吸收塔基础设计计算书

吸收塔计算说明一．操作条件：操作温度 20℃操作压力 101.325KPa二．填料选型：选用DN50塑料鲍尔环三．物料衡算：混合气体的体积流量 Vs=10000m 3/h硫酸雾质量流量 W H2SO4=42Kg/h ×38%=15.96Kg/h硫酸雾摩尔流量V H2SO4=kmolKg h Kg /98/96.15 =0.1629kmol/h 混合气体摩尔流量V MV =kmolm h m /4.22/1000033 =446.43 kmol/h H 2SO 4气相摩尔分数 y=hkmol h kmol /43.446/1629.0 =0.00036 因酸雾浓度过大，故采用双塔串联逆流吸收。

设吸收率为η 硫酸雾排放限值为45mg/ m 3硫酸雾进塔浓度C 硫酸=hm h Kg /10000/96.153 =1596 mg/ m 31596mg/ m 3×（1-η）2≤45mg/ m 3 η≥0.84取η=0.9 Y 1=yy -1=00036.0100036.0-=0.00036 Y 2=Y 1×(1-η)=0.00036×(1-0.9)=0.000036G B =446.43 kmol/h此过程属低浓度吸收，平衡关系为直线，最小液气比可按下式计算：m i n ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛B S G L =2121/X m Y Y Y --m 取值：该体系可近似看作是理想体系，想平衡常数可按下式计算： m=P P i 0三氧化硫的饱和蒸气压依据安托因方程：CT B A P +-=0ln 安托因常数查表有：A=9.05085 B=1735.31 C=236.5计算得 P 0=6.3×105Pam=6.3对于纯溶剂吸收，进塔液相组成X 2=0 min⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛B S G L =3.6/00036.0000036.000036.0- =5.67 取操作液气比 BS G L =1.5 min ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛B S G L =1.5×5.67=8.51 L S = G B ×8.51=446.43 kmol/h ×8.51=3799.12 kmol/hG B （Y 1-Y 2）= L S （X 1-X 2)X 1=0.000038四．塔径计算：混合气体的密度取20℃时空气的密度，查表ρV =1.205 Kg/ m 3W v =ρV ×Vs=1.205 Kg/ m 3×10000m 3/h=12050 Kg/h吸收液体的质量流量：W L =18 Kg/kmol ×3799.12 kmol/h=68384.16 Kg/h 计算 L V V LW W ρρ=33/1000/205.1/12050/16.68384m Kg m Kg h Kg h Kg =0.197 查压降与泛点气速关联图: LV L Bg G ρρψϕμ2.02=0.11取μL =1Pa.s 查表 φ=140m -1 u f =133140/205.1/100081.911.0-⨯⨯⨯m m Kg m Kg =2.529m/s u=0.6 u f =0.6×2.529 m/s=1.52 m/sD=u V S π4=sm h m /52.1360014.3/1000043⨯⨯⨯=1.526m 圆整取1.6m(1).泛点率校核：u=23)8.0(14.33600/10000m h m ⨯÷=1.18m/s f u u =sm s m /529.2/18.1=0.46 (在允许范围内) （2）填料规格核算：d D =mmmm 501600=32＞15 （3）液体喷淋密度校核：液体喷淋密度是指单位时间，单位塔截面积上的喷淋量，计算式为：u=2785.0D L h 。

烟气脱硫工艺主要设备吸收塔设计和选型（2） 喷淋塔吸收区高度设计（二）对于喷淋塔，液气比范围在8L/m 3-25 L/m 3之间[5]，根据相关文献资料可知液气比选择12.2 L/m 3是最佳的数值。

逆流式吸收塔的烟气速度一般在-5ms 范围内[5][6]，本设计方案选择烟气速度为3.5m/s 。

湿法脱硫反应是在气体、液体、固体三相中进行的，反应条件比较理想，在脱硫效率为90%以上时（本设计反案尾5%），钠硫比(Na/S)一般略微大于1，本次选择的钠硫比(Na/S)为。

（3）喷淋塔吸收区高度的计算含有二氧化硫的烟气通过喷淋塔将此过程中塔内总的二氧化硫吸收量平均到吸收区高度内的塔内容积中,即为吸收塔的平均容积负荷――平均容积吸收率，以ζ表示。

