脱硫塔填料高度的计算方法

（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/m3L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 2S02在水中的扩散系数L D =1.47×10-5cm 2/s=5.29×10-6 m 2/h2、 气相的物性数据 混合气体的平衡摩尔质量M =0.04×64.06+0.96×29=30.40 g/mol混合气体的平均密度G ρ=101.330.408.31427330⨯⨯+（）=1.222 kg/m3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=1.81×10-5Pa ·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/h3、 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 3kPa相平衡常数为m E P==3.55×1O 3/101.3=35.04 溶解度系数LLH EM ρ==998.2/3.55×1O 3/18.02=0.0156 kmol/h4、填料的填料因子及比表面积数据 泛点填料因子F φ=184 /m压降填料因子P φ=114 /m比表面积t α=151 m 2/m 3填料临界表面张力C σ=33 dyn/cm=427680 kg/h 2（五） 物料衡算进塔气相摩尔比111y 0.041y 10.04Y ==--=0.042 出塔气相摩尔比222y 0.00151y 10.0015Y ===-- 1.5×10-3进塔惰性气相流量3500273(10.04)22.427330G =⨯⨯-+=135.15 kmol/h吸收过程属于低浓度吸收，最小液气比可按下式计算12min 12)Y Y LG Y m X -=-（ 对于纯溶剂的吸收过程，进塔液相组成为：X 2=0312min 120.042 1.510)33.790.04235.040Y Y L G Y m X ---⨯===--（ 取液气操作比为1.5min ) 1.533.7950.685L LG G=⨯==1.5（ 50.685135.1550.6856850.08/L G kmol h =⨯=⨯=塔底吸收液组成1X ：1212()()G Y Y L X X -=-34121()135.15(0.042 1.510)8.0106850.08G Y Y X L ---⨯-⨯===⨯表1：气相进出组成(六）填料塔工艺尺寸的计算1、塔径的计算采用Eckert通用关联图计算泛点气速气相的质量流量G h=⨯='3500 1.2224277kg/液相的质量流量（可以近似用纯水的流量计算）=⨯=L kg h'6850.818.02123438.4/参照Eckert通用关联图图 1： 填料塔泛点和压降的通用关联图（引自《化工原理》）图中 u 0——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，m /s 2；ρV 、ρL ——分别为气体和液体的密度，kg /m 3； w V 、w L ——分别为气体和液体的质量流量，kg /s 。

