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湿法烟气脱硫吸收塔系统的设计和运行分析Analysis on design and operation of the abs orber system in wet FG D plant曾庭华(广东省电力试验研究所,广东广州 510600)摘要:详细介绍了广东省连州电厂石灰石/石膏湿法烟气脱硫吸收塔系统的流程、设备、吸收塔内部结构、防腐措施等设计情况,同时对系统的运行状况进行了分析。
关键词:湿法烟气脱硫;吸收塔;设计;运行Abstract:The de sign of the absorber system in the wet lime stone/gyp sum flue ga s de sulfurization(FG D)system in Lianzhou Power Plant that include s the diagram flow equipment,inner structure and anticorro sion mea sure s,is de2 scribed.The operation situation of the system is also introduced.K ey words:wet flue ga s de sulfurization;absorber;de sign;operation中图分类号:X701.3 文献标识码:B 文章编号:1009-4032(2002)04-0005-050 前言吸收塔是FG D设备的核心装置,在其中完成对有害气体的吸收过程。
湿法脱硫吸收塔有许多种结构,如填料塔、湍球塔、喷射鼓泡塔、喷淋塔等,其中喷淋塔具有效率高、阻力小、可用率高等优点。
火电厂烟气中S O2浓度较低,适合选用喷淋塔,因而,喷淋塔目前仍是湿式石灰石FG D工艺中的主导塔型[1]。
北京热电厂、重庆电厂、杭州半山电厂、太原热电一厂以及正在设计施工的许多湿式石灰石FG D 系统都采用了此种塔型。
（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 。
火电厂烟气湿法脱硫装置吸收塔的设计总结1外形尺寸的决定1.1直径由工艺处理烟气量及其流速而定。
(一般配30万kW机组直径为Φ13m～Φ14m,5万kW机组直径约为Φ6m～Φ7m)。
1.2几个必要高度1.2.1浆液高(a)。
由工艺专业根据液气比需要的浆液循环量及吸收SO2后的浆液在池内逐步氧化反应成石膏浆液所需停留时间而定。
1.2.2烟气进口底部至浆液面距离(c)。
考虑浆液鼓入氧化空气和搅拌时液位有所波动;入口烟气温度较高、浆液温度较低可对进口管底部有些降温影响;加之该区间需接进料接管,一般定为800mm～1200mm 范围为宜。
1.2.3烟气进出口高度。
根据工艺要求的进出口流速(一般为12m/s～18m/s)而定进出口面积,一般希望进气在塔内能分布均匀些,且烟道均呈方形,故宽/高取得较大些,即高度尺寸取得较小。
但宽度亦不宜过大,否则将会使壳体径向开口太大而影响壳体的稳定性。
1.2.4烟气进口中心至第二层喷浆管距离(b)。
根据烟气通过雾化区上升流速,反应时间算到第二层。
层间高差(e)根据国外用离心式喷雾喷头经验,按1.7m计。
喷浆管一般设3～4层,个别厂有设2层的(用实心锥状雾化喷头),这主要根据液/气比所需浆液循环量和喷头设置数量而定,而液/气比又与要求脱硫率有关。
1.2.5最上层喷浆管至第一段除雾器高差(d)。
根据喷浆后雾滴大小及烟气上升流速考虑,一般在3m～3.5m左右。
1.2.6除雾器冲洗水喷头距除雾器间距(f)。
按0.5m～0.6m计,两层除雾器之间还设有上下冲水的两层水管,其间隔(A)应考虑到便于安装维修。
加上两层波形除雾器高度,最底部上冲水管至最上部下冲水管总高差(g)约3.4m～3.5m。
以上尺寸适于平铺波纹板式除雾器。
如用菱形除雾器,其空间高度(g)将可降1m左右。
1.2.7搅拌器设置高度(h),离塔底部1.5m～1.8m处均布。
综上所述:只要定出烟气进出口高度,则塔的有效高H和总高即可得到。
![湿法脱硫设备计算[1]](https://img.taocdn.com/s1/m/ae0311d9b14e852458fb57db.png)