首先给出定义，喷淋塔内总的二氧化硫吸收量除于吸收容积，得到单位时间单位体积内的二氧化硫吸收量ζ＝hC K V Q η0= (3) 其中 C 为标准状态下进口烟气的质量浓度，kg/m 3η为给定的二氧化硫吸收率,％;本设计方案为95％ h 为吸收塔内吸收区高度，mK 0为常数，其数值取决于烟气流速u(m/s)和操作温度(℃) ;K 0=3600u ×273/(273+t)按照排放标准，要求脱硫效率至少95%。

二氧化硫质量浓度应该低于580mg/m 3（标状态）ζ的单位换算成kg/( 2,可以写成ζ=3600×h y u t /*273273*4.22641η+ (7) 在喷淋塔操作温度10050752C ︒+=下、烟气流速为 u=3.5m/s 、脱硫效率η= 前面已经求得原来烟气二氧化硫SO 2质量浓度为a (mg/3m )且 a=×103mg/m 3 而原来烟气的流量（200C ︒时）为标况20×103(m 3/h) (设为V a )换算成工况25360m3/h 时已经求得 V a =2×103 m 3/h=5.6 m 3/s故在标准状态下、单位时间内每立方米烟气中含有二氧化硫质量为2SO m =×650mg/m 3=3640mg=3.64gV 2SO = 3.6422.4 L/mol 64/g g mol ⨯=1.3L/s=0.0013 m 3/s 则根据理想气体状态方程，在标准状况下，体积分数和摩尔分数比值相等 故 y 1=0.0013100%0.023%5.6⨯= 又 烟气流速u=3.5m/s, y 1=%,C t ︒==75,95.0η总结已经有的经验，容积吸收率范围在-6.5 Kg （m 3﹒s ）之间[7]，取ζ=6 kg/（m 3﹒s ）代入（7）式可得 6=64273(3600 3.50.000230.95)/22.427375h ⨯⨯⨯⨯⨯+ 故吸收区高度h=6≈1.03m（4）喷淋塔除雾区高度（h 3）设计（含除雾器的计算和选型）吸收塔均应装备除雾器，在正常运行状态下除雾器出口烟气中的雾滴浓度应该不大于75mg/m 3 [9] 。

烟气脱硫工艺主要设备吸收塔设计和选型（2） 喷淋塔吸收区高度设计（二）对于喷淋塔，液气比范围在8L/m 3-25 L/m 3之间[5]，根据相关文献资料可知液气比选择12.2 L/m 3是最佳的数值。

逆流式吸收塔的烟气速度一般在2.5-5m/s 范围内[5][6]，本设计方案选择烟气速度为3.5m/s 。

湿法脱硫反应是在气体、液体、固体三相中进行的，反应条件比较理想，在脱硫效率为90%以上时（本设计反案尾5%），钠硫比(Na/S)一般略微大于1，本次选择的钠硫比(Na/S)为1.02。

（3）喷淋塔吸收区高度的计算含有二氧化硫的烟气通过喷淋塔将此过程中塔内总的二氧化硫吸收量平均到吸收区高度内的塔内容积中,即为吸收塔的平均容积负荷――平均容积吸收率，以ζ表示。

首先给出定义，喷淋塔内总的二氧化硫吸收量除于吸收容积，得到单位时间单位体积内的二氧化硫吸收量ζ＝hC K V Q η0= (3) 其中 C 为标准状态下进口烟气的质量浓度，kg/m 3η为给定的二氧化硫吸收率,％;本设计方案为95％ h 为吸收塔内吸收区高度，mK 0为常数，其数值取决于烟气流速u(m/s)和操作温度(℃) ;K 0=3600u ×273/(273+t) 按照排放标准，要求脱硫效率至少95%。

二氧化硫质量浓度应该低于580mg/m 3（标状态）ζ的单位换算成kg/( m 2.s),可以写成 ζ=3600×h y u t /*273273*4.22641η+ (7) 在喷淋塔操作温度10050752C ︒+=下、烟气流速为 u=3.5m/s 、脱硫效率η=0.95 前面已经求得原来烟气二氧化硫SO 2质量浓度为 a (mg/3m )且 a=0.650×103mg/m 3而原来烟气的流量（200C ︒时）为标况20×103(m 3/h) (设为V a )换算成工况25360m3/h 时已经求得 V a =2×103 m 3/h=5.6 m 3/s故在标准状态下、单位时间内每立方米烟气中含有二氧化硫质量为2SO m =5.6×650mg/m 3=3640mg=3.64gV 2SO = 3.6422.4 L/mol 64/g g mol ⨯=1.3L/s=0.0013 m 3/s 则根据理想气体状态方程，在标准状况下，体积分数和摩尔分数比值相等 故 y 1=0.0013100%0.023%5.6⨯= 又 烟气流速u=3.5m/s, y 1=0.023%,C t ︒==75,95.0η总结已经有的经验，容积吸收率范围在5.5-6.5 Kg/（m 3﹒s ）之间[7]，取ζ=6 kg/（m 3﹒s ）代入（7）式可得 6=64273(3600 3.50.000230.95)/22.427375h ⨯⨯⨯⨯⨯+ 故吸收区高度h=6.17/6≈1.03m（4）喷淋塔除雾区高度（h 3）设计（含除雾器的计算和选型）吸收塔均应装备除雾器，在正常运行状态下除雾器出口烟气中的雾滴浓度应该不大于75mg/m 3 [9] 。

