化工原理课程设计题目水吸收二氧化硫填料塔得设计
教学院化工与材料工程学院
专业班级材化0901
学生姓名
学生学号
指导教师
2011年 7月5 日
课程设计任务书
1、设计题目:处理量为2750m3/h水吸收二氧化硫过程填料吸收塔得设计;
矿石焙烧炉送出得气体冷却到20℃后送入填料塔中,用20℃清水洗涤洗涤除去其中得SO
2
。
入塔得炉气流量为2750m3/h,其中进塔SO
2得摩尔分率为0、05,要求SO
2
得吸收率为95％。吸收
塔为常压操作,因该过程液气比很大,吸收温度基本不变,可近似取为清水得温度。吸收剂得用量为最小用量得1、5倍。
2、工艺操作条件:
(1)操作平均压力常压
(2)操作温度t=20℃
(3)选用填料类型及规格自选。
3、设计任务:
完成干燥器得工艺设计与计算,有关附属设备得设计与选型,绘制吸收系统得工艺流程图与吸收塔得工艺条件图,编写设计说明书。
化工原理教研室 2011年5月
目录
第1章绪论 (1)
1、1吸收技术概况 (1)
1、2吸收设备得发展 (1)
1、3吸收在工业生产中得应用 (2)
第2章设计方案 (2)
2、1吸收剂得选择 (4)
2、2吸收流程得选择 (4)
2、2、1吸收工艺流程得确定 (4)
2、3吸收塔设备及填料得选择 (4)
2、3、1吸收塔得设备选择 (4)
2、3、2填料得选择 (5)
2、4吸收剂再生方法得选择 (6)
2、5操作参数得选择 (7)
第3章吸收塔得工艺计算 (9)
3、1基础物性数据 (9)
3、1、1液相物性数据 (9)
3、1、2气相物性数据 (9)
3、1、3气液相平衡数据 (9)
3、2物料衡算 (10)
3、3填料塔得工艺尺寸得计算 (11)
3、3、1塔径得计算 (11)
3、3、2泛点率校核 (11)
3、3、3填料规格校核: (11)
3、3、4液体喷淋密度校核 (11)
3、4填料塔填料高度计算 (12)
3、4、1传质单元高度计算 (12)
3、4、2传质单元数得计算 (14)
3、5填料塔附属高度计算 (14)
3、6液体分布器计算 (15)
3、6、1液体分布器 (15)
3、6、2布液孔数 (17)
3、6、3 液体保持管高度 (17)
3、7其她附属塔内件得选择 (17)
3、7、1填料支承板 (17)
3、7、2除沫器(除雾器) (17)
3、7、3管口结构 (18)
3、8吸收塔得流体力学参数得计算 (19)
3、8、1吸收塔得压力降 (19)
3、8、2吸收塔得泛点率 (20)
3、8、3气体动能因子 (20)
3、9附属设备得计算与选择 (20)
3、9、1离心泵得选择与计算 (20)
3、9、2吸收塔得主要接管尺寸得计算 (21)
工艺设计主要符号说明 (22)
评述与讨论 (24)
结束语 (25)
参考文献 (26)
第1章绪论
1、1吸收技术概况
在化学工业中,经常需将气体混合物中得个各组分加以分离。气体得吸收就是用适当得液体吸收剂与气体混合物接触,吸收器气体混合物中一个或几个组分,使其中得各组分得以分离得一种操作。在化工生产中,它主要用于原料气得净化、有用组分得回收。制取气体得溶液作为成品,以及废气得治理等方面,因此吸收操作就是一种重要得分离方法,在化学工业中应用相当普遍。
吸收操作利用气体混合物各组分在某种溶剂中溶解度不同而达到分离得目得。气体吸收就是物质自气相到液相得转移,这就是一种传质过程。混合气体中某一组分能否进入液相,既取决于气相中该组分得分压,也取决于溶液里该组分得平衡蒸气压。如果混合气体中该气体得分压大于溶液中该组分得平衡蒸气压,这个组分便可自气相转移到液相,即被吸收。转移得结果,溶液里这个组分得浓度便升高,它得平衡蒸汽压也随着升高,到最后,可以升高到等于它得气相中得分压,传质过程于就是停止,这时称为气液两相达到平衡。根据两相得平衡关系可以判断传质过程得方向与极限。另外,传质速率与推动力成正比,与阻力成反比,两相得浓度距离平衡浓度越大,则传质得推动力越大,传质速率与越大。
吸收技术就是从气液两相得平衡关系与传质速率关系着手,利用气体混合物中各组分在特定得液体吸收剂中得溶解度不同得基本原理,最终实现各组分分离得目得。
1、2吸收设备得发展
吸收设备有多种类型,如填料塔、板式塔、喷洒塔与鼓泡塔等。最常用得有填料塔与板式塔。填料塔中装有诸如瓷环之类得填料;气液接触在填料中进行。板式塔中装有筛孔塔板,气液亮相在塔板上鼓泡进行接触。
工业模型得填料塔始于1881年得蒸馏操作中,1904年采用于炼油工业,当时得填料就是碎砖瓦、小石块与管子缩节等。20世纪初,填料塔进入了一个新得发展阶段。在瓷环填料亦称拉西环填料被广泛采用后,弧鞍形填料相继问世,特别就是出现了斯特曼填料后,便大大得促进了规整填料得发展,除了各种填料大大涌现外,还发展了多管塔、乳化塔等被成为高效填料塔得新塔型。
从20世纪60年代起新型填料有了较多得发展,属于颗粒型填料得有: 海佐涅尔填料、阶梯环填料、多角螺旋填料、金属鞍环填料、比阿雷茨基环、莱瓦填料以及它们得改进形式。属于规整填料得有:苏采尔填料、重叠式丝网波纹板填料、重叠式金属波形板填料、格里希栅格填料、格子填料、拉伸金属网填料、塑料蜂窝填料、Z形格子填料、Perform喷射式填料与脉冲填料等。同时,还创建了使小球浮动来强化传质得湍球塔。
进入20世纪70年代后,至于新型填料得研究,希望找到有利于气液分布均匀、高效与制造方便得填料。
近年来随着化工产业得发展,大规模得吸收设备已经广泛用于实际生产当中。具有了很高得吸收效率,以及在节能方面也日趋完善。填料塔得工艺设计内容就是在明确了装置得处理量,