一、工艺流程二、设计计算定额1.煤气处理量7000Nm3/h2.脱硫塔前煤气硫化氢含量0.8g/Nm33.脱硫塔后煤气硫化氢含量20mg/Nm34.脱硫效率98％5.脱硫塔煤气进口温度35℃6.脱硫塔煤气进口压力11000Pa7.脱硫塔煤气出口压力10000Pa三、设备计算1.脱硫塔：(见图一)进脱硫塔湿煤气体积为V=7000×[(273+35)/273]×[(1.01325×105)/(1.01325×105+11000-5720)]=7506m3/h (式中5720为35℃时饱和水蒸气压力Pa)脱硫塔进口吸收推动力为△p1=*11000/101325+1+×0.8×(22.4/34)×(1/1000)×101325=59.2PαH2S物质的量脱硫塔出口吸收推动力为△p2=*10000/101325+1+×0.02×(22.4/34)×(1/1000)×101325=1.5Pα硫化氢的吸收量为G=7000×[(800-20)/(1000×1000)]=5.46kg/h脱硫塔的传质系数K取为17×10-5kg/(m2·h·Pa)，则需用传质面积为F=5.46/(17×10-5×15.7)=2046m2选用多孔组合洗涤环ZHΦ240，比表面90m2/m3，空隙率0.75m3/m3，需填料体积V1=2046/90=22.73m3。
取每层填料层高1.8m，则共需N=22.73/(1.8×0.785×22)=4.02，共设四层。
取脱硫吸收液的硫容量为0.20kg/m3，则溶液循环量(即脱硫塔顶的喷淋量)为L=5.46/0.20=27.3m3/h 喷淋密度校核：脱硫塔的喷淋密度为l=27.3/(0.785×22)=8.69m3/(m2·h)；按喷淋密度27.5m3/(m2·h)计算得到的喷淋量为27.5×0.785×22=86.4m3；脱硫塔的液气比为(86.4×1000)/7506=11.5L/m3，符合脱硫塔的液气比要求。
学 号： 。
课 程 设 计2013 年 6 月 21 日题 目 某电厂湿法钙基烟气脱硫工艺流程中吸收塔的设计 学 院 环境与生物工程学院 专 业环境工程 班 级。
学生姓名。
学号。
指导老师。
大气污染控制工程课程设计任务-B1.1 设计任务与目的任务：完成某电厂湿法钙基烟气脱硫工艺流程中吸收塔的设计。
目的：通过该设计，使学生能够综合运用课堂上学过的理论知识和专业知识。
以巩固和深化课程内容；熟悉使用规范、设计手册和查阅参考资料，培养学生分析问题、解决问题和独立工作的能力；进一步提高学生计算、绘图和编写说明书的基本技能。
1.2 设计内容和步骤某电厂地处东南季风区，四季分明，温暖湿润，春季温暖雨连绵，夏季炎热雨量大，秋季凉爽干燥，冬季低温，少雨雪。
根据当地气象台多年气象资料统计，其特征值如下：累年平均气压：1011.0hPa累年最高气压：1038.9hPa累年最低气压： 986.6hPa累年平均气温： 17.6℃极端最高气温： 40.9℃极端最低气温： -9.9℃厂址处全年北(N)风出现频率为20.0%，西北 (NW)风出现频率为14.7%，西(W)风出现频率13.1%，南(S)风出现频率6.0%，东北(WE)风出现频率9.6%，东(E)风出现频率8.3%，东南(SE)风出现频率8.0%，西南(SW)风出现频率7.2%，静风出现频率为13.1%。
电厂有4台70 MW的发电机组，占地面积28000m2。
电厂所用煤的组成成分：C 72.4%；灰分 10.5%；S 3.5%；H 2.5%；水分 8.1%；O 2.4%，每小时煤的用量95t，采用石灰石——石膏脱硫工艺流程，脱硫率要求为90-95%。
1. 根据上述资料，确定烟气量(锅炉燃烧的过剩空气系数取a=1.05-1.25,锅炉每小时用煤90t)、烟气中SO浓度和每天石灰石（其纯度为90%）的消耗量2（设系统钙硫比为1.1-1.3时，脱硫率达到90-95%）；(过剩空气系数系数、钙硫比和脱硫率在给的范围内自定，不能雷同)2. 计算和设计各处理构筑物。
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SO2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。
（二）操作条件（1）操作压力常压（2）操作温度25℃（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SO22.2填料的类型与选择的过程，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SO2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。