第三节 填料塔工艺尺寸的计算填料塔工艺尺寸的计算包括塔径的计算、填料能高度的计算及分段塔径的计算1. 空塔气速的确定——泛点气速法 对于散装填料,其泛点率的经验值u/u f =~贝恩（Bain ）—霍根（Hougen ）关联式 ,即：2213lg V F L L u a gρμερ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎢⎥⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎣⎦=A-K 141V L V L w w ρρ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ （3-1） 即：112480.23100 1.18363202.59 1.1836lg[()1]0.0942 1.759.810.917998.24734.4998.2Fu ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭所以：2F u /（100/3）（）=UF=m/s其中：f u ——泛点气速,m/s;g ——重力加速度,9.81m/s 2 W L =㎏/h W V =7056.6kg/h A=； K=；取u= F u=2.78220m/s0.7631D === （3-2）圆整塔径后 D=0.8m 1. 泛点速率校核：260003.31740.7850.83600u ==⨯⨯ m/s 则Fuu 在允许范围内 2. 根据填料规格校核：D/d=800/50=16根据表3-1符合 3. 液体喷淋密度的校核：(1) 填料塔的液体喷淋密度是指单位时间、单位塔截面上液体的喷淋量.(2) 最小润湿速率是指在塔的截面上,单位长度的填料周边的最小液体体积流量.对于直径不超过75mm 的散装填料,可取最小润湿速率()3min 0.08m /m h w L ⋅为.()32min min 0.081008/w t U L m m h α==⨯=⋅ （3-3）225358.895710.6858min 0.75998.20.7850.8L L w U D ρ===>=⨯⨯⨯⨯ （3-4）经过以上校验,填料塔直径设计为D=800mm 合理.填料层高度的计算及分段*110.049850.75320.03755Y mX ==⨯= （3-5）*220Y mX == （3-6）3.2.1 传质单元数的计算用对数平均推动力法求传质单元数12OG MY Y N Y -=∆ （3-7） ()**1122*11*22()lnMY Y Y Y Y Y Y Y Y ---∆=-- （3-8）=0.063830.00063830.037550.02627ln0.0006383--=3.2.2 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：()0.750.10.0520.2221exp 1.45/t c l L t LL V t w l t l L U U Ug ασαρσαασαμρ-⎧⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎪⎪=--⎨⎬ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎪⎪⎩⎭（3-9） 即：αw/αt =0.液体质量通量为：L u =WL/××=10666.5918kg/(㎡ h ) 气体质量通量为： V u =60000×=14045.78025kg/(㎡h) 气膜吸收系数由下式计算：()10.730.237()/Vt V G v v V t vU D k D RT αμραμ⋅⎛⎫=⋅ ⎪⎝⎭（3-10） =÷×10-5)÷÷(100×÷÷293)液膜吸收数据由下式计算：2113230.0095L L L L w l L L L U g K D μμαμρρ-⎛⎫⎛⎫⎛⎫⋅= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭ (3-11）=m/h 因为 1.45ψ=1.1G G W K K ααϕ== （3-12）=(m3 h kpa)0.4L L W K K ααϕ= =×100×× （3-13）=h 因为：Fu u =所以需要用以下式进行校正：1.4'19.50.5G G F u k k u αα⎡⎤⎛⎫⎢⎥⋅=+-⋅ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦（3-14）=[1＋－] = kmol/(m3 h kpa)2.2'1 2.60.5l L F u k k u αα⎡⎤⎛⎫⎢⎥⋅=+-⋅ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦（3-15）=[1＋ －] =h''111G G L K K HK ααα=+ （3-16）=1÷(1÷+1÷÷= kmol/(m3 h kpa)OG Y G V V H K K P αα==ΩΩ（3-17）=÷÷÷÷ =0.491182 mOG OG Z H N = （3-18）=×=4.501360m,得'Z =×=6.30m3.2.3 填料层的分段对于鲍尔环散装填料的分段高度推荐值为h/D=5~10. h=5×800～10×800=4～8 m计算得填料层高度为7000mm,,故不需分段填料层压降的计算取 Eckert (通用压降关联图)；将操作气速'u (＝2.8886m/s) 代替纵坐标中的F u 查表,DG50mm 塑料鲍尔环的压降填料因子φ＝125代替纵坐标中的．则纵标值为：2.02LLV P g u μρρϕφ••= (3-19) 横坐标为：0.5V L V L W W ρρ⎛⎫= ⎪⎝⎭0.55358.89572 1.17617056.6998.2⎛⎫ ⎪⎝⎭=(3-20)查图得PZ∆=∆ 981Pa/m (3-21) 全塔填料层压降 P ∆=981×7=6867 Pa至此,吸收塔的物科衡算、塔径、填料层高度及填料层压降均已算出.第四节 填料塔内件的类型及设计塔内件类型填料塔的内件主要有填料支撑装置、填料压紧装置、液体分布装置、液体收集再分布装置等.合理的选择和设计塔内件,对保证填料塔的正常操作及优良的传质性能十分重要.塔内件的设计4.2.1 液体分布器设计的基本要求： （1）液体分布均匀（2）操作弹性大（3）自由截面积大（4）其他4.2.2 液体分布器布液能力的计算（1）重力型液体分布器布液能力计算（2）压力型液体分布器布液能力计算注：(1)本设计任务液相负荷不大,可选用排管式液体分布器；且填料层不高,可不设液体再分布器.(2)塔径及液体负荷不大,可采用较简单的栅板型支承板及压板.其它塔附件及气液出口装置计算与选择此处从略.注：1填料塔设计结果一览表塔径0.8m填料层高度7m填料规格50mm鲍尔环操作液气比倍最小液气比校正液体流速s压降6867 Pa惰性气体流量h2 填料塔设计数据一览附件一：塔设备流程图附件二：塔设备设计图。