吸收塔基础计算书1.设计依据:本工程设计基本地震加速度取0.10g，抗震设防烈度为7度。

基本风压：W0=0.35Kn/m2《建筑结构荷载规范》 GB 50009-2001《建筑抗震设计规范》 GB 50011-2001《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002）《混凝土结构设计规范》（GB50010－2002）2.基本公式:（1）：风荷载计算公式:W k=βz×μz×μs×W0（2）：地震作用计算:q Ek=αmax×F K（3）：基础承载力计算:p kmax=(F k+G k)/A+ M k/W3.荷载计算:吸收塔自重（壳体及内部构件）：2500KN（远达提供）吸收塔活荷载：400KN(远达提供)吸收塔浆液最大液面高度为12.600m,最小为空罐吸收塔水平荷载1：D1= 102KN推力作用点标高28.700m(远达提供)D2= 136KN推力作用点标高15.350m(远达提供) 吸收塔水平荷载2：D1= -102KN吸力作用点标高28.700m(远达提供)D2=-136KN吸力作用点标高15.350m(远达提供)（空罐时无水平荷载）基础自重：G k=3.14X7.15X7.15X1.9X25=7625KNA=3.14X7.15X7.15=160.5m2W=3.14 D3/32=287m34. 当罐体空置时计算(风荷载起控制作用):由公式：W k=βz×μz×μs×W0βz=1.42μs=0.8μz=1.42（H=30m）W0=0.40 Kn/m2则有：W k=βz×μz×μs×W0=1.42X0.8X1.414X0.35= 0.643 KN/m2计算宽度为13m则罐体上线荷载为：H=30m处：Fw1=0.643X13=8.36 KN/m在风荷载作用下的弯矩为：M=8.36/2X30X20=2508KN.m由p kmax(min)=(F k+G k)/A+ M k/W=（2500+400+7625）/160.5+2508/287=66+9=75（57）Kpa<fa=278Kpa抗倾覆验算：由：Mr/Ms>1.5(2500+400+7625)X7.15/2508=30>1.5则满足设计要求5. 当罐体满载时计算(地震起控制作用):由q Ek=αmax×F K抗震设防烈度为7度，αmax=0.08F K =2500+400+21229=24129KNq Ek=αmax×F K=0.08X24129=1930KN在地震荷载作用下的弯矩为：M Ek=1930X12.6 X2/3=16212KN.m在水平荷载作用下的弯矩：吸收塔水平荷载1：D1= 102KN推力作用点标高28.700m(远达提供)D2= 136KN推力作用点标高15.350m(远达提供)M2=102x28.7+136x15.35=5015KN.mM总=16212+5015=21227KN.m由p kmax(min)=(F k+G k)/A+ M总/W=（24129+7625）/160.5+21227/287=197+74=272（123）Kpa<fa=278Kpa6. 抗倾覆验算：由：Mr/Ms>1.5(2500+21229+0.5x400+7625)X7.15/21227=11>1.5则满足设计要求7. 基础配筋：按构造配筋0.2%，配Φ25@200。

吸收塔的相关设计计算(总25页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--烟气脱硫工艺主要设备吸收塔设计和选型（2） 喷淋塔吸收区高度设计（二）对于喷淋塔，液气比范围在8L/m 3-25 L/m 3之间[5]，根据相关文献资料可知液气比选择 L/m 3是最佳的数值。

逆流式吸收塔的烟气速度一般在-5ms 范围内[5][6]，本设计方案选择烟气速度为s 。

湿法脱硫反应是在气体、液体、固体三相中进行的，反应条件比较理想，在脱硫效率为90%以上时（本设计反案尾5%），钠硫比(Na/S)一般略微大于1，本次选择的钠硫比(Na/S)为。