与鲍尔环相比，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ρL=997.1 kg/m3粘度为μL=0.0008937 Pa·s=3.2173kg/(m·h)表面张力为σL=71.97 dyn/cm=932731 kg/h2SO2在水中的扩散系数为 DL=1.724×10-9m2/s=6.206×10-6m2/h（依Wilke-Chang0.518r0.6()1.85910M TDVφμ-=⨯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25℃，混合气体的平均摩尔质量为M Vm=Σy i M i=0.1×64.06+0.9×29=32.506g/mol 混合气体的平均密度为ρVm =PM/RT=101.325×32.506/（8.314×298.15）=1.3287kg/ 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 μV =1.83 ×10-5Pa•s=0.066kg/(m•h) 查手册得SO 2在空气中的扩散系数为 D V =1.422×10-5m 2/s=0.051 m 2/h （依 1.7500()P T D D P T =计算，其中273K 时，1.013×10-5Pa 时SO2在空气中的扩散系数为1.22×10-5m 2/s ，查《化学工程基础》）3.1.3 气液相平衡数据由手册查得，常压下25℃时SO 2在水中的亨利系数为 E=4.13 ×103kPa 相平衡常数为m=E/P=4.13×103/101.3=40.76溶解度系数为H=ρ/EM=997.2/4.13×103×18.02=0.0134kmol/kPa m33.1.4 物料衡算(l). 进塔混合气中各组分的量近似取塔平均操作压强为101.3kPa ，故：混合气量＝2200×[273.15／(273.15+25) ] ×1／4=89.98 kmol ／h 混合气SO 2中量＝89.98×0.1＝8.998 kmol ／h＝8.998×64.06=596.211k g ／h设混合气中惰性气体为空气，则混合气中空气量＝89.98-8.998＝80.982kmol ／h＝80.982×29＝2348.478kg ／h(2)．混合气进出塔的摩尔组成120.18.998(10.97)0.0033280.9828.998(10.97)y y =-==+-（3）混合气进出塔摩尔比组成 进塔气相摩尔比为111y 0.10.111y 10.1Y ===-- 出塔气相摩尔比为21(1)0.11(10.97)0.0033A Y Y ϕ=-=-=（4）出塔混合气量出塔混合气量=80.982+8.998×0.03=83.6814kmol/h=2348.478+596.211×0.03=2366.36433kg/h（5）吸收剂（水）的用量L该吸收过程属低浓度吸收，平衡关系为直线，最小液气比可按下式计算12min 12()Y Y LY V X m-=-对于纯溶剂吸收过程，进塔液相组成为X 2=0min 0.110.0033()39.540.11/40.760L V -==- 取操作液气比为min 1.3()L LV V = 1.339.5451.40LV=⨯= L=51.4×80.982=4162.4748kmol/h (6)塔底吸收液组成X 11212()()V Y Y L X X -=-180.982(0.110.0033)0.002084162.4748X ⨯-=≈(7)操作线方程 依操作线方程224162.4748()0.003380.982L L Y X Y X X V V =+-=+ 51.40.0033Y X =+3.2填料塔的工艺尺寸的计算3.2.1塔径的计算采用Eckert通用关联图计算泛点气速。
设计任务书一、设计任务：设计一台SO气体填料吸收塔2二、设计条件:气体冷却到30℃，用20℃清水洗涤出去SO2气体流量：2575m3/h空气和SO混合气2摩尔分率:0.06混合气中SO2吸收率：94%SO2操作方式:连续操作操作温度:20℃操作压力：101。
33kPa三、设计内容1.根据设计任务和工艺要求,确定设计方案;2.根据设计任务和工艺要求,合理选择填料；3.确定塔径、填料层高度等工艺尺寸；4。
计算填料层压降；5。
填料塔附属高度及其附件。
四、设计基础数据：参考教材及参考资料.五、设计成果：1。
设计说明书一份；2.填料吸收塔主体设备图；3.填料吸收塔工艺流程图。
