二氧化硫填料吸收塔设计

这次课程设计的任务是用水吸收空气中的二氧化硫，。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。
关键词吸收；填料塔；二氧化硫
Abstract
Absorption is the use of the components in the mixed gas solubility in the liquid to separate the gaseous homogeneous mixture differences in a unit operation. Mainly used in chemical production raw gas purification,recycling and other useful components.
1.1
首先从塔填料来看，塔填料是填料塔的核心构件，是气液两相进行热和质交换的场所，它为气液两相间热、质传递提供了有效的相界面。塔填料的性质决定了填料塔的操作，只有性能优良的塔填料再辅以理想的塔内件，才有望构成技术上先进的填料塔。因此，人们对塔填料的研究十分活跃。对塔填料改进与更新的目的在于:改善流体的均匀分布，提高传递效率，减少流动阻力，增大流体的流量以满足降耗、节能、设备放大、高纯产品制备等各种需要。目前，塔填料的开发，除研究各种散装和规整填料结构外，还对填料的材质、加工方法、表面特性等进行研究。规整填料是继散堆填料之后在近20余年来发展的高效新型填料，国外有许多品种。规整填料的应用已成为许多厂分离和净化工序技术改造的热点，成为各厂提高产量、改进分离效果、减少能耗、安全生产和稳定操作的重要技术措施。规整填料的特点为:分离效率高。这种填料可根据需要制造成具有较大的比表面积，因此可提高单位高度的理论板数。如金属丝网填料每米高的理论板数可达10块以上。通量及操作弹性大。规整填料允许的气、液通量较大，所以与相同塔径的板式塔相比，其产量一般可大幅度增加。同时允许通量在较大的范围内变化。规整填料本身的弹性比可高达100，但实际填料塔的弹性比主要受到塔内液体分布器操作弹性的限制。阻力压降小。即使在较大负荷下规整填料的压降也是比较小的，这是其显著特点。放大效应低。与颗粒填料不同，规整填料用于大型塔时，其效率降低较少。在规整填料方面，我国也有不少研究成果。天津大学与英国Aston大学联合开发出了以UnaPak命名的脉冲规整填料。天津市天久新技术开发公司开发了高效廉价的板花规整填料。其80型(比表线，并自已开发了碳钢渗铝板波纹填料；清华大学和面积80m2/m3)的传质效率与MelaPak350Y型(比上海化工研究院分别开发了压延板网波纹填料；中表面积350耐/m3)相当；天津大学填料塔新技术公石化洛阳工程公司开发了LH型规整填料。这些成司1991年引进了苏尔寿公司的Melapak自动生产果都在工业生产中取得了成功的应用。规整填料不仅在一般情况下能够提高填料塔的分离效率，节约能耗，且还能适宜于一些特殊情况的应用，如难分离物系、热敏物系以及对压力降较为敏感的真空蒸馏等。国内在对原有的板式塔实施规整填料技术改造后，已有许多成功的应用实例。
Gas-liquid two-phase separation is carried out through their close contact,and in normal operation,the gas phase is the continuous phase and the dispersed liquid phase,gas phase composition in a continuous change in the composition of the gas phase is separated out gradually. Continuity was packed column gas-liquid mass transfer contacting device,is a differential contact countercurrent operation. Bottom of the column a support plate for supporting the packing and allow the liquid through. Packing support plate,a whole puzzle and huddle in two ways. The filler layer above the liquid distribution means,so that the liquid was uniformly sprayed on the filler layer. The void filler layer more than 90%,generally higher flood point,the unit tower cross-sectional area of the high capacity of the packed column,studies show that the pressure is less than 0.3MPa,the packed column separation efficiency is better than a plate tower.
The curriculum design task is to absorb water,sulfur dioxide. Requirements of the design including column diameter,packed tower height,tower tube size,etc.,need to get through the material balance basic data needed,and then calculate the required size of the various design parameters for mapping foundation,to provide data reference.
