填料吸收塔设计方案
1、设计方案简介
1.1吸收剂的选择
根据所处理混合气体，可采用洗油为吸收剂，其物理化学性质稳定，选择性好，符合吸收过程对吸收剂的基本要求。
1.2吸收流程
该吸收过程可采用简单的一步吸收流程，同时应对吸收后的洗后进行再生处理。以混合气体原有的状态即27℃和1atm条件下进行吸收，流程如图2-1所示。混合气体进入吸收塔，与洗油逆流接触后，得到净化气排放，吸收苯后的洗油，经富液泵送入再生塔塔顶，用过热水蒸气进行气提解吸操作，解吸后的洗油经贫油泵，送回吸收塔塔顶，循环使用，气提气则进入冷凝系统进行苯水分离。
1.3吸收塔设备及塔填料选择
该过程处理量不大，所用的塔直径不会太大，故采用填料塔较为适宜，并选用25mm塑料作阶梯环填料，其主要性能参数如下。
经查表将25mm塑料阶梯环的主要物性参数见下表1-1。
表1-1 25mm塑料阶梯环的物性参数[]1
比表面积α填料因子孔隙率ε填料的对应A值泛点填料因子填料的表面张力
228 260 0.9 0.204 176 75
1.4解吸塔设备及塔填料选择
解吸塔采用水蒸气加热再生法，并选用25mm碳钢阶梯环填料，其主要性能参数见下表1-2。
表1-2 25mm碳钢阶梯环的物性参数[]1
比表面积α填料因子孔隙率ε填料的对应A值泛点填料因子填料的表面张力
220 273 0.93 0.106 176 75
1.5操作参数选择
操作参数主要包括吸收（解吸）压力、温度及吸收因子（解吸因子）。吸收过程：1atm、27℃；解析过程：1atm、120℃。吸收因子（解吸因子）通过工艺过程设计计算得出。
1.6提高能量利用率
尽量保持气体吸收前后压力1atm，避免气体解压后重新加压；设计时尽量减小各部分的阻力损失，以减少气体输送过程的能量损失；回收系统内部热量。
2、流程的设计及说明
图2-1 从水煤气中回收粗苯的流程示意[]2
采用常规逆流操作流程。流程说明：煤气由塔底进入吸收塔，其中粗苯蒸气被塔顶淋下的洗油吸收后，由塔顶送。富含溶质的溶液从吸收液贮槽以泵送往脱吸部分，此次脱吸是利用使溶液升温以减小气体溶质的溶解度，换热升温的富液进入脱吸塔的顶部，塔底通入水蒸气，将富液中的粗苯逐出，并带出塔顶，一道进入冷却－冷凝器，冷凝后的粗苯和洗油在液体分层器中分层后分别引出，从塔顶流至塔底的洗油含苯量已脱得很低，经冷却后可直接进入吸收塔的顶部继续做吸收剂，完成吸收－脱吸的整体操作。
3、吸收塔的设计计算
3.1 设计方案的确定
3.1.1设计任务
是利用洗油从煤气中回收苯，应采用吸收—脱吸流程。设计中采用塑料阶梯环填料，将混合气与洗油通过填料层。该操作属于低浓度吸收，操作回流比取最小回流比的1.5倍。
3.1.2吸收塔设备及填料选择
由于生产能力不大，所选用的塔直径不会太大，出初步计算，填料选用25mm 的塑料阶梯环，而填料材质与塔径有很大关系，经查表将25mm 塑料阶梯环的主要物性参数见下表。
表3-1 25mm 塑料阶梯环的物性参数[]1
比表面积α 填料因子 孔隙率ε 填料的对应A 值 泛点填料因子 228 260 0.9 0.204 176
3.2 基础物性数据
3.2.1 液相物性参数
洗油的物性数据，由手册[]3可查如下：
相对分子量 260=M g/mol 黏度 .21=μmPa ⋅s
表面张力 l σ=283-10⨯N/m
密度 =L ρ8001000.80=⨯kg/m 3-
3.2.2 气相物性参数 煤气进塔的温度为27℃
混合气体的平均摩尔质量44.9197816.001916.00-1v =⨯+⨯=
）（M g/mol 混合气体的平均密度 1.80300
145.3844
.919325.101=⨯⨯==
RT PM VM G ρkg/m 3- 混合气体的黏度可近似于空气的黏度，查手册[]4可知 5-10.81⨯=μPa ⋅s
3.3物料衡算、热量衡算
3.3.1 物料衡算
吸收塔进出口组成如下：
21106.1016.0-⨯==y
42104.6016.0)96.01(-⨯=⨯-=y
混合气进塔气相摩尔比
0163.0016
.01016.01y 111=-=-=
y Y 混合气出塔气相摩尔比
()()01008.0084.901163.00112=-⨯=-=ψY Y
于是可得吸收塔进口的组成应低于其平衡浓度，该系统的相平衡关系可以表示为
y*=0.125x
于是可得吸收塔进口液相的平衡浓度为
34
21012.5125
.0104.6125.0--⨯=⨯==y x *2
吸收入口的浓度应低于其平衡浓度，其值的确定应考虑其吸收和解吸的操作，兼顾者经优化计算后方能确定，这里取
2x =23-10⨯
进塔惰性气体流量
()5.97916.001300
273
.4222000=-⨯
=
V kmol/h 该过程为低浓度吸收，平衡关系为直线，故最小液气比可以这样计算：
a
b b B X X Y Y G L --=⎪
⎪⎭⎫ ⎝⎛*a
m i n S （a X =0） 式中a X 表示进塔液相组成 又有
y*=0.125x
故最小液气比
12.00125.00163.0001008
.00163.0m
2
*212*121min =--=--=--=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛X Y Y Y X X Y Y G L B S 操作气液比为
8.1012.05.1).5(1min =⨯==B
S G L G L
3.3.2 吸收剂用量的计算
处理煤气体积流率 h q v /m 20003= 摩尔流率 h q nG /kmol 29.894
.222000
==
质量流率 h kg M q q V nG mG /8.1780944.1929.89=⨯=⋅= 实际操作气液比为 8.1=G
L
（已计算） 吸收剂用量为：
07.1618.029.89=⨯=⎪⎭
⎫
⎝⎛⋅=G L q q nG nl kmol/h
2.417826007.16=⨯=⋅=L nl ml M q q kg/h 22.5800
2
.4178===l
ml
vl q q ρ m 3/h=1.45 m 3/h
3.3.3热量衡算
(1) 冷却过的洗油与水的热量衡算[]14
冷洗油与热洗油的热量交换
设1X 为C 。
50则经查资料[]3： 1P C (冷洗油)=1.9 KJ/kg·℃ 2P C (热洗油)=2.05 KJ/kg·℃
所以有
)120()2750(221X C m C m Q P s P s -⋅=-⋅= =4178.2÷3600⨯1.9⨯2.3 =50.718(kJ)
参考工程实际，查化工设计手册表选取：管壳式换热器，其总结热系数是：
K =280 w/m 2
⋅K
传热温差：
()()⎪
⎭
⎫ ⎝⎛--=
27506898120ln 27506898120.--.-m
ΔT =22.16
℃
传热面积 :
16
.22280718
.50⨯=
∆⋅=
m T K Q A =8.174 m 2 同理，可获得其他换热设备的传热面积A
传热面积A 及传热系数K 只能作为选用和设计换热器的初值。每台换热器还应结合其他形式结构尺寸，操作条件进行严格的传热计算，进一步确认所需换热器的各个工业尺寸。
(2)冷却过的洗油与冷却水的热量横算：
查表：
kg/h
结合工程实际应用，参考相关文献采用管壳式换热器 其总结构
K =480 w/m 2⋅K
传热温差： 624
.1425275068.96ln )
2527()5068.96(=⎪
⎭
⎫ ⎝⎛-----=
∆m T （︒C) 24
.614480)
2527()508.698(⨯---=
A =23.466（m 2）
3.4 工艺计算
3.4.1 塔径的计算
查资料[]6贝恩-霍根公式计算泛点气速的公式如下：
8
14
12032
75.1lg ⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣⎡⨯⨯L G mG ml .L L G f
