文档介绍：SO2填料吸收塔课程设计
专业班级:化工0803班
姓名:谭良骁
学号:U200810378
指导老师:朱康玲
目录
一·目的和要求
二·设计任务
三·设计方案
吸收剂的选择
塔内气液流向的选择
吸收系统工艺流程(工艺流程图及说明)
填料的选择
四·工艺计算
物料衡算,吸收剂用量,塔底吸收液浓度
塔径计算
填料层高度计算
填料层压降计算
填料吸收塔的主要附属构件简要设计
动力消耗的计算与运输机械的选择(对吸收剂)
五·设备零部件管口的设计计算及选型
六·填料塔工艺数据表
填料塔结构数据表
物性数据表
七·对本设计的讨论
八·主要符号说明
九·参考文献
一·目的和要求
、筛选整理数据及化工设计的基本训练;
,独立完成吸收单元的设计;用简洁的文字和图表清晰地表达自己的设计思想和计算结果;
;
,掌握化工设计的基本程序和方法。
。
二·设计任务
:SO2填料吸收塔
2 生产能力:SO2炉气的处理能力为1500 m³/h(1atm,30℃时的体积)
3 炉气组成:原料气中含SO2为9%(v),其余为空气
4 操作条件:
P=1atm(绝压)
t=30 ℃
5 操作方式:连续操作
6 炉气中SO2的回收率为95%
三·设计方案
吸收剂的选择
用水做吸收剂。水对SO2有较大的溶解度,有较好的化学稳定性,有较低的粘度,廉价、易得、无毒、不易燃烧
塔内气液流向的选择
在填料塔中,SO2从填料塔塔底进入,清水从塔顶由液体喷淋装置均匀淋下。
吸收系统工艺流程(工艺流程图及说明)
二氧化硫炉气经由风机从塔底鼓入填料塔中,与由离心泵送至塔顶的清水逆流接触,在填料的作用下进行吸收。经吸收后的尾气由塔顶排除,吸收了SO2的废水由填料塔的下端流出。
填料的选择
可选择(直径)25mm塑料鲍尔环填料(乱堆)。特性数据如下:
比表面积α:209 m²/m³
空隙率ε: m³/m³
填料因子φ:170
四·工艺计算
物料衡算,吸收剂用量,塔底吸收液浓度
30,二氧化硫溶于水的亨利系数
对稀溶液,有
相平衡常数
进塔气相二氧化硫含量:
出塔气相二氧化硫含量:
用清水吸收,进塔液相二氧化硫含量:
二氧化硫炉气流量:
最小液气比:
,则可得吸收剂用量为:
塔径计算
炉气的平均摩尔质量为:
混合气体的密度
气相质量流量:
液相质量流量:
从“填料塔泛点和压降的通用关联图”,由此交点的纵坐标读得
30℃水的粘度,对于水
25mm的瓷质鲍尔环,填料因子φ=170
设计气速取泛点气速的70%,则设计气速
气体的体积流量
所需塔径m
圆整D=1m
泛点率校核:
填料规格校核:
故填料塔直径选用合理。
填料层高度计算
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。混合气体的黏度可近似取为空气的黏度。
30℃时,空气和水的物性常数如下:
空气:
水:
传质单元数计算:
传质单元数,将相平衡关系与操作线方程式代入上式然后直接积分。积分结果可整理为
,式中称为解吸因数。
传质单元高度计算:
关于填料的润湿表面,恩田等人提出如下关联式,
查表得,聚乙烯临界表面张力。
填料的比表面积,表面张力。
液体通过空塔截面的质量流速
恩田等关联了大量液相和气相传质数据,分别提出液、气两相传质系数的经验关联式如下:
液相传质系数
求:
气相传质系数
,
求:
又
填料层压降计算
在塔径计算中设计气速
设计气速下
在“填料塔泛点和压降的通用关联图”中,,横坐标为
的点落在的等压线上,即此时每米填料层压降为270Pa。
填料层压降为:
填料吸收塔的主要附属构件简要设计
液体分布器:由于液体负荷较大,故考虑采用溢流槽式分布器,三角形堰口。
分布点密度计算:
为了使液体初始分布均匀,原则上应增加单位面积上的喷淋点数。但是,由于结构的限制,不可能将喷淋点设计得很多。根据Eckert建议,当时,喷淋密度为,因该塔液相负荷较大,设计取喷淋点密度为。
则布液点数为:
布液计算:
由三角形堰溢流式分布器的送液能力计算公式:
VL=·Ф·【化工原理课程设计,大连理工出版社,1994.】
VL为液体流量,; Ф流量系数,;
α三角形堰夹角之半,