4141塔设备在化工生产屮的作用和地位142塔设备选型22吸收塔设备及填料的选择221吸收塔设备的选择222填料的选择1431基础物性数据14311液相物性数据14312气相物性数据143131432物料衡算1533填料塔的工艺尺寸计算15331塔径的计算15332液体喷淋密度校核1734填料层高度计算17341传质单元数的计算17342传质单元高度的计算17343填料层高度的计算1935塔附属髙度的计算2036填料层压降计算224122411操作气速的计算22412直径dn的计算2342液体分布器的选型23421分布点密度计算24422布液计算2443液体再分布器2544填料支承装置2645填料压紧装置2846气体和液体的进出口装置设计29461液体进料口管计算29462液体出口管计算30463气体进料口管计算30464气体出口管计算3047管道法兰选择3148塔体人孔设置及选型3249裙座的选择3241033410接管补强3341023951填料塔机械设计简介3952塔机械性能设计基木参数39521塔设计地区状况39522塔的设计参数40523塔的危险截面的确定4053按设计压力计算塔体和封头的壁厚4054设备质量载荷的计算4154141542塔内填料的质量42543帄台扶梯的质量42544操作时物料的质量42545塔附件的质量43546塔设备各种质量4355风载荷与风弯矩的计算43541塔设备的分段43542各段的风载荷45553危险截面风弯矩4656危险截面的地震载荷4757各项载荷引起的轴向应力48571设计压力引起的轴向拉应力48572操作质量引起的轴向压应力48573最大弯炬引起的轴向应力4858塔体和裙座强度与稳定性校核4959吊装时应力校核50510基础环设计51511基础环的厚度计算53512地脚螺栓选取53结论55参考文献56谢辞章绪论11填料塔国内外发展状况及现状填料塔是化工类企业中最常用的气液传质设备之一在塔体内设置填料使气液两相能够达到良好传质所需的接触状况
1.
高效填料塔技术用于各类工业物系的分离，虽然设计的重点在塔体及塔内件等核心部分，但与之相配套的外部工艺和换热系统应视具体的工程特殊性作相应的改进。例如在DMF回收装置的扩产改造项目中，要求利用原常压塔塔顶蒸汽，工艺上可以在常压塔及新增减压塔之间采用双效蒸馏技术，达到降低能耗、提高产量的双重效果；在硝基氯苯分离项目中；改原“多塔精馏、两端结晶”工艺为“单塔精馏、一端结晶”流程，并对富间硝基氯苯母液进行精馏分离，获得99%以上的间硝基氯苯，既提高产品质量，又取得了降低能耗的技术效果。
毕业设计说明书
GRADUATETHESIS
设计题目：2500M3/h二氧化硫填料吸收塔设计
学 院：机械工程学院
2013年6月6日
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。
进人20世纪90年代，高效填料塔成套分离工程技术开始向行业化、复合化、节能化、大型化方向展，如复合塔。所谓复合塔(CompoundTray)是指人们将塔板与填料有机地结合起来而形成的一种新型塔板。其目的在于将塔板的优点和填料的优势加以互补。此种复合塔具有效率高、通量大及压降小的性能。
在国内，复合塔板已在溶剂回收、酒精、丙酮和甲醇精馏中成功应用。最近，天津大学化学工程研究所开发了另一种新塔板一填料复合塔(Jet CoflowPaktray)。该塔板吸收了新型垂直筛板帽罩中气液并流高效混合传质的特点，同时又溶人了规整填料的传质效率高、压降小及通量大的优势，形成了气液混合并流在填料中传质分离的过程。另外还保留了垂直筛板水平对喷雾沫夹带小的优点。实验表明该复合塔板与垂直筛板相比，具有效率高、压降小和操作弹性大的特点，其雾沫夹带与垂直筛板相当。此项技术已经获得国家专利。