q q A μρρεαg u ρρ (3—1) 代入数据有
8
14
12.032
8001.80.41780.2417875.1204.0lg ⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯L L G f
a g u μρρε =-0.71
195
.0u 2
.03
2=L L
G f g μρεαρ 54.22
.181.0228800
9.081.9195.02
.02=⨯⨯⨯⨯⨯=f u (m/s) 液泛气速是操作气速的最大极限速度，所以操作气速必须小于液泛气速，一般取操作气速是液泛气速的0.5-0.8倍，即f u u )8.05.0(-=。
若泛率小，操作气速小，压降小，能耗低，操作弹性大但管径大，设备投资高，生产能力低，同时不利于气液同时接触，致使分离效率低；反之，压降过大，能耗多，且操作不平稳，难以控制，分离效果更差，此次操作取u=0.7f u ,
则：
u =0.7778.125.27.0=⨯=f u (m/s)
查表3-2知，此操作气速符合一般操作气速要求故可以进行下一步操作。
表3-2 填料塔的一般气速操作范围表
[]
7
吸收系统 操作气速（m/s ） 气体溶解度很大的吸收过程 1-3 气体溶解度中等或稍小的吸收过程 1.5-2.0 气体溶解度很低的吸收过程 0.3-0.8 纯碱吸收2co 的吸收过程 1.5-2.0 一般除尘 1.8-2.8
D =
u
q u
q G mG
v
∏⨯⨯=∏360044ρ
=
=⨯⨯778
.114.361
.040.662(m)
塔的直径有一定规格，需对计算结果进行圆整，才可以投入使用，现将计算结果与表3-3对比，结果如下：
表3-3 塔径圆整规格[]
8
塔径D （mm ） 圆整间隔 举例 ≤700 50或100 600 650 700 700-1000 100 700 800 900
≥1000 200 1200 1400 1600
取塔径
D =0.7m
气速校检：
)/(44.17.0785.036002000
2
s m u =⨯⨯=
57.054
.244.1==f u u （在允许范围内，符合要求） 所以塔的总截面积为：
22
.7085.704
⨯=∏=
D s =0.385 ( m 2) 根据塔径与填料的直径对填料规格见下表（表3-4）校检：
2825
700==d D >8 所以填料塔中填料符合规格要求。
表3-4填料规格[]
8
填料种类 d
D 的推荐值
拉西环 ≥20-30 鞍环 ≥15 鲍尔环 ≥10-15 阶梯环 ＞8 环矩鞍 ＞8
喷淋量的校核：
吸收剂的喷淋密度 U =L/S （3—2) U =
S
q vL
（3—3） 由公式（3—3）可得： ）（h m S
vl U ⋅==
=
2
/3m 74.41385
.007.16q 润湿率：
t W a U L /m i n = （3—4) 由公式（3—4)可得：
183.0228
74.41min ===t
a U L （h m ⋅23/m ）
对于直径小于75mm 的环形填料，必须满足润湿率的的最小值L min W >0.08满足最小喷淋密度要求。 经以上校对可知填料塔径选用700mm 合理。
3.4.2 填料高度的计算
（1） 用吸收因子法计算传质单元数 操作气液比
G
L
=0.18 （已计算） 吸收因数 A =
44.1125.018.0==mG L 脱吸因数 S =94.604
.411
1==A
塔顶气液组成
016.0y =b
()00064.096.01y =-=b a y
3102x -⨯=a
吸收要求
38.40102125.0104.6102125.0016.0y 3
43=⨯⨯-⨯⨯⨯-=-----a a a b mx y mx 查图3-1[]6：
图3-1含苯煤气操作线与平衡线
得
.88=OG N
（2）传质单元高度计算
填料塔中填料材质的表面张力[]1
75c =σ3-10⨯ (N/m)
洗油的表面张力[]4
31028-⨯=L σ (N/m)
气相扩散系数：
2
31312
15.715)()(1110.01⎥⎦
⎤⎢⎣⎡+⎪⎪⎭⎫
⎝⎛+⨯⨯⨯=
∑∑-B A B A G V V P M M T D =
52
3
1312
1
5.715-1011.168.907.1525.3101781191
30010.01-⨯=⎥
⎦
⎤⎢⎣⎡+⨯⎪
⎭⎫ ⎝⎛+⨯⨯⨯（m 2/s ） 液相扩散系数：
()
6.02
1810.47L
L L L V
T
M D μα⨯
⨯=-
=0.6
8.69.21300
)2601(10.472
1⨯⨯⨯⨯
⨯-
=1.93510-⨯(cm 2/s)=1.939-10⨯(m 2/s) 气相及液相的流速为：
s
q G mG
G 3600=
8.21385
.03600.8
1780=⨯= (kg/m 2⋅s)
s
q G mL
L 3600= 01.3385
.03600.2
4178=⨯=
(kg/m 2⋅s)
气相传质系数：
1.13
17
.0237.0ψρηη⎪⎭⎫ ⎝
⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛=RT aD D a G K G G G G G G G （3—5）
代入数据：
1.15-3
1
5-5
7
.0545.13003145.8101.11228101.1181.01086.11086.12288.21237.0⨯⎪
⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯=--G K =51049.2-⨯ (kmol/m 2⋅s ⋅kPa)
液相传质系数：
4.03
15
.03
20095.0ψρηρηη⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛=-L L L L L L w L L g D a G K （3—6） 其中w a 的计算如下：
⎪⎭
⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-⨯-=-2.0205.0221.075.045.11L L L L L L L L c w G g a G a p e a σρρμσσσ (3—7）
由公式（3—7）可得；
.8182=w a (m 2/m 3)
将得到的传质系数换算成以摩尔分数差为推动力的传质系数：
w G ya a Pk k = (3—8）
由公式（3—8）可得：
.81821049.2325.1015⨯⨯⨯==-w G ya a Pk k 46.0= (kmol/m 3⋅s)
w G xa a Ck k = （3—9）
由公式（3—9）可得：
.81821066.5260
800
5⨯⨯⨯=
=-w L xa a CK k =0.032 (kmol/m 3
⋅s)
气相总传质单元数 ： ya
OG k G
H =
（3—10） 由公式（3—10）可得：
s
k m q s k q k Gm
k G k G H xa nG ya nG xa ya ya OG 36003600+
=+==
385
.0032.03600125
.09.289385.046.036009.289⨯⨯⨯+
⨯⨯=
OG H =0.39（m)
填料层的高度：
43.38.839.0=⨯=⋅=o N H h OG OG (m)
一般取余量为25%[]9，则完成本设计的任务需25mm 塑料阶梯环的高度为
0h h 1.25=：
则：
h=1.25⨯3.43=4.3(m)
圆整后实际填料层高度取为h =5m.依据塔填料的分段要求，详见表3-5，依据阶梯
环塔填料的分段要求z/D=5~15
m 。故可以不进行分段。
表3-5 常见散堆填料分段要求[]
1
填料种类 填料高度/塔径 最大高度/m 阶梯环 8--15 ≤ 6 鲍尔环 5--10 ≤ 6 拉西环 2.5--3 ≤ 6 矩鞍环 5--8 ≤ 6