注：吸收塔常规操作，液气比很大，吸收温度不变,近似为清水温度目录1、概述 (2)1。
1吸收的定义 (2)1。
2吸收的目的 (2)1。
3填料吸收塔简介 (2)2、设计方案简介 (2)2.1吸收剂的选择 (3)2。
2吸收流程的选择 (4)2.2。
1气体吸收过程分类 (4)2.2。
2吸收装置的流程 (4)2.3填料的类型和选择 (5)2。
4设计步骤 (6)3、工艺计算 (6)3.1基础物性数据 (6)3。
1.1液相物性数据 (6)3.1。
2气相物性数据 (6)3.1.3气液相平衡数据 (7)3。
1.4物料衡算 (7)3。
2填料塔的工艺尺寸的计算 (8)3.2。
1塔径的计算 (8)3.2。
2填料层高度计算 (11)3.2。
3填料层压降计算 (14)4、辅助设备的计算及选型 (15)4。
1除雾沫器 (15)4.2液体分布器简要设计 (15)4.3液体再分布器--—-升气管式液体再分布器 (17)4。
4填料支撑装置 (17)4。
5填料压紧装置 (17)4。
6气体和液体的进出口装置 (17)5、设计结果汇总 (19)6、主要符号说明 (20)7、设计评述 (21)8、参考文献 (22)1、概述1.1吸收的定义吸收是分离气体混合物的单元操作，其分离原理是利用气体混合物中各组分在液体溶剂中溶解度的差异来实现不同气体的分离。
湿法烟气脱硫设计及设备选型手册1. 概述在工业生产中，很多过程都会产生废气，其中包括含有二氧化硫等有害气体的烟气。
为了减少大气污染和保护环境，烟气脱硫技术就显得尤为重要。
湿法烟气脱硫技术是一种常用的脱硫方法，本手册将重点介绍湿法烟气脱硫的设计原理和设备选型，并提供给相关从业人员参考使用。
2. 湿法烟气脱硫的原理湿法烟气脱硫技术是利用水溶液与烟气进行接触，通过化学反应将二氧化硫等有害气体吸收到溶液中，从而达到脱硫的目的。
主要脱硫反应可以表示为： SO2 + 2H2O + 1/2O2 = H2SO4。
湿法脱硫过程中，进口烟气和吸收液充分接触，通过吸收和氧化的作用，将SO2等有害气体转化为硫酸，最终实现烟气净化。
3. 设备选型在湿法烟气脱硫系统中，主要设备包括吸收塔、循环泵、喷淋系统等。
根据工艺要求和工况条件，选择合适的设备对于湿法脱硫系统的运行效果至关重要。
首先需要考虑的是吸收塔的选型，包括塔径、塔高、填料类型等参数的确定。
其次是循环泵和喷淋系统的选型，需要考虑工作效率、能耗等指标。
另外，还要考虑设备的耐腐蚀性能和可靠性，确保设备在长期运行中能够稳定工作。
4. 设计原则在进行湿法烟气脱硫系统的设计时，需要考虑以下几个方面的原则：首先是脱硫效率，要求设备在不同运行条件下都能够稳定实现脱硫目标；其次是设备的能耗和运行成本，需要在满足脱硫要求的前提下，尽量降低设备的能耗；还要考虑设备的可维护性和安全性，保障设备长期稳定运行。
5. 总结与展望湿法烟气脱硫技术作为一种成熟的脱硫方法，在工业生产中应用广泛。
在未来，随着环保要求的不断提高，湿法脱硫技术还将得到进一步完善，设备性能将会更加优化。
加强对湿法烟气脱硫技术的研究和应用，对于促进工业生产的可持续发展和生态环境的保护具有重要意义。
6. 个人观点作为一种有效的烟气脱硫技术，湿法脱硫不仅可以有效净化烟气，减少大气污染，也能为工业生产提供良好的环境支持。
我个人认为，在今后的工业发展中，湿法烟气脱硫技术将会得到更广泛的应用，也会在性能和成本上得到更多的改进和提升。
湿法填料式吸收塔脱硫塔设计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——防止支承板堵塞的整砌填料;11—液体再分布器;12—液体液体出口;10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[11]根据前人的研究成果，我们可得出以下结论:(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:NaCO 为2332.5 % ,NQS浓度为1.2 mol/m ,FeCl 浓度为1.0 % ,EDTA 浓度为0.15 % ,液相pH 33[3]值8.5,8.8 ,吸收操作的液气比 (L/ m) 为11,12。
5.4.2吸收塔的设计(分子栏目)(1号图1张)3根据前期计算沼气产气量为60.83 m沼气/h。
3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沼气/h。
