排 放含量0.3%~0.5%。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：7200h。 （4）填料类型及规格自选。 3、设计任务： 完成吸收塔的工艺设计与计算，有关附属设备的设计和选型，绘制吸收系统的工艺流程图和吸收塔的工艺条件图，编写设计说明书。
目录 摘要 (1) 第1章绪论 (2) 1.1吸收技术概况 (2) 1.2吸收设备的发展 (2) 1.3吸收在工业生产中的应用 (3) 第2章设计方案 (5) 2.1吸收剂的选择 (5) 2.2吸收流程的选择 (6) 2.2.1吸收工艺流程的确定 (6) 2.2.2吸收工艺流程图及工艺过程说明 (7) 2.3吸收塔设备及填料的选择 (7) 2.3.1吸收塔的设备选择 (7) 2.3.2填料的选择 (7) 2.4吸收剂再生方法的选择 (8) 2.5操作参数的选择 (9) 2.5.1操作温度的选择 (9) 2.5.2操作压力的选择 (9) 2.5.3吸收因子的选择 (9) 第3章吸收塔的工艺计算 (11) 3.1基础物性数据 (11) 3.1.1液相物性数据 (11) 3.1.2气相物性数据 (11) 3.1.3气液平衡数据 (11) 3.2物料衡算 (12) 3.3填料塔的工艺尺寸的计算 (13) 3.3.1塔径的计算 (13) 3.3.2泛点率校核 (13) 3.3.3填料规格校核: (14) 3.3.4液体喷淋密度校核 (14) 3.4填料塔填料高度计算 (14) 3.4.1传质单元高度计算 (14) 3.4.2传质单元数的计算 (16) 3.4.3填料层高度计算 (16) 3.5填料塔附属高度计算 (16) 3.6液体分布器计算 (17)
化工原理课后习题答案第七章吸收习题解答
第七章 吸 收 7-1 总压101.3 kPa ，温度25℃时，1000克水中含二氧化硫50克，在此浓度范围内亨利定律适用， 通过实验测定其亨利系数E 为4.13 MPa ， 试求该溶液上方二氧化硫的平衡分压和相平衡常数m 。（溶液密度近似取为1000kg/m 3） 解：溶质在液相中的摩尔分数：50 640.0139100050 1864 x ==+ 二氧化硫的平衡分压：* 3 4.13100.0139kPa=57.41kPa p Ex ==?? 相平衡常数：634.1310Pa 40.77101.310Pa E m P ?== =? 7-2 在逆流喷淋填料塔中用水进行硫化氢气体的吸收，含硫化氢的混合气进口浓度为5%（质量分数）， 求填料塔出口水溶液中硫化氢的最大浓度。已知塔内温度为20℃，压强为1.52×105 Pa ，亨利系数E 为48.9MPa 。 解：相平衡常数为：6 5 48.910321.711.5210 E m P ?===? 硫化氢的混合气进口摩尔浓度：1534 0.04305953429 y = =+ 若填料塔出口水溶液中硫化氢达最大浓度，在出口处气液相达平衡，即： 41max 0.0430 1.3410321.71 y x m -= ==? 7-3 分析下列过程是吸收过程还是解吸过程，计算其推动力的大小，并在x - y 图上表示。 （1）含 NO 2 0.003(摩尔分率)的水溶液和含NO 2 0.06 (摩尔分率) 的混合气接触，总压为101.3kPa ，T=15℃，已知15℃时，NO 2水溶液的亨利系数E =1.68×102 kPa ；（2）气液组成及温度同（1），总压达200kPa （绝对压强）。 解：（1）相平衡常数为：513 1 1.6810Pa 1.658101.310Pa E m P ?===? * 1 1.658 0.0030.00498 y m x ==?=
水吸收二氧化硫填料塔的设计
化工原理课程设计题目水吸收二氧化硫填料塔得设计 教学院化工与材料工程学院 专业班级材化0901 学生姓名 学生学号 指导教师 2011年 7月5 日
课程设计任务书 1、设计题目:处理量为2750m3/h水吸收二氧化硫过程填料吸收塔得设计; 矿石焙烧炉送出得气体冷却到20℃后送入填料塔中,用20℃清水洗涤洗涤除去其中得SO 2 。 入塔得炉气流量为2750m3/h,其中进塔SO 2得摩尔分率为0、05,要求SO 2 得吸收率为95％。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,可近似取为清水得温度。吸收剂得用量为最小用量得1、5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)选用填料类型及规格自选。 3、设计任务: 完成干燥器得工艺设计与计算,有关附属设备得设计与选型,绘制吸收系统得工艺流程图与吸收塔得工艺条件图,编写设计说明书。 化工原理教研室 2011年5月