填料塔计算公式填料塔是化工、环保等领域中常用的气液传质设备，要想设计和操作好填料塔，掌握相关的计算公式那可是相当重要！先来说说填料塔的塔径计算公式。

这就好比给塔选一件合适的“衣服”，太大了浪费材料，太小了又影响工作效率。

塔径的计算主要考虑气体的体积流量、空塔气速等因素。

计算公式大致是：D = √（4Vs / πu），这里的 D 表示塔径，Vs 是气体体积流量，u 是空塔气速。

咱就拿一个实际例子来说吧，之前我在一个化工厂实习的时候，就碰到了填料塔塔径计算的问题。

当时厂里要对一个旧的填料塔进行改造，以提高生产效率。

我们首先得确定气体的流量，这可不是个简单的事儿，得通过各种测量仪表，像流量计啥的，获取准确的数据。

然后再根据工艺要求和经验，确定合适的空塔气速。

这个空塔气速的选择可不能马虎，选高了，气体阻力增大，能耗增加；选低了，塔的处理能力又不够。

我们那时候是反复讨论、计算，才最终确定了一个比较理想的塔径。

再来说说填料层高度的计算公式。

这就像是给塔盖房子，得盖多高才能让气液充分接触，完成传质任务呢？常用的计算公式有传质单元数法和等板高度法。

传质单元数法呢，需要先计算出传质单元数，然后乘以传质单元高度，就得到了填料层高度。

等板高度法呢，是先确定理论板数，再乘以等板高度。

我记得有一次，在设计一个新的填料塔时，为了确定填料层高度，我们可是费了好大的劲儿。

先是在实验室里做小试，模拟实际的操作条件，测量各种数据。

然后根据实验结果进行计算和分析，不断调整参数，优化设计方案。

那几天，我们办公室的灯常常亮到很晚，大家都在为了这个项目努力。

还有填料的压降计算也不能忽视。

压降大了，会增加能耗；压降小了，又可能影响传质效果。

总之，填料塔的计算公式虽然看起来有点复杂，但只要我们认真研究，结合实际情况，多做实验和计算，就一定能设计出性能优良的填料塔，为生产和环保事业做出贡献。

希望我讲的这些能让您对填料塔的计算公式有更清楚的了解，在实际应用中少走弯路，提高工作效率和质量！。

脱硫塔填料装填方案一、目的脱硫塔填料装填质量的好坏直接影响脱硫效果及正常生产的安全稳定运行，为了保证装填质量，特制定此方案。

二、装填应具备的条件1、需要装填填料的脱硫塔塔内件安装全部结束，吹扫试压完毕，水冲洗合格，设备内清扫干净，液位计、压差计等仪表安装完毕，并检查合格。

2、每层填料底部不锈钢丝网已铺好。

3、所有填料、不锈钢丝网等经核对质量、数量均达到要求，并运至现场。

三、装填前准备工作及要求1、装填现场清理干净2、技术人员对设备内按要求标出装填高度。

3、现场照明及塔内用灯备好。

4、所需工具：卷扬机、25t吊车、软梯、篷布、木板、帆布、木耙等以及劳保用品备齐。

5、检查出口集气管并用铁丝网包牢固。

6、进塔要办进塔入罐许可证，登高要办登高作业许可证。

四、装填1、填料装填数量、型号及高度脱硫塔填料分四层装填。

型号：聚丙烯泰勒花环（∮95×37×6）装填高度：上部第一层H=1500mm其余三层H=3500mm，装填数量：总计2×183 m3/台。

2、装填程序（1）用帆布盖好溶液出口管、鼓泡器，便于装填后清理。

（2）将脱硫塔人孔打开，首先装填顶部填料，装填前清理填料支撑板杂物，装填聚丙烯泰勒花环，上部第一层装填高度为1500mm，装填完毕后压上压板并紧固。