（3）喷淋塔吸收区高度的计算含有二氧化硫的烟气通过喷淋塔将此过程中塔内总的二氧化硫吸收量平均到吸收区高度内的塔内容积中,即为吸收塔的平均容积负荷――平均容积吸收率，以ζ表示。

首先给出定义，喷淋塔内总的二氧化硫吸收量除于吸收容积，得到单位时间单位体积内的二氧化硫吸收量ζ＝hC K V Q η0= (3) 其中 C 为标准状态下进口烟气的质量浓度，kg/m 3η为给定的二氧化硫吸收率,％;本设计方案为95％ h 为吸收塔内吸收区高度，mK 0为常数，其数值取决于烟气流速u(m/s)和操作温度(℃) ;K 0=3600u ×273/(273+t) 按照排放标准，要求脱硫效率至少95%。

二氧化硫质量浓度应该低于580mg/m 3（标状态）ζ的单位换算成kg/( 2,可以写成 ζ=3600×h y u t /*273273*4.22641η+ (7) 在喷淋塔操作温度10050752C ︒+=下、烟气流速为 u=s 、脱硫效率η= 前面已经求得原来烟气二氧化硫SO 2质量浓度为a (mg/3m )且 a=×103mg/m 3而原来烟气的流量（200C ︒时）为标况20×103(m 3/h) (设为V a )换算成工况25360m3/h 时已经求得 V a =2×103 m 3/h= m 3/s故在标准状态下、单位时间内每立方米烟气中含有二氧化硫质量为2SO m =×650mg/m 3=3640mg=V 2SO = 3.6422.4 L/mol 64/g g mol ⨯=s= m 3/s 则根据理想气体状态方程，在标准状况下，体积分数和摩尔分数比值相等 故 y 1=0.0013100%0.023%5.6⨯= 又 烟气流速u=s, y 1=%,C t ︒==75,95.0η总结已经有的经验，容积吸收率范围在 Kg （m 3﹒s ）之间[7]，取ζ=6 kg/（m 3﹒s ）代入（7）式可得 6=64273(3600 3.50.000230.95)/22.427375h ⨯⨯⨯⨯⨯+ 故吸收区高度h=6≈（4）喷淋塔除雾区高度（h 3）设计（含除雾器的计算和选型）吸收塔均应装备除雾器，在正常运行状态下除雾器出口烟气中的雾滴浓度应该不大于75mg/m 3 [9] 。

吸收塔基础设计计算书1.荷载计算1）风荷载计算计算公式：w k=βzμsμz w0（荷载规范7.1.1－1）其中βz＝1由壳体高度H＝37.6m查得风载高度系数μz=1.53吸收塔直径d=13.1m，w0=0.40 KN/m2（B类）由μz w0d2=105.025和H/d=2.870查荷载规范表7.3.1得风载体型系数μs=0.5故风荷载标准值w k=βzμsμz w0＝0.306 KN/m2所以作用于壳顶的风荷载为P＝w k Hd=0.306×37.6×13.1=150.723KN2）地震荷载的计算a.吸收塔竖向荷载G=33000KN;进口补偿器推力分解垂直作用力F=54KNｂ.计算水平地震影响系数α1由地质资料，地震基本烈度为7度，地震动峰值加速度0.05g，地震动反应谱特征周期为T1=0.35s。

查表得αmax=0.08，Ⅱ类场地第一组地震分组T g=0.35s因0.1s＜T1=T g=0.35s≤T g，故α1=αmax=0.08ｃ. 用底部剪力法计算水平地震力和塔底弯矩计算公式：F Ek＝α1(G+F)M1＝F Ek h w(19.2.7)故结构总的水平地震作用标准值F EK=α1(G+F) =0.08×(33000+54) =2644.32KN 总水平地震作用标准值对罐壁底部产生的弯矩M1＝2644.32×18.8＝49713.216KN·m3)吸收塔进口冲击力产生的弯矩：M2＝202×17.22＝3478.44KN·m4)吸收塔出口冲击力产生的弯矩：M3＝120×34.95＝4194KN·m2.荷载组合作用于基顶荷载的基本组合设计值S为：a.恒载+活载N＝33000+54＝33054KNV＝202+120=322KNM＝3478.44+4194=7672.44KN·m (恒载和活载无水平力)b. 恒载+活载+风载+地震荷载N＝33000+54=33054KNV＝202+120+150.72+2644.32=3117.04KNM＝150.72×37.6+49713.216+3478.44+4194＝63052.73KN.m经比较a、b二种结果，选用最不利组合类型为b。