3.4.3 吸收塔附属高度的计算
塔的附属高度包括上部空间高度，安装液体分布器所需的空间高度，塔底部空间高度和塔裙座高度。塔的上部空间高度取为1h =1.2m ，塔的底部空间高度包括：釜液所占高度和釜液上方的气液分离高度两部分。 塔底液相停留时间按4min 考虑，则塔釜液所占高度为：
904.0385
.01045.1604603
2=⨯⨯⨯=⨯⨯=-S q t h vs m
考虑到气体分布器的安装是在填料层以下约一个塔径的距离，且高于塔釜液面300mm 以上，所以底部空间高度取
=3h 2.0 m
塔内塔釜液到填料支撑板的高度可取为1.2m ，裙式支座的高度可取为2.5m ， 所以附属高度为
=6.9 m
3.4.4 吸收塔的高度
总高度包括塔的填料高度和塔的附属高度，即
，
H =6.9+5=11.9 m
3.5 吸收塔辅助设备计算及选型
3.5.1 液体初始分布器
(1)布液孔数 根据该物系性质可选用莲蓬式喷洒器，选择分布器的布液点密度
是遵循填料的效率越高，所需的布液点密度越大的规律[]1，故取布液器的布液孔数为100个/m 2。则总布液孔数为： n =0.385⨯100=40个
(2)液位保持管高度 查资料[]1可知，布液孔的直径宜在3mm 以上，所以取布液 孔直径5mm ，取k=0.60，则液位保持管中的液位高度为：
)2/()4(22g nk
l q
h v π= （3—11）
由公式（3—11）可得：
81.92/)6
.040005.014.31045.14(22
3
⨯⨯⨯⨯⨯⨯=-h =0.4831（m ） 则液位保持高度为：'h =1.12⨯0.4831=0.5411m 其他尺寸计算从略。
3.5.2 其他附属塔内件
本塔由于直径小于2.5m ，所以采用的是简单的气体分布器，，同时，考虑到排放的净化气体中的存在液相夹带，可采用折流板式除沫器， 支撑装置选用栅板式，填料压板选用栅条形压板，气体分布装置采用简单的气体分布装置。
3.5.3 流体力学参数计算 (1)收塔的压力降
a 气体进出口压力降取气体进出口接管的内径为219mm ，则气体进出口流近似为15m/s ，则进口压力降为：
=
=91.12 Pa
出口压力降为：
=45.56 Pa
b 填料层压力降,气体通过填料层的压力降采用Eckert 关联图计算，其中实际操作气速为：
591.u =m/s
21
)(L
q q X G mG mL ρρ= （3—12）
由公式（3—12）可得：
75
.008001.80.81780.24178.5
0=⎪
⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛=X
0.2
L
G 2ηρρg Φu Y ϕ= (3—13）
由公式（3—13）可得：
60.00.21800
1.891
.805.211769.51.202=⨯⨯⨯⨯⨯=
Y 查Eckert 图(图3-2)[]1得每米填料的压力降为400pa ，所以填料层的压力降为：
=2000 Pa
图3-2 Eckert 泛点气速关联图
(2)他塔内件的压力降
气体通过液体分布器的压降较小，可以忽略
气体通过填料支承和压紧装置压力降也较小，可以忽略
气体通过折流板式除沫器的压降为
Pa
于是得吸收塔的压力降为：
=91.12+45.56+2000+100 =2236.68 Pa
(3)气体动能因子： 吸收塔内气体动能因子为：
G u F ρ= (3—14） 由公式（3—14）可得：
431.181.059.1=⨯=F (kg 2
1/s ⋅m 2
1)
气体动能因子在常用的范围内。
(4) 吸收因子：
吸收塔内气体吸收因子为：
nG
nL
mq q A =
（3—15） 由公式(3—15）可得：
4.4125
.108.10m ===
G L A 在吸收因子适宜的范围内。
从以上的各项指标分析，该吸收塔的设计合理，可满足解吸塔操作的工
艺要求。
3.5.4吸收塔的主体设备
吸收塔填料所选用的规格为聚乙烯阶梯环（25⨯17.5⨯1.4）散堆填料,气体进出口尺寸为：φ150⨯6，液体进出口尺寸为：φ50⨯2.5。
4、解析塔的工艺计算
基础数据的计算包括解吸水蒸气用量的计算及最小液气比的计算。 再生塔的设计条件为：
洗油处理量为 q L m =4178.2kg/h 洗油中苯的摩尔分数为 x 1=0.0553 再生后洗油中苯的摩尔分数为 x 2=2.0310-⨯ 所用的汽提气入口苯含量近似为 y 2=0
4.1.解吸水蒸气用量的计算
再生汽提气用量与吸收塔设计一样，首先要缺定最小汽提气用量，依据物料衡算方程，求取最小气液比，但需注意这里的 x 1,y 1表示的是塔顶的液相和气相摩尔比，而11,Y X 表示的是塔底的液气相摩尔比，于是得：
2
*12
1m i n nL nG y y x x )q q (
--= (4-1) 74748
.10.00553.016.3=⨯==1*1mX Y 305
.00
174748.010.020553.03
=-⨯-=-min nL nG )q q ( 取： 4575
.0305.05.1=⨯==m i n nL
nG nL nG )q q
1.5()q q (
则汽提气的实际用量为：
nL nG q q 575.40==5.377.0164575.04575.0=⨯=⨯nL q kmol/h 94.236==
G
mG
vG ρq q m 3/h=0.066m 3/s .413202.185.37=⨯=⨯=G nG mG M q q kg/h .24178=mL q kg/h 2.25==L
mL
vL ρq q m 3/h=1.453-10⨯m 3/s
4.2 解吸塔的工艺计算
工艺计算包括塔径的计算，填料层高度的计算，总高度的计算和流体力学参数计算。
4.2.1塔径计算
塔的操作压力为P =101.325kpa 5588.0)
273120(314.802
.18325.101=+⨯⨯==
RT M P G ρ (kg/m 3) 液相密度可以近似取为：
水ρ8.0=L ρ=800 (kg/3m )
查表[]5知： 液体黏度为：
L μ=0.5⨯103- (Pa ⋅s)
利用贝恩-霍根泛点气速方程可得：
81
412.032)()(75.1]lg[L
G mG mL L L G f
q q A a
g u ρρ
ηρρε-=⨯⨯ (4-2)
取A=0.106
664
.51-8
1
800588.5041.4132.241785.71-06.10=⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯
取a=220 3.90=ε
02714.0u 2
.032
=⨯⨯L L g f
a
g μρρε
u f =6008.1220
5.05588.0800
93.081.902714.02.03=⨯⨯⨯⨯⨯（m/s ）
取u=0.7u f =0.7⨯1.16008m/s=1.12m/s
066.0=VS q m 3/s D =
273.014
.312.1066
.044=⨯⨯=πu q VS (m) 圆整后取D=300mm
24D S π
=
=0.785⨯0.32=0.71(m)
实际气速： 94.0071
.0066
.0===S q u VS (m/s)
泛点率校正
的范围内）在%80~%50(59.06008
.194.0==f u u 填料规格校正 D/d =
满足径比条件）
(81225
300
>= 喷淋量的校核[]10：吸收剂的喷淋密度
U =L/S (4-3) 2.5103071
.05
.37===
S q U vG (m 3/m ⋅2h)
润湿率：
7.40220
2
.5103min ==
=U/at L W (m 3/m ⋅h) 对于直径小于75mm 的环形填料，必须满足润湿率最小值
08.0min >W L 满足最小喷淋密度要求。
经以上校核可知填料塔径选用300mm 。 4.2.2填料层高度的计算 （1）质单元高度计算
塔内的气液相主要物性如下.