[12]在沼气成分中甲烷含量为55%,70%、二氧化碳含量为28%,44%、,因3 此近似计算沼气的平均分子密度为1.221?/ m，惰性气(CH4、CO2)的平均分子量为25.8，混合气量的重量流速为?1456kgf/h, 硫化氢平121.66，1.221，9.8均含量为0.6%,回收H2S量为99,。
1.浓度计算硫化氢总量8.736=8.736kgf/h，=0.257kmol/h 1456，0.00634硫化氢吸收量8.649=8.649 kgf/h，=0.254 kmol/h 8.736，0.9934惰气量1511.261520-8.736=1511.26 kgf/h，=58.58kmol/h 25.8硫化氢在气相进出口的摩尔比为:0.257Y1==0.0044 58.580.257,0.254Y2==0.000051 58.58硫化氢在进口吸收剂中的浓度为X2=0 设出口吸收剂中硫化氢浓度为8,, 8/17则硫化氢在出口吸收剂中的摩尔比X1==0.0092 92/18由此可计算出吸收剂的用量:Y,Y0.0044,0.0005112,,L,V,58.58，=27.7kmol/h=27.7*18=498.6mmX,X0.0092,012kgf/h,3 v根据混合气的物性算得:气相重度 =5.2kgf/ m 硫化氢在气相中的扩散系数:DG=0.0089?/h3液相重度,=998kgf/m; L,5液相粘度,=7.85kgf•s/? ，10L,表面张力 =0.0066kgf/m;,溶剂在填料表面上的临界表面张力=0.0034kgf/m C2.塔径计算气相平均重量流率1456，1456,8.649，，=1451.68 kgf/h 2液相平均重量流率498.6，498.6，8.649=502.92 kgf/h 2,2V= ，D，u4(2-1)33V=121.66 m沼气/h=0.0338 m沼气/s , u取0.5m,s; 所以，代入式(2-1)中得3.142121.66,，D，0.5 4得 D=0.293m , 取D=0.3m 3.填料高度计算[4] 填料高度 Z=HOG*NOG传质单元数:用近似图解法求得:NOG=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:10.73,,,,,kRTGg3600,2GvG,,,, ，，,Bad,,,,,,aDagDGGvG,,,,(2-2)式中 B—常数，对一般填料B=5.23a—填料比表面积,—气相粘度 Gd—填料尺寸，选用25mm金属矩鞍环,—气相重度 vDG—硫化氢在气相中的扩散系数1451.68Gv==5.71kg/?s 23600，0.785，0.30.70.7,,G5.71,,V,,,=197.22 ,,,6,,a,g194，1.58，10，9.81,,G,,11,633,,,,,3600g3600，1.58，10，9.81G,,,,=1.06 ,,,,,,D5.2，0.0089,,,,VG,2,2，，，，ad,194，0.025=0.042510.73,,,,,aDG3600g194，0.0089,2GVG,,,,，，k,，B，，，ad,，5.23，197.22，1.06，0.0425G,,,,,,RTagD0.082，325GvG,,,,=3.01kmol/?h*at502.92(2) GL==0.879 3600，0.785，0.45，0.45,0.05,0.0522,,,,G，a0.879194，L,,,,==1.741 22,,,,9989.81，,，g,,L,,0.750.75,0.0034c,,,,==0.608， ,,,,,0.0066,,,,0.20.222,,,,GL0.879,,,, ,,0.144,,,,,,ag998，0.0066，194，9.81,,,,0.10.1,,G0.879,,L,,,,1.194 ,,,5,,a,g194，7.85，10，9.81,,L,,a=194{1-exp[-1.45]} ，0.608，1.194，1.741，0.144w23=44.998 m/m，Ky=ky=Pk3.01=34.70kmol/?h G=11.5358.58, kmol/?h ,于是得传质单元高度: V,,829m20.785，0.3,V829m m H,,,0.53OGka34.70，44.998yw填料高度:Z,HN,0.53，4.25,2.25 m OGOG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。
此时沼气经过填料塔的时间约为11秒，符合工程设计的要求。