（3）然后依次从上往下装另三层填料，装填前清理各层支撑板的杂物。

装填高度为每层3500mm，装填完毕后压上压板并紧固。

（4）最后清理锅底溶液出口管帆布上杂物，封闭各人孔。

五、装填工具及数量六、装填注意事项1、装填过程要有专人统一指挥。

2、专人负责验收填料统计数量。

3、作业人员穿戴好防护用品。

4、注意保护好测温套管和测压管。

5、吊钩下不许站人。

6、不充许将任何杂物掉入脱硫塔内。

7、不充许将整袋填料装入脱硫塔内。

吸收塔的直径和喷淋塔高度设计脱硫工艺选用的吸收塔为喷淋塔,喷淋塔的尺寸设计包括喷淋塔的高度设计、喷淋塔的直径设计1。

1 喷淋塔的高度设计 喷淋塔的高度由三大部分组成，即喷淋塔吸收区高度、喷淋塔浆液池高度和喷淋塔除雾区高度。

但是吸收区高度是最主要的，计算过程也最复杂，次部分高度设计需将许多的影响因素考虑在内。

而计算喷淋塔吸收区高度主要有两种方法:(1） 喷淋塔吸收区高度设计（一）达到一定的吸收目标需要一定的塔高。

通常烟气中的二氧化硫浓度比较低。

吸收区高度的理论计算式为h=H0×NTU（1）其中:H0为传质单元高度:H 0=G m /（k y a ）（k a 为污染物气相摩尔差推动力的总传质系数，a 为塔内单位体积中有效的传质面积。

）NTU 为传质单元数，近似数值为NTU=(y 1—y 2)/ △y m ，即气相总的浓度变化除于平均推动力△y m =(△y 1-△y 2）/ln （△y 1/△y 2）(NTU 是表征吸收困难程度的量，NTU 越大，则达到吸收目标所需要的塔高随之增大.根据（1)可知:h=H0×NTU=)ln()()(***22*11*22*112121y y y y y y y y y y a k G y y y a k G y m m y m ------=∆- a k y =a k Y =9.81×1025.07.04W G -]4[82.0W a k L ∂=]4[ （2)其中：y 1,y 2为脱硫塔内烟气进塔出塔气体中SO 2组分的摩尔比，kmol （A)/kmol(B ）*1y ，*2y 为与喷淋塔进塔和出塔液体平衡的气相浓度，kmol(A)/kmol(B)k y a 为气相总体积吸收系数,kmol/(m 3.h ﹒kp a )x 2，x 1为喷淋塔石灰石浆液进出塔时的SO 2组分摩尔比，kmol(A ）/kmol（B ）G 气相空塔质量流速，kg/（m 2﹒h)W 液相空塔质量流速，kg/(m 2﹒h ）y 1×=mx 1， y 2×=mx 2 （m 为相平衡常数,或称分配系数，无量纲）k Y a为气体膜体积吸收系数，kg/(m2﹒h﹒kPa)k L a为液体膜体积吸收系数,kg/（m2﹒h﹒kmol/m3)式（2）中∂为常数，其数值根据表2[4］表3 温度与∂值的关系采用吸收有关知识来进行吸收区高度计算是比较传统的高度计算方法，虽然计算步骤简单明了，但是由于石灰石浆液在有喷淋塔自上而下的流动过程中由于石灰石浓度的减少和亚硫酸钙浓度的不断增加,石灰石浆液的吸收传质系数也在不断变化，如果要算出具体的瞬间数值是不可能的,因此采用这种方法计算难以得到比较精确的数值。

氨法脱硫计算过程风量（标态）：，烟气排气温度：168℃：工况下烟气量：还有约5%的水份如果在引风机后脱硫，脱硫塔进口压力约800Pa，出口压力约-200Pa，如果精度高一点，考虑以上两个因素。