3
kg/m 800=L ρ
3
kg/m 5588.0=G ρ
s pa 100.5-3⋅⨯=L η
41074.32-⨯=G ηpa ⋅s N/m 02.0dyn/cm 20==L σ 气相扩散系数为
()()2
31312
1
75
.13
11100.1⎥⎦
⎤⎢⎣⎡∑+∑⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛+
⨯=-B A B A G V V P M M T D (4-4)
G D ()
()2313
12
1
75
.138.6907.1212.0181781
120273100.1⎥⎦
⎤⎢⎣⎡+⨯⎪⎭
⎫ ⎝⎛+⨯+⨯⨯=
- 51031.1-⨯=(m 3/s)
液相扩散系数
()
6.02
18
104.7A
B B L v T
M D μα⨯⨯
⨯=- (4-5)
()()56
.02
18106.06965.02731202601104.7--⨯=⨯+⨯⨯⨯
⨯=L D (cm 2/s)=9-106.06⨯(m 2/s)
气相及液相的流速为
53.0071
.03600.4
1323600=⨯=
=S q G mG G kg/(m 2⋅s)
吉林化工学院 化工原理课程设计 题目处理量为2500m3/h水吸收二氧化硫过程填料吸收塔的设计 教学院化工与材料工程学院 专业班级化学工程与工艺0804班 学生姓名 学生学号 08110430 指导教师徐洪军 2010 年 12 月 15 日 化工原理课程设计任务书
专业化学工程与工艺班级化工0804 设计人郑大朋一．设计题目 处理量为2500m3/h水吸收二氧化硫过程填料吸收塔的设计 二．原始数据及条件 生产能力：年处理空气—二氧化硫混合气2.3万吨（开工率300天／年）。 原料：二氧化硫含量为5%（摩尔分率，下同）的常温气体。 分离要求：塔顶二氧化硫含量不高于0.26% 。 塔底二氧化硫含量不低于0.1% 。 建厂地址：河南省永城市。 三．设计要求 （一）编制一份设计说明书，主要内容包括: 1. 摘要； 2. 流程的确定和说明（附流程简图）； 3. 生产条件的确定和说明； 4. 吸收塔的设计计算； 5. 附属设备的选型和计算； 6. 设计结果列表； 7. 设计结果的讨论和说明； 8. 主要符号说明； 9. 注明参考和使用过的文献资料； 10. 结束语 (二) 绘制一个带控制点的工艺流程图。 （三）绘制吸收塔的工艺条件图]1[。 四．设计日期： 2010 年 11 月 22 日至 2010 年 12 月 15 日
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
填料吸收塔课程设计说明书 专业应用化学 班级0704班 姓名李海涛 班级序号 3
目录 一前言 (2) 二设计任务 (2) 三设计条件............................................................ (2) 四设计方案 (2) 1流程图及流程说明 2填料塔的选择 五工艺计算 (5) 1物料衡算，确定塔顶，塔底的气、液流量和组成 2泛点的计算 3塔径的计算 4 填料层高度的计算 5 填料层压降的计算 6 液体分布装置 7分布点密度计算 8 液体再分布装置 9气体入塔分布 六填料吸收塔的附属设备 (5) 1填料支撑板 2填料压板和床层限制版 七设计一览表 (6) 八课程设计总结 (6) 九主要符号说明 (6) 十参考文献 (9) 十一附图.......................................................... . (13)
前言 塔设备是炼油、化工、石油化工等生产中广泛应用的气液传质设备。根据塔内气液接触部件的形式，可以分为填料塔和板式塔。板式塔属于逐级接触逆流操作，填料塔属于微分接触操作。工业上对塔设备的主要要求：（1）生产能力大（2）分离效率高（3）操作弹性大（4）气体阻力小结构简单、设备取材面广等。 塔型的合理选择是做好塔设备设计的首要环节，选择时应考虑物料的性质、操作的条件、塔设备的性能以及塔设备的制造、安装、运转和维修等方面的因素。板式塔的研究起步较早，具有结构简单、造价较低、适应性强、易于放大等特点。 填料塔由填料、塔内件及筒体构成。填料分规整填料和散装填料两大类。塔内件有不同形式的液体分布装置、填料固定装置或填料压紧装置、填料支承装置、液体收集再分布装置及气体分布装置等。与板式塔相比，新型的填料塔性能具有如下特点：生产能力大、分离效率高、压力降小、操作弹性大、持液量小等优点。 水吸收NH3填料塔设计 一设计任务 1000m³∕h含NH3空气填料吸收塔的设计 ①1000m³∕h（标准状况下）含5％（体积比）氨气，其他组分视为惰性气体，气体进口温度为40℃，吸收后尾气中氨含量50μg／m³； ②用清水吸收，清水进口温度为35℃； ③操作压力为塔顶表压为0.2atm； ④填料采用乱堆式拉西环 二吸收工艺流程的确定 采用常规逆流操作流程．流程如下。
化工原理课程设计(氨气填料吸收塔设计)1000字 氨气填料吸收塔是一种常见的化工工艺设备，用于从氨气等气体中 去除二氧化碳等有害成分。在这篇课程设计中，我们将重点讨论氨 气填料吸收塔的设计原理和实现方法。 一、设计原理 氨气填料吸收塔的设计原理基于物理吸收法，它通过填充物（如泡 沫塑料、陶瓷、金属等）将气相物质传递到液相解吸剂中，以达到 去除气体中有害成分的目的。其中，填充物的种类、形状和大小会 影响到吸收效率和压力损失。塔顶设置进口气流分布器，塔底设置 液体分布器，使操作稳定，保证吸收效果。 二、实现方法 1. 确定设计参数 氨气填料吸收塔的设计需要涉及到多项因素，包括： （1）吸收剂的化学性质：吸收剂的化学性质会影响到塔内化学反应 的速率和吸收效率。因此，需要选择合适的吸收剂，并对其进行物 性参数测定。 （2）气体流量：气体流量会影响到塔内的混合程度和扩散速率。因此，需要确定气体流量范围和变化规律。 （3）操作温度和压力：操作温度和压力会直接影响到化学反应的速 率和吸收效率。因此，需要选择合适的操作温度和压力，并对其进 行测定。 （4）塔体高度和直径：塔体高度和直径会影响到填充物的分布、气 液流动情况和压降。因此，需要按照实际需要确定塔的高度和直径。 （5）填充物种类和数量：填充物的种类和数量对吸收效率和压力损 失有较大影响。因此，需要选择合适的填充物，并确定填充层数和 填充物粒径。 2. 填充物选型 填充物的种类是影响氨气填料吸收塔吸收效率和压力损失的一个关 键因素。选用填充物时需要考虑以下方面：