2.2.3 吸收塔的塔体圆筒及封头设计1、内压圆筒的计算本设计采取沼气经罗茨风机加压后进入吸收塔进行吸收，罗茨风机的出口压力选49.0kp，设计压力取工作压力的2.0倍，则设计压力为98.0kp(以下计算aa按照设计压力为98kp计算) a(1)设计温度下圆筒的计算厚度按(2-3)式计算，公式的适用范围为p?0.4ct[4],σ,φ。
pDci,, 0t2[,],,pc(2-3)其中Di=0.3m;p=98kp cat 2,σ,=1250kgf/=12500 kp cma其中塔体的焊接采用单面对焊，局部无损探伤，取φ=0.7 所以98，0.3, ,02，12500，0.7,98=0.00168m=1.68mm2)设计温度下圆筒的实际厚度按(2-4)式计算: (,,,，C，C，C 0123(2-4)C可取零 3其中当腐蚀裕量C取1mm时，如果钢板的负偏差按2mm厚的钢板选取，2C即=0.18mm,则算出的δ=1.68+1+0.18=2.86mm,超过了2mm,所以钢板的负偏差1不能按2mm厚的钢板选取。
由表可见厚度在2.8mm至3.0mm的钢板其负偏差均为0.22mm，故此处应取C1=0.22mm,于是,,,，C，C，C=1.68+1+0.22=2.9mm 0123取厚度为3.0mm的钢板制造填料塔的圆筒筒体。
(3)设计温度下圆筒的计算压力按(2-5)式计算:(应力校核)tt,,[,]必须满足,p(D，)t0ci,, 2,0(2-5)Di=0.3m;p=98kPa; cδ0=1.68mm=0.00168m;98，(0.3，0.00168)t,所以 ,=8799kPa 2，0.00168ttt[,],,[,]=12500kPa ,满足条件。
4)设计温度下圆筒的最大允许工作压力按(2-6)式计算: (,,,2[]0t[p], w(D，,)i0(2-6)Di=0.3m;δe=1.68mm=0.00168m;φ=0.7t ,σ,=12500kPa 计算得2，0.00168，12500，0.7[p],,97.45 kPa (0.3，0.00168)2、受内压标准椭圆形封头的计算:吸收塔采用标准椭圆封头[4](1)标准椭圆形封头的计算厚度按(1-7)式计算:pDci,:, (2-7) t2[,],,0.5pcD=0.3m; ip=98kPa; ct ,σ,=12500kPaφ=0.7所以得98，0.30,,=0.00168m=1.68mm 2，12500，0.7,0.5，98按照规定，标准椭圆形封头的有效厚度应不小于封头内直径的0.15%。
经验证，δ?取1.68mm符合标准。
(2) 标准椭圆形封头的实际厚度按(2-8)计算:δ=δ?+C(2-8)壁厚附加量C=C+C+C 123[5] C可取零3其中当腐蚀裕量C取1mm时，如果钢板的负偏差按2mm厚的钢板选取，2即C=0.18mm,则算出的δ=1.68+1+0.18=2.86mm,超过了2mm,所以钢板的负偏差1不能按2mm厚的钢板选取。
由表可见厚度在2.8mm至3.0mm的钢板其负偏差均为0.22mm，故此处应取C=0.22mm,于是 1δ=δ?+ C+C+C=1.68+1+0.22=2.9mm 123取厚度为3.0mm的钢板制造塔体的椭圆形封头。
(3) 椭圆形封头的最大允许工作压力按(2-9)式计算:,,,2:[]t[p], (2-9) w(D，0.5,:)iδ?=1.68mm;t ,σ,=12500kPaφ=0.7(DG<800mm, 采用单面对焊，局部无损探伤，取φ=0.7)D=0.3m=300mm; i2，1.68，12500，0.7[p],所以 =97.73kPa 300，0.5，1.682.2.4.填料塔附属结构及选型1.液体分布器[13][14][15]主要有以下几种型式:管式喷淋器，液体直接由管口流出，为避免水力冲击瓷环，下面加一块圆形挡板。
适用于塔径<300mm的填料塔，优点是便宜，易于安装。
缺点是喷淋不均匀，液体流向塔壁，大塔中的顶部填料无效。
莲蓬式喷洒器，适用于塔径<600mm的填料塔。
优点是便宜，易于安装。
缺点是易于产生雾沫夹带;往往有大量液体喷到塔壁，以致无效。
多孔直管式，适用于塔径<300mm的填料塔，优点是便宜，易于安装。
缺点是喷洒不均匀。
要求液体清洁，否则小孔易堵。
多孔盘管式，适用于塔径<1200mm的填料塔，优点是便宜，缺点是开孔方向超过45?，易产生雾沫夹带。
要求液体清洁。
溢流管式，盘上装有Φ>15mm的溢流管，分布盘的直径为塔径的0.6,0.8倍，气体由盘和塔壁之间通过。
适用于塔径〉800mm以上，液体为清液，液体负荷变化不大的填料塔。