1、脱硫塔（1）塔径及底面积计算：塔烟气流速：取D=2r=6.332m 即塔径为6.332米，取最大值为6.5米。

底面积S=πr2=3.14×3.252=33.17m2塔径设定时一般为一个整数，如6.5m，另外，还要考虑设备裕量的问题，为以后设备能够满足大气量情况下符合的运行要求。

（2）脱硫泵流量计算：液气比根据相关资料及规取L/G= 1.4（如果烟气中二氧化硫偏高，液气比可适当放大，如1.5。

）①循环水泵流量：较高，脱硫塔喷淋层设计时应选取为4层设计，每层喷淋设计由于烟气中SO2安装1台脱硫泵，476÷4=119m3/h，泵在设计与选型时，一定要留出20%左右的裕量。

裕量为：119×20%=23.8 m3/h, 泵总流量为：23.8+119=142.8m3/h，参考相关资料取泵流量为140 m3/h。

配套功率可查相关资料，也可与泵厂家进行联系确定。

（3）吸收区高度计算吸收区高度需按照烟气中二氧化硫含量的多少进行确定，如果含量高，可适当调高吸收区高度。

2.5米×4层/秒=10米，上下两层中间安装一层填料装置，填料层至下一级距离按1米进行设计，由于吸收区底部安装有集液装置，最下层至集液装置距离为3.7米-3.8米进行设计。

吸收区总高度为13.7米-13.8米。

（4）浓缩段高度计算浓缩段由于有烟气进口，因此，设计时应注意此段高度，浓缩段一般设计为2层，每层间距与吸收区高度一样，每层都是2.5米，上层喷淋距离吸收区最下层喷淋为3.23米，下层距离烟气进口为5米，烟气进口距离下层底板为2.48米。

总高为10.71米。

（5）除雾段高度计算除雾器设计成两段。

每层除雾器上下各设有冲洗喷嘴。

工程计算双碱法 计算过程入口烟气量：4.5×105Nm 3/h ；SO2浓度：2090mg/Nm 3；烟气入口温度：T=160℃、常压标态：h Nm Q /105.4350⨯=160℃：h m Q /713736105.4273160273351=⨯⨯+=脱硫塔（1）塔径及底面积计算：塔内流速：取s m v /2.3=m v Q r r v vs Q 44.42.314.33600/713736121=⨯==⇒⋅⋅==ππ D=2r=8.88m 即塔径为8.88米。

底面积S=∏r 2=61.9 m 2塔径设定为一个整数，如4.5m（2）脱硫塔高度计算：液气比取L/G= 4 烟气中水气含量设为8%SO2如果2090mg/m3，液气比2.5即可，当SO2在2090mg/m3时，选4①循环水泵流量：h m m l HG Q GL Q /28321000)08.01(7137364)/(100033=-⨯⨯=⨯⨯= 取每台循环泵流量=Q 191m 。

选100LZ A -360型渣浆泵，流量194m 3/h ，扬程122.8米， 功率130KW ，3台②计算循环浆液区的高度：取循环泵8min的流量H1=349.735÷61.9=5.65m如此小炉子，不建议采用塔内循环，塔内循环自控要求高，还要测液位等，投资相应大一点。

采用塔外循环，泵的杨程选35m，管道采用碳钢即可。

③计算洗涤反应区高度停留时间取3秒洗涤反应区高度H2=3.2×3=9.6m④除雾区高度取6米H3=6m⑤脱硫塔总高度H=H1+H2+H3=5.65+9.6+6=21.3m塔体直径和高度可综合考虑，直径大一点，高度可矮一点，从施工的方便程度、场地情况，周围建筑物配套情况综合考虑，可适当进行小的修正。