（1）物理性能：填充物的物理性能直接影响其在吸收塔内的分布、 气液流动情况和压降。因此，需要选择合适的物理性能（如比表面积、孔隙率、容重等）的填充物。 （2）化学特性：填充物的化学特性对气液反应速率和吸收效率有较 大影响。因此，需要选择符合需要的化学特性的填充物。 （3）成本和耐久性：填充物的成本和耐久性也是选型时需要考虑的 因素，以确保经济可行和长期稳定运行。 3. 填充物堆积方式 填充物的堆积方式对于塔内气液流动和弥散程度有较大影响。常见 的填充物堆积方式有堆积和固定聚束。其中，堆积的填充物表面较 为平整，具有较大的表面积，能够达到较好的气液弥散效果；固定 聚束的填充物会产生较大的空隙，有利于气液流动。 4. 填充物排列方式 填充物的排列方式也对气液流动和吸收效果有影响。常见的填充物 排列方式有交错式、层级式和蜂窝式。其中，交错式排列具有较大 的干散角度和气流弹性，能使气相沿着填充物表面流动并扩散，因 此适用于化学反应较快的情况；层级式排列可以节省填充物的空间 和重量，较为适用于氨气填料吸收塔等化学反应较慢的情况。 5. 气液分布 气液分布在氨气填料吸收塔的设计中很重要。为了达到最好的吸收 效果，需要保证气液分布的均匀性。气液分布器可以用来装置在塔 的顶部和底部，以确保气液分布均匀，使操作稳定，保证吸收效果。 6. 防腐措施 氨气等化工设备中几乎都含有腐蚀性成分，对设备的耐腐蚀性要求 非常高。在塔内安装不锈钢条，组成一个网状结构，为吸收剂和气 体的运动提供空间，同时防止填充物和液体直接接触使填充物变形 和污染，也可增强吸收强度，提高填充容量，ような硫酸、硫酸铵、硝酸，易被吸收剂与传质驱动剂化学反应罗盘控制的泵循环至吸收塔。同时，对于腐蚀性较大的液体或气体，还需要在设备表面做出 相应的防腐措施。 三、总结
二氧化硫填料吸收塔的课程设计 二氧化硫填料吸收塔是一种常用的工业废气处理设备，其主要作用是将工业烟气中的二氧化硫（SO2）等有毒有害气体经过吸收液处理后 转化为无害的硫酸或硫酸盐等物质。以下是二氧化硫填料吸收塔的课程设计建议： 一、设计任务 设计一套二氧化硫填料吸收塔，对污染气体中的二氧化硫进行吸收处理，将其转化为硫酸盐等物质。具体要求如下： 1.设计一套单级立式填料吸收塔，应考虑吸收效率、填料摆放方式、液流量和泵选型等参数。 2.选择合适的吸收液，建立吸收液稀释与循环系统，并估算其化学消耗量。 3.设计吸收塔底部的收集槽，实现二氧化硫的收集和回收。 4.制定操作规程和紧急处理方案，保证设备的安全运行。 二、设计步骤 1.确定设计参数，包括吸收液种类、填料类型和数量、吸收液循环流量和泵型号、收集槽尺寸和材质等。 2.进行吸收液配制试验，并根据试验结果确定吸收液的组成、浓度和稀释方案。 3.根据塔内流体动力学理论，优化填料摆放方式，选择合适的填料高度和层数。 4.设计吸收塔的结构和支撑体系，选择合适的材料和标准进行设计。
5.进行工艺流程模拟和设备性能计算，优化设计参数，并绘制各项工艺图纸。 6.制定操作规程和紧急处理方案，并进行模拟实验和应急演练。 三、注意事项 1.设计中应充分考虑环保和安全要求，确保设备能够达到相关标准和指标。 2.设计中应注重填料的选择和摆放，以及吸收液的循环流量和泵选型，这对于吸收效率和设备运行费用有着重要的影响。 3.设计中应充分考虑设备的可维护性和易操作性，尽可能地降低运行成本。 4.设计完成后应进行安全评估和性能测试，确保设备的可靠性和稳定性。 总之，二氧化硫填料吸收塔的设计需要充分考虑各方面因素，以实现高效环保的处理效果。同时，还要注重设备的安全运行和易操作性，并进行必要的测试和评估，确保设备能够在长期使用中保持良好的工作状态。
学校：华东交通大学 学院：基础科学学院 姓名：王业贵 学号：20100810030111 指导老师：周枚花老师 时间：2013.12.30-2014.1.10
一、设计任务书 一、设计题目 年处理量为4 吨氮气填料吸收塔的设计 2.0410 二、设计任务及操作条件 试设计一座填料吸收塔，用于脱除混于空气中的氨气。混合气体的处理量为2400 m3/h，其中含空气95%，含氨气为5％（体积分数），要求塔顶排放气体中含氨低于0.02％（体积分数）。 采用清水进行吸收，吸收剂的用量为最小用量的1.5倍。20℃氨在水中的溶解度系数为H ＝0.725kmol/（m3.kPa） 三、工艺操作条件 1.厂址为南昌地区 2.操作压力为101.3kpa 3.操作温度20℃ 4.每年生产时间：300天，每天24小时 5.自选填料类型及规格 四、设计内容 1. 吸收流程选择 2. 填料选择（根据处理量选择） 3. 基础物性数据的搜集与整理 4. 吸收塔的物料衡算 5. 填料塔的工艺尺寸计算（塔径，填料层高度，填料层压降） 6. 流体分布器简要设计 7.辅助设备的计算及选型 8.设计结果一览表 9.后记（对设计过程的评述和有关问题的讨论）
10.绘制有关图纸 11.编写设计说明 五、化工设计说明书的内容 完整的化工设计报告由说明书图纸两部分组成。设计说明书中应包括所有论述、原始数据、计算、表格等，编排顺序如下： （1）标题页； （2）设计任务书； （3）目录； （4）设计方案简介； （5）工艺流程草图； （6）工艺计算以主体设备设计计算及选型； （7）辅助设备的计算及选择； （8）设计结果概要或设计一览表； （9）对本设计的评述； （10）附图（工艺流程图（设计说明书中）、主体设备工艺条件图（A3））； （11）参考文献； 二、设计方案 (一)流程图及流程说明 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。 (二)填料及吸收剂的选择 该过程处理量不大，所用的塔直径不会太大，可选用25×12.5×1.4聚丙烯阶梯环塔填料，其主要性能参数如下：
一、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氨气。混合气体的处理量为1000 m3/h，其中含氨气为8％（体积分数），要求塔顶排放气体中含氨低于0.02％（体积分数），采用清水进行吸收，吸收剂的用量为最小用量的1.5倍。（20℃氨在水中的溶解度系数为H＝0.725kmol/（m3.kPa） (二)操作条件 1.操作压力为常压，操作温度20℃. 2.填料类型选用聚丙烯阶梯环填料，填料规格自选。 3.工作日取每年300天，每天24小时连续进行。 (三)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.吸收塔接管尺寸计算； 5.吸收塔设计条件图； 6.对设计过程的评述和有关问题的讨论。 二、设计方案 (一)流程图及流程说明 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。 (二)填料及吸收剂的选择 该过程处理量不大，所用的塔直径不会太大，可选用25×12.5×1.4聚丙烯阶梯环塔填料，其主要性能参数如下： 比表面积a t ：2233 2/m m空隙率ε：0.90 湿填料因子Φ：1 172m-填料常数 A:0.204 K：1.75