目录 第1章绪论 (1) 1、1吸收技术概况 (1) 1、2吸收设备得发展 (1) 1、3吸收在工业生产中得应用 (2) 第2章设计方案 (2) 2、1吸收剂得选择 (4) 2、2吸收流程得选择 (4) 2、2、1吸收工艺流程得确定 (4) 2、3吸收塔设备及填料得选择 (4) 2、3、1吸收塔得设备选择 (4) 2、3、2填料得选择 (5) 2、4吸收剂再生方法得选择 (6) 2、5操作参数得选择 (7) 第3章吸收塔得工艺计算 (9) 3、1基础物性数据 (9) 3、1、1液相物性数据 (9) 3、1、2气相物性数据 (9) 3、1、3气液相平衡数据 (9) 3、2物料衡算 (10) 3、3填料塔得工艺尺寸得计算 (11) 3、3、1塔径得计算 (11) 3、3、2泛点率校核 (11) 3、3、3填料规格校核: (11) 3、3、4液体喷淋密度校核 (11) 3、4填料塔填料高度计算 (12) 3、4、1传质单元高度计算 (12) 3、4、2传质单元数得计算 (14) 3、5填料塔附属高度计算 (14) 3、6液体分布器计算 (15) 3、6、1液体分布器 (15) 3、6、2布液孔数 (17) 3、6、3 液体保持管高度 (17) 3、7其她附属塔内件得选择 (17) 3、7、1填料支承板 (17) 3、7、2除沫器(除雾器) (17) 3、7、3管口结构 (18) 3、8吸收塔得流体力学参数得计算 (19) 3、8、1吸收塔得压力降 (19) 3、8、2吸收塔得泛点率 (20)
化工原理课程之二氧化硫吸收设计
目录 目录 (1) 摘要 (3) 第1章绪论................................................................................... ５ １·１吸收技术概况........................................................................... ５1·２吸收设备的发展6? 1.3吸收在工业生产中的应用7? 第2章设计方案?７ 2．1吸收剂的选择7? 2.2吸收流程的选择 (8) 2．2.1气体吸收过程分类 (8) 2.2．2吸收装置的流程 (9) ２.3吸收塔设备及填料的选择9? 2.3.１吸收塔设备9? 2.3.２填料的选择?１0 2.4吸收剂再生方法的选择 (10) 2.5操作参数的选择......................................................................... １1 第3章吸收塔的工艺计算11? 3．1基础物性数据 (11) 3.１．1液相物性数据..................................................................... １１ 3.1.2气相物性数据?１２ 3.1.3气液相平衡数据?１2 3.2物料衡算 (12) 3.3塔径计算 (13)
3.３.1塔径的计算....................................................................... １3 ３.3.2泛点率校核：14? 3．３.４液体喷淋密度得校核： (14) ３.4填料层高度的计算14? 3．４.1传质单元数的计算 (14) 3.4．2传质单元高度的计算 ................................................................. 1５ 3.4.３填料层高度的计算16? 3.5填料塔附属高度的计算 (17) 3.6液体分布器计算1?７ 3.６.１液体分布器的选型18? 3.6.2布液孔数的计算?１8 3.6.3布液计算........................................................................... １８ ３.7其他附属塔内件的选择?１8 ３.7.1填料支承装置的选择18? 3.7.２填料压紧装置1?９ 3.7．3塔顶除雾器19? 3.8吸收塔的流体力学参数计算 .................................................................................................................................. ２0 3.８.１吸收塔的压力降 (20) ３.8.２吸收塔的泛点率 (21) ３.8.３气体动能因子 (21) 3.９附属设备的计算与选择21? 3.9．1离心泵的选择与计算21? 3.9．２吸收塔主要接管尺寸选择与计算22? 工艺设计计算结果汇总与主要符号说明 ........................................................................................................................ 2３设计过程的评述和有关问题的讨论26? 主要参考文献27? 结束语 (28) 吸收操作系统的工艺流程图 (29) 吸收操作系统的设备条件图?３0