如采用塔内循环，底部不考虑持液槽，进口管路中心线高度可设在2.5m，塔排出口设为溢流槽，自流到循环水池。

塔的高度可设定在16~18m物料恒算每小时消耗99%的NaOH1.075Kg。

吸收塔的直径和喷淋塔高度设计脱硫工艺选用的吸收塔为喷淋塔，喷淋塔的尺寸设计包括喷淋塔的高度设计、喷淋塔的直径设计1。

1 喷淋塔的高度设计 喷淋塔的高度由三大部分组成，即喷淋塔吸收区高度、喷淋塔浆液池高度和喷淋塔除雾区高度。

但是吸收区高度是最主要的,计算过程也最复杂，次部分高度设计需将许多的影响因素考虑在内。

而计算喷淋塔吸收区高度主要有两种方法：（1) 喷淋塔吸收区高度设计（一）达到一定的吸收目标需要一定的塔高。

通常烟气中的二氧化硫浓度比较低。

吸收区高度的理论计算式为h=H0×NTU（1）其中：H0为传质单元高度：H 0=G m /（k y a)(k a 为污染物气相摩尔差推动力的总传质系数，a 为塔内单位体积中有效的传质面积.)NTU 为传质单元数，近似数值为NTU=（y 1—y 2）/ △y m ，即气相总的浓度变化除于平均推动力△y m =（△y 1-△y 2)/ln(△y 1/△y 2）（NTU 是表征吸收困难程度的量,NTU 越大,则达到吸收目标所需要的塔高随之增大.根据（1）可知：h=H0×NTU=)ln()()(***22*11*22*112121y y y y y y y y y y a k G y y y a k G y m m y m ------=∆- a k y =a k Y =9.81×1025.07.04W G -]4[82.0W a k L ∂=]4[ （2）其中：y 1,y 2为脱硫塔内烟气进塔出塔气体中SO 2组分的摩尔比，kmol(A)/kmol（B)*1y ,*2y 为与喷淋塔进塔和出塔液体平衡的气相浓度，kmol(A)/kmol （B ）k y a 为气相总体积吸收系数，kmol/（m 3.h ﹒kp a )x 2,x 1为喷淋塔石灰石浆液进出塔时的SO 2组分摩尔比，kmol （A ）/kmol(B)G 气相空塔质量流速，kg/(m 2﹒h)W 液相空塔质量流速，kg/（m 2﹒h ）y 1×=mx 1， y 2×=mx 2 (m 为相平衡常数，或称分配系数，无量纲)k Y a为气体膜体积吸收系数,kg/(m2﹒h﹒kPa)k L a为液体膜体积吸收系数，kg/（m2﹒h﹒kmol/m3）式（2)中∂为常数,其数值根据表2［4］表3 温度与∂值的关系采用吸收有关知识来进行吸收区高度计算是比较传统的高度计算方法，虽然计算步骤简单明了,但是由于石灰石浆液在有喷淋塔自上而下的流动过程中由于石灰石浓度的减少和亚硫酸钙浓度的不断增加，石灰石浆液的吸收传质系数也在不断变化，如果要算出具体的瞬间数值是不可能的，因此采用这种方法计算难以得到比较精确的数值。

湿法脱硫塔设计一般吸收塔的结构如下图2-2：图2-2 填料料式吸收塔结构示意图1—气体出口；2—液体分布器；3—壳体；4—人孔；5—支承与液体分布器之间的中间加料位置；6—壳体连接法兰；7—支承条；8—气体入口；9—液体出口；10—防止支承板堵塞的整砌填料；11—液体再分布器；12—液体入口包括塔体(筒体，封头)、填料、填料支承、液体分布器、除雾器等。

5.4.1引言根据前人的研究成果，我们可得出以下结论[11]：(1) 萘醌法用于脱除沼气中硫化氢时,对吸收液的组成进行适当改进, 可以使脱硫率达到99 %～99.5 %(2) 吸收和再生操作都可以在常温、常压下进行。

(3) 吸收液的适宜配方为:Na2CO3 为2.5 % ,NQS浓度为1.2 mol/m3 ,FeCl3 浓度为1.0 % ,EDTA 浓度为0.15 % ,液相pH 值8.5～8.8 ,吸收操作的液气比(L/ m3) 为11～12[3]。