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。 三、工艺计算 (一)基础物性数据 1.液相物性数据 3998.2(/) L kg m ρ= 6100410() 3.6(/)L Pa s kg m h μ-=??= 272.6(d y n /c )940896( /)L m k g h σ== 931.7610(/) L D m s -=? 2. 气相物性数据 混合气体平均密度：31.166(/)v kg m ρ= c σ=427680(2/kg h ) 空气黏度：51.8110()0.065(/)v Pa s kg m h μ-=??= 273K ，101.3Kpa.氨气在空气中扩散系数：200.17(/)D m s = (二)物料衡算，确定塔顶、塔底的气液流量和组成 20℃，101.3Kpa 下氨气在水中的溶解度系数 30.725/H kmol m kpa = 998.2 0.7540.72518101.3 s S E m P HM P ρ= ===?? 进塔气相摩尔比： 10.080.087010.08Y ==- 出塔气相摩尔比：20.00020.00020010.0002Y ==- 对于纯溶剂吸收过程，进塔液相组成：20X =
目录 一、绪论 (3) 二、设计任务书 (4) 三、设计方案简介 (5) 四、填料塔的主要工艺尺寸计算 (8) 4.1、物料衡算 (8) 4.2、填料吸收塔的工艺尺寸计算 (10) 4.3、填料层高度计算 (13) 4.4、填料压降计算 (13) 五、填料塔内部结构设计 (14) 5.1、泵的选择 (14) 5.2、工艺管道的材质选择 (14) 5.3、液体分布器设计 (14) 5.4、液体再分布器设计 (16) 5.5、支承板的设计 (17) 5.6、压板的选取 (18) 六、壁厚的计算 (18) 6.1、筒体的设计计算 (18) 6.2、封头设计计算 (19)
6.3、法兰和垫片的选取 (20) 七、各接管尺寸的设计 (20) 7.1、进气管直径 (20) 7.2、出气管直径 (20) 7.3、吸收剂进料管直径 (21) 7.4、吸收剂进料管直径 (21) 八、设计结果一览表 (21) 九、九、主要符号说明 (22) 十、参考文献 (22) 十一、设计总结 (23)
一、绪论 此次课程设计是我们学完了大学的全部基础课和专业课之后进行的，也是学校对我们大学四年整个教学计划里的一个必不可少的总结性教学环节。在课程设计过程当中，理论联系实际，培养我们综合运用本所学基础理论知识，解决一特定设计任务的一次训练，对于培养我们独立工作和自学能力起到重要作用，通过课程设计就以下几个方面要求我们加强训练。 1．极大的巩固了我们大学四年所学的知识，是对之前知识的综合性检验。 2.查阅资料选用公式和搜集数据的能力。 3．树立正确的设计思想，掌握设计方法，并注意在这种设计思想的指导下去分析和解决实际问题的能力。 4．用简洁文字和图表，清晰表达自己设计思想的能力。 设计指导思想：满足工艺要求，在经济上合理，保证生产安全，设计符合国家相关标准等，满足环保要求。 塔设备是炼油、化工、石油化工等生产中广泛应用的气液传质设备。根据塔内气液接触部件的形式，可以分为填料塔和板式塔。板式塔属于逐级接触逆流操作，填料塔属于微分接触操作。工业上对塔设备的主要要求：（1）生产能力大（2）分离效率高（3）操作弹性大（4）气体阻力小结构简单、设备取材面广等。 塔型的合理选择是做好塔设备设计的首要环节，选择时应全面了解物料的性质、操作的条件、塔设备的性能以及塔设备的制造、安装、运转和维修等方面的因素。 板式塔的研究起步较早，具有结构简单、造价较低、适应性强、易于放大等特点。本次设计为填料吸收塔，板式塔就不必赘述。 填料塔由填料、塔内件及筒体构成。填料分规整填料和散装填料两大类。塔内件有不同形式的液体分布装置、填料固定装置或填料压紧装置、填料支承装置、液体收集再分布装置及气体分布装置等。与板式塔相比，新型的填料塔性能具有如下特点：生产能力大、分离效率高、压力降小、操作弹性大、持液量小等优点。
填料吸收塔设计范文 填料吸收塔是一种常见的气体净化装置，用于处理工业废气中的污染物。它利用填料在塔内表面形成大量液滴，通过气液接触产生质量传递， 将废气中的污染物吸收到液相中。本文将从填料的选择、填料层的设计、 气液分布、液层压降等方面介绍填料吸收塔的设计。 首先，填料的选择是填料吸收塔设计的关键。填料的选择应根据废气 中的污染物性质、浓度和工艺要求来确定。常见的填料材料有陶瓷填料、 金属填料和塑料填料等。陶瓷填料具有耐酸碱性好、温度范围广等优点， 适用于酸碱性废气的处理；金属填料具有强大的耐冲击能力和耐高温性能，适用于高温废气的处理；塑料填料具有质轻、成本低等优点，适用于一般 废气的处理。在选择填料时还应考虑填料的表面积、孔隙率和液滴生成能 力等因素，以提高废气与液相的接触效果。 其次，填料层的设计是填料吸收塔中的重要环节。填料层的设计应根 据废气量、污染物浓度和去除效率来确定。通常将填料层分为多层，每层 填料的厚度和密度不同，以增加气液接触面积和有效去除污染物的能力。 较低的填料层将废气引入底部，并向上通过填料层，较高的填料层将净化 后的气体收集并排出废气塔。填料层之间的距离应根据填料层的性质和操 作压力来确定，以保证废气在填料层间的适当停留时间，提高吸收效果。 气液分布是填料吸收塔设计中需要注意的一个重要因素。气体和液体 的均匀分布对于吸收效果至关重要。气体和液体的进入和分布应在填料层 的不同位置进行，以提高气体与液体的接触。通常在填料层的顶部设置喷 头或喷淋系统，以确保液体的均匀喷洒。此外，还可以在填料层底部设置 分布板或分布管，使气体均匀进入填料层。根据废气流量和填料的液滴生 成能力，应选择适当的排量和喷射角度，以确保气体和液体的有效接触。
氨气填料吸收塔课程设计 氨气填料吸收塔课程设计 设计任务书 1.设计题目 本次设计任务为设计一座填料吸收塔，采用清水吸收混于空气中的氨气。混合气体的处理量为2000m3/h，其中含氨为8%（体积分数），混合气体的进料温度为25℃。要求排放气体中含氨低于0.05%（体积分数）。 2.操作条件 1）操作压力：常压 2）操作温度：20℃ 3）吸收剂用量为最小用量的1.8倍。
3.填料类型 选择聚丙烯阶梯环填料。 4.设计内容 1）确定设计方案并进行说明。2）进行物料衡算。 3）计算吸收塔的工艺尺寸。4）计算填料层压降。 5）简要设计液体分布器。 6）绘制液体分布器施工图。7）计算吸收塔接管尺寸。
8）列出设计参数一览表。 9）绘制生产工艺流程图（A3号图纸）。 10）绘制吸收塔设计条件图（A3号图纸）。 11）对设计过程进行评述和有关问题的讨论。 目录 前言 1.水吸收氨气填料塔工艺设计方案简介 1.1 任务及操作条件 本设计任务为设计一座填料吸收塔，采用清水吸收混于空气中的氨气。混合气体的处理量为2000m3/h，其中含氨为8%
（体积分数），混合气体的进料温度为25℃。要求排放气体中含氨低于0.05%（体积分数）。 2.工艺计算 2.1 基础物性数据 2.1.1 液相物性的数据 2.1.2 气相物性的数据 2.1.3 气液相平衡数据 2.1.4 物料衡算 2.2 填料塔的工艺尺寸的计算 2.2.1 塔径的计算 2.2.2 填料层高度计算
2.2.3 填料层压降计算 前言 塔设备是炼油、石油化工、精细化工、食品、医药及环保等部门中使用量大应用面广的重要单元设备。它广泛用于蒸馏、吸收、萃取、洗涤、传热等单元操作中，一直是国内外学者普遍关注的重要课题。 吸收操作是气体混合物分离方法之一，它是根据混合物中各组分在某一种溶剂中溶解度不同而达到分离的目的。在化学工业中，经常需要将气体混合物中的各个组分加以分离，其主要目的是回收气体混合物中的有用物质，以制取产品，或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成分，以免污染空气。 塔设备按其结构形式基本上可分为两类：板式塔和填料塔。以前在工业生产中，当处理量大时多用板式塔，处理量小时采用填料塔。近年来由于填料塔结构的改进，新型的、高负荷填料的开发，既提高了塔的通过能力和分离效能又保持了压降小、性能稳定等特点。因此，填料塔已经被推广到大型气、液操作
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。混合气体的处理量m3/h 1800 含量（体积分数）5% 混合气体SO 2 的回收率不低于97% SO 2 （二）操作条件 （1）操作压力常压混合气体的温度23℃ （2）操作温度 20℃ （三）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）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填料的类型和选择 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。和鲍尔环相比，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内容来进行设计 （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ρ L =998.2 kg/m3 粘度为μ L =0.001Pa·s=3.6kg/(m·h) 表面张力为σ L =72.6×3 10-N/m=940896kg/h2 SO 2在水中的扩散系数为 D L =1.47×10-9m2/s=5.29×10-6m2/h （依Wilke-Chang 0.5 18r 0.6 () 1.85910 M T D V φ μ - =?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23℃， 混合气体的平均摩尔质量为 M Vm=Σy i M i=0.05×64.06+0.95×29=30.75g/mol 混合气体的平均密度为 ρVm=PM/RT=101.325×30.75/（8.314×298.15）=1.257kg/ m3 混合气体的粘度可近似取为空气的粘度，查手册得25℃空气的粘度为
填料吸收塔的设计 一、填料吸收塔的设计原则： 1.吸收效率：填料吸收塔的设计要保证充分的气液接触，提高气体吸收效率。这可以通过增加填料表面积、增加气液接触时间和提高液体分布效果来实现。 2.填料选择：根据气体和液体的性质和吸收的要求，选择适合的填料材料和形状。常见的填料材料有塑料和金属材料，常见的形状有球状、环状和片状等。 3.填料层数：填料层数的设置要兼顾气液相接触和液滴碰撞的效果。填料层数过多会增加气体液体流阻，降低吸收效率，填料层数过少则会减少气液接触面积。 4.液体分布：设计合理的液体分布系统可以保证液体均匀分布在填料表面，避免干点和湿点的出现。常见的液体分布系统有喷淋系统和分布管系统等。 5.塔底设计：填料吸收塔的塔底设计要考虑液体和气体的平衡、流动和分离。常见的塔底结构有分流器和收集器等。 二、填料的选择： 填料是填料吸收塔中起关键作用的部分，其选择要兼顾各种因素。常见的填料材料有聚丙烯、聚氨酯、陶瓷和金属材料等。在选择填料时要考虑以下几个方面：
1.填料表面积：填料表面积越大，气液接触面积越大，吸收效果越好。聚氨酯和陶瓷等材料的填料表面积较大，适合用于吸收性能要求较高的场合。 2.填料孔隙率：填料的孔隙率决定了气体和液体在填料中的通道。孔 隙率过高会导致液体层不稳定，孔隙率过低会增加气阻。填料的孔隙率一 般为40%~95%。 3.填料形状：填料的形状也会影响气液接触效果。环状和球状填料的 气液接触效果较好，片状填料则适用于在高液体负荷下运行的塔。 4.填料强度：填料的强度决定了填料在使用过程中的耐久性和机械性能。填料吸收塔中较常用的填料有波纹填料、环形填料、骨架填料和多孔 填料等。 三、液体的分布： 液体的均匀分布对填料吸收塔的性能有着至关重要的影响。设计合理 的液体分布系统可以有效地保证液体在填料中的分布。常见的液体分布系 统有： 1.喷淋系统：喷淋系统通过喷头喷洒液体来实现分散。喷淋系统一般 采用喷嘴式分布器，通过喷嘴的设计和安装位置来实现液体的均匀分布。 2.分布管系统：分布管系统通过设置分布管和分布孔来实现液体的均 匀分布。分布管系统一般采用大口径的管道或者槽道，通过设置孔隙来实 现液体的分散。 四、气液相接触：
填料吸收塔是一种常见的气液分离设备，用于将气体中的污染物吸收、脱除或者转化为无害物质。下面是填料吸收塔设计说明书的基本内容： 一、设计需求 填料吸收塔的设计需求根据具体的工艺要求以及污染物种类和浓度来确定。具体需求涉及到填料选择、进出口管道设计、塔体尺寸、材质、压力等方面。 二、填料选择 填料是填料吸收塔的核心组成部分，它的选择直接影响到填料吸收塔的处理效果和经济性。填料的选择应该根据污染物种类、浓度、处理量等因素来确定，同时还需要考虑到填料的成本、使用寿命、维护保养等方面。 三、进出口管道设计 填料吸收塔的进出口管道设计应该充分考虑管道的尺寸、长度、弯头、支架、密封性等因素，以确保管道的流量和压力符合设计要求，同时还需考虑到材料的选择、防腐处理、安装方便等问题。 四、塔体尺寸和材料 填料吸收塔的塔体尺寸和材料应该根据处理量、塔高、压力、温度、介质等因素来确定。材料选择方面需要考虑到耐腐蚀性、强度、刚度、耐高温、耐低温等因素，同时还需要根据经济性、可维护性等方面进行综合考虑。 五、压力容器设计规范 填料吸收塔属于压力容器，其设计必须符合相关的设计规范和标准，例如国家标准《压力容器设计规范》和《焊接压力容器制造规范》等。设计必须考虑到承受内部压力的能力，以确保其安全性。 六、工艺流程 填料吸收塔的工艺流程要根据具体的污染物种类、浓度、处理量等因素来确定，同时还需考虑到填料的选择、进出口管道设计、塔体尺寸、材料、压力等方面。工艺流程的设计需要综合考虑技术可行性、处理效果以及设备经济性等方面。 七、维护保养 填料吸收塔的维护保养是确保其长期稳定运行的关键。在设计过程中需要考虑到设备的易于维护性、维修性，同时还应该制定完善的设备维护保养计划，定期对设备进行检修和保养，以确保其正常运行。 以上就是填料吸收塔设计说明书的基本内容，设计说明书应该根据具体情况来制定，以确保其具备明确、具体、可行的设计方案。
废气治理项目 设 计 方 案 设计单位：有限公司 施工单位：有限公司 编制日期：2020年9月