5.4.2 吸收塔的设计(分子栏目)( 1 号图1 张)根据前期计算沼气产气量为60.83 m3沼气/h。

设定沼气的使用是连续性的， 缓冲罐设置成容纳日产气量的 1/12，为 121.66 m 3； 吸收塔处理能力 121.66 m 3沼气 /h在沼气成分中甲烷含量为 55%～ 70%[12]、二氧化碳含量为 28%～44%、,因 此近似计算沼气的平均分子密度为 1.221 ㎏/ m 3 ，惰性气（ CH4、CO2）的平均 分子量为25.8，混合气量的重量流速为 121.66 1.221 9.8 ≈1456kgf/h, 硫化氢平 均含量为 0.6%,回收 H 2S 量为 99％。

1. 浓度计算硫化氢总量硫化氢吸收量惰气量硫化氢在气相进出口的摩尔比为：Y1= 0.257 =0.004458.58硫化氢在进口吸收剂中的浓度为 X 2=0设出口吸收剂中硫化氢浓度为 8％, 则硫化氢在出口吸收剂中的摩尔比 X1= 8/17=0.009292/18由此可计算出吸收剂的用量：kgf/h1456 0.006 =8.736kgf/h ，8.736=0.257kmol/h348.736 0.99 =8.649 kgf/h ，8.649=0.254 kmol/h341520-8.736=1511.26 kgf/h ， 1511.2625.8=58.58kmol/hY2= 0.257 0.254 58.58=0.000051L m VY 1 Y 2 X 1 X 258.580.0044 0.000510.0092 0=27.7kmol/h=27.7*18=498.6根据混合气的物性算得：气相重度v =5.2kgf/ m3 硫化氢在气相中的扩散系数：D G=0.0089 ㎡/h3液相重度L =998kgf/m3；液相粘度L =7.85 10 5 kgf?s/㎡表面张力=0.0066kgf/m；溶剂在填料表面上的临界表面张力 C =0.0034kgf/m2. 塔径计算气相平均重量流率1456 1456 8.649 =1451.68 kgf/h液相平均重量流率498.6 498.6 8.649 =502.92 kgf/hV= D 2u4(2-1)V=121.66 m3沼气/h=0.0338 m3沼气/s , u取0.5m／s；所以，代入式(2-1)中得3.14 2121.66 D 20.54得D=0.293m , 取D=0.3m3. 填料高度计算填料高度Z=H OG*N OG[4]传质单元数：用近似图解法求得：N OG=4.25(1) 因H2S 在吸收剂中的溶解过程，可看作气膜控制过程，按传质系数公式得：1=3.01kmol/ ㎡ h*at=0.8793600 0.785 0.45 0.45=0.608，k G G v3600 G g 3a G g vD GB ad2k G RTaD G(2-2)式中 B —常数，对一般填料a — 填料比表面积G—气相粘度d —填料尺寸，选用 25mm 金属矩鞍环v—气相重度B=5.23D G —硫化氢在气相中的扩散系数aDGBRTG V1451.68 Gv=2 =5.71kg/㎡ s3600 0.785 0.325.710.76=197.22194 1.58 10 6 9.813600 G gVD G0.713600 1.58 10 6 9.81 3=1.06 5.2 0.008922ad 2194 0.025 2 =0.04253600 G g 3vD Gad2194 0.0089 5.23 197.22 1.06 0.04250.082 3252 0.05G L 2 a0.8792 194 99829.81=1.741502.92(2)G L =0.750.00340.750.00661.194a w=194{1-exp[-1.45 0.608 1.194 1.741 0.144 ]}23=44.998m 2 /m 3Ky=ky=Pk G =11.53 3.01=34.70kmol/㎡ h填料高度：Z H OG N OG 0.53 4.25 2.25 m考虑到填料塔上方还要安装液体分布器和除雾器等设备，选取填料塔高度 为 4.0m 。