第一章前言 . 有限公司位于工业区。。该厂主要从事饲料、生物制品研发。根据该公司提供的”环评”相关资料及我司技术人员对现场察看、了解得知，贵公司在厂区现设有饲料蛋白烘干炉(硫化床)，该生产运行过程中产生较小量含硫、烟尘（颗粒物）废气。若此废气不经环保净化治理而直接排放将会对周围的生态环境造成一定的影响。该废气中主要污染程度（指标）表现在：(S02)二氧化硫和烟尘等。 为保护环境和员工身体健康，依据环保“三同时”等相关规定，受该厂委托，本着运行管理简单、技术先进可靠、价格合理的原则，并结合该厂的实际情况，我公司为其提供如下设计方案。 第二章设计依据与设计要求、设计参数/设计条件 1．设计依据 1)中华人民共和国国务院令第253号《建设项目环境保护管 理条例》、《中华人民共和国环境保护法》； 2)广东省人大1994年第57号文《广东省建设项目环境保护 条例》 3)厂方提供的有关资料，治理要求及参考原始技术资料、图 纸； 4)相关文献，技术资料、技术规范、产品说明书； 5)应执行的污染物排放标准；排放标准参照《广东省地方标 准》DB44/27-2001表一，工艺废气大气污染物排放限值（第
二时段）二级标准; 6)厂方的环保审批文件； 7)治理技术的先进性,可靠性及经济可行性。 8)本公司对治理同类废气的工程经验及工程实例； 9)现场考察的有关资料； 10)《环境工程设计手册》 11)《废气监测分析方法》 12)《工业企业电气设计标准》 2．设计要求 1)采用成熟、安全、可靠的工艺和先进的设备，确保处理装置运 行稳定，废气达标排放； 2)整个工程布局合理可靠的工艺和先进的设备，确保处理装 置运行稳定，废气达标排放；，流程简单，外形整洁美观； 3)操作、维护简单； 4)充分考虑经济性，控制一次性投资，降低运行费用。3．设计范围 1）废气处理工艺设计； 2）废气处理系统平面布置设计； 3）废气处理系统设备选型； 4）废气处理系统工程投资概算。 4、设计条件 1）设计处理量： 该厂废气主要来源于烘烤车间生产时产生的废气异味，主要成份为添加剂系有机挥发性气体。
氨气填料吸收塔课程设计 设计任务书 1.设计题目 试设计一座填料吸收塔采用清水吸收混于空气中的氨气.混合气体的处理量为2000m3/h，其中含氨为8％（体积分数），混合气体的进料温度为25℃。要求： ①塔顶排放气体中含氨低于0。05％（体积分数）; 2. 操作条件 （1）操作压力: 常压 (2）操作温度：20℃ (3)吸收剂用量为最小用量的1.8倍. 3. 填料类型 填料类型选用聚丙烯阶梯环填料。 4。设计内容 （1）设计方案的确定和说明 （2)吸收塔的物料衡算； (3）吸收塔的工艺尺寸计算； （4）填料层压降的计算； （5）液体分布器简要设计； （6）绘制液体分布器施工图 （7）吸收塔接管尺寸计算; （8)设计参数一览表; （9）绘制生产工艺流程图（A3号图纸）; （10）绘制吸收塔设计条件图（A3号图纸）； （11）对设计过程的评述和有关问题的讨论。
目录 前言 (1) 1. 水吸收氨气填料塔工艺设计方案简介 (4) 1。1任务及操作条件 (4) 1.2设计案的确定 (4) 1。3填料的选择 (5) 2。工艺计算 (6) 2。1 基础物性数据 (6) 2.1.1液相物性的数据 (6) 2.1.2气相物性的数据 (6) 2.1。3气液相平衡数据 (6) 2.1.4 物料衡算 (7) 2。2 填料塔的工艺尺寸的计算 (8) 2.2.1 塔径的计算 (8) 2。2.2 填料层高度计算 (9) 2.2.3 填料层压降计算 (12) 2.2。4 液体分布器简要设计 (13) 3. 辅助设备的计算及选型 (15) 3。1填料支承设备 (15) 3.2填料压紧装置 (16) 3。3液体再分布装置 (16) 4. 设计一览表 (17) 5. 后记 (18) 6。参考文献 (19)
设计题目3000Nm3/h含氨5%填料吸收塔的设计 试设计一座填料吸收塔，用于脱出混于空气中的氨气。混合气体的处理量为3000Nm3/h，其中含氨为5%（体积分数），采用清水进行吸收。要求塔顶排放气体中含氨低于0.02%（体积分数）。 操作条件 （1）操作压力101.33 kPa（常压）； （2）操作温度20℃； （3）吸收剂用量为最小用量的1.9倍 填料类型：选用聚丙烯阶梯环填料。 工作日：每年300天，每天24小时连续运行 厂址：合肥 设计内容 （1）设计方案的说明及流程说明； （2）吸收塔的物料衡算；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）绘制生产工艺流程图； （7）绘制吸收塔设计条件图； （8）绘制液体分布器施工图； （9）对设计过程的评述和有关问题的讨论。
目录 第1章设计方案的简介 (1) 1.1选定塔型 (1) 1.2确定填料吸收塔的具体方案 (2) 1.2.1装置流程的确定 (2) 1.2选择吸收剂 (3) 1.3操作温度与压力的确定 (3) 1.3.1操作温度的确定 (3) 1.3.2操作压力的确定 (3) 第2章填料的类型与选择 (4) 2.1填料的类型 (4) 2.1.1散装填料 (4) 2.1.2规整填料 (4) 2.2填料的选择 (5) 2.2.1填料种类的选择 (5) 2.2.2填料规格的选择 (6) 2.2.3填料材质的选择 (7) 第3章填料塔工艺尺寸 (9) 3.1设计基础数据 (9) 3.1.1液相物性数据 (9) 3.1.2气相物性数据 (9) 3.2.3气液相平衡数据 (9) 3.2.4物料衡算 (10) 第4章填料塔的工艺尺寸的计算 (11) 4.1塔径的计算 (11) 4.2填料层高度计算 (12) 4.3填料塔压降的计算 (14)
填料吸收塔设计方案 1、设计方案简介 1.1吸收剂的选择 根据所处理混合气体，可采用洗油为吸收剂，其物理化学性质稳定，选择性好，符合吸收过程对吸收剂的基本要求。 1.2吸收流程 该吸收过程可采用简单的一步吸收流程，同时应对吸收后的洗后进行再生处理。以混合气体原有的状态即27℃和1atm条件下进行吸收，流程如图2-1所示。混合气体进入吸收塔，与洗油逆流接触后，得到净化气排放，吸收苯后的洗油，经富液泵送入再生塔塔顶，用过热水蒸气进行气提解吸操作，解吸后的洗油经贫油泵，送回吸收塔塔顶，循环使用，气提气则进入冷凝系统进行苯水分离。 1.3吸收塔设备及塔填料选择 该过程处理量不大，所用的塔直径不会太大，故采用填料塔较为适宜，并选用25mm塑料作阶梯环填料，其主要性能参数如下。 经查表将25mm塑料阶梯环的主要物性参数见下表1-1。 表1-1 25mm塑料阶梯环的物性参数[]1 比表面积α填料因子孔隙率ε填料的对应A值泛点填料因子填料的表面张力 228 260 0.9 0.204 176 75 1.4解吸塔设备及塔填料选择 解吸塔采用水蒸气加热再生法，并选用25mm碳钢阶梯环填料，其主要性能参数见下表1-2。 表1-2 25mm碳钢阶梯环的物性参数[]1
比表面积α填料因子孔隙率ε填料的对应A值泛点填料因子填料的表面张力 220 273 0.93 0.106 176 75 1.5操作参数选择 操作参数主要包括吸收（解吸）压力、温度及吸收因子（解吸因子）。吸收过程：1atm、27℃；解析过程：1atm、120℃。吸收因子（解吸因子）通过工艺过程设计计算得出。 1.6提高能量利用率 尽量保持气体吸收前后压力1atm，避免气体解压后重新加压；设计时尽量减小各部分的阻力损失，以减少气体输送过程的能量损失；回收系统内部热量。 2、流程的设计及说明 图2-1 从水煤气中回收粗苯的流程示意[]2