SO2水吸收填料塔塔设计物料衡算能量衡算设备计算

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 操作参数的选择 (11)2.5.1 操作温度的确定 (11)2.5.2 操作压强的确定 (11)第三章吸收塔工艺条件的计算 (12)3.1 基础物性数据 (12)3.1.1 液相物性数据 (12)3.1.2 气相物性数据 (12)3.1.3 气液两相平衡时的数据 (12)3.2 物料衡算 (12)3.3 填料塔的工艺尺寸计算 (13)3.3.1 塔径的计算 (13)3.3.2 泛点率校核和填料规格 (14)3.3.3 液体喷淋密度校核 (15)3.4 填料层高度计算 (15)3.4.1 传质单元数的计算 (15)3.4.2 传质单元高度的计算 (16)3.4.3 填料层高度的计算 (17)3.5 填料塔附属高度的计算 (18)3.6 液体分布器的简要设计 (18)3.6.1 液体分布器的选型 (18)3.6.2 分布点密度及布液孔数的计算 (19)3.6.3 塔底液体保持管高度的计算 (20)3.7 其他附属塔内件的选择 (21)3.7.1 填料支撑板 (21)3.7.2 填料压紧装置与床层限制板 (21)3.7.3 气体进出口装置与排液装置 (21)3.8 流体力学参数计算 (22)3.8.1 填料层压力降的计算 (22)3.8.2 泛点率 (23)3.8.3 气体动能因子 (23)3.9 附属设备的计算与选择 (23)3.9.1 吸收塔主要接管的尺寸计算 (23)3.9.2 离心泵的计算与选择 (24)工艺设计计算结果汇总与主要符号说明 (26)设计方案讨论 (31)附录（计算程序及有关图表） (32)参考文献 (34)结束语 (35)带控制点的工艺流程图 (36)设备条件图 (37)化工原理课程设计教师评分表 (38)摘要吸收是利用混合气体中各组分在液体中的溶解度的差异来分离气态均相混合物的一种单元操作。

水吸收烟气中SO2的填料塔设计方案1.设计题目：2. 设计任务：1，处理能力：900 m3/h （20℃，1atm）2，操作温度：常压，t=30℃3，进料组成：SO含量9%（体积），其余为空气2含量不高于0.2（体积）4，工艺要求：出塔气中SO2出塔液中SO含量不低于0.356%（质量）25，设备形式：填料塔3.设计容：1，设计方案的确定及流程说明2，填料的工艺设计3，填料的结构设计4，填料塔的强度设计5，其它主要设备2.1吸收技术概况在化学工业中，利用不同气体组分在液体溶剂中的溶解度的差异，对其进行选择性溶解，从而将混合物各组分分离的传质过程称为吸收。

气体吸收过程是化工生产中常用的气体混合物的分离操作，其基本原理是利用混合物中各组分在特定的液体吸收剂中的溶解度不同，实现各组分分离的单元操作。

实际生产中，吸收过程所用的吸收剂常需回收利用，故一般来说，完整的吸收过程应包括吸收和解吸两部分，因而在设计上应将两部分综合考虑，才能得到较为理想的设计结果。

作为吸收过程的工艺设计，其一般性问题是在给定混合气体处理量、混合气体组成、温度、压力以及分离要求的条件下，完成以下工作：（1）根据给定的分离任务，确定吸收方案；（2）根据流程进行过程的物料和热量衡算，确定工艺参数；（3）依据物料及热量衡算进行过程的设备选型或设备设计；（4）绘制工艺流程图及主要设备的工艺条件图；（5）编写工艺设计说明书。

2.2吸收过程对设备的要求及设备的发展概况近年来随着化工产业的发展，大规模的吸收设备已经广泛用于实际生产过程中。

对于吸收过程，能够完成分离任务的塔设备有多种，如何从众多的塔设备中选择合适类型是进行工艺设计的首要任务。

而进行这一项工作则需对吸收过程进行充分的研究后，并经多方面对比方能得到满意的结果。

一般而言，吸收用塔设备与精馏过程所需要的塔设备具有相同的原则要求，用较小直径的塔设备完成规定的处理量，塔板或填料层阻力要小，具有良好的传质性能，具有合适的操作弹性，结构简单，造价低，便于安装、操作和维修等。

化工原理课程设计题目处理量为1200m3/h水吸收二氧化硫过程填料吸收塔的设计专业化学工程与工艺班级化工2102姓名柯来烽学号 3102109230指导教师胡章文化工原理设计任务书专业：化学工程与工艺班级：化工2102 设计人：柯来烽一．设计题目处理量为1200m3/h水吸收二氧化硫过程填料吸收塔的设计二．原始数据及条件进塔二氧化硫含量为8%（摩尔分率，下同），温度25℃。

塔顶易挥发组分回收率94% 。

进塔吸收剂温度20℃，由于气液比比较大，温度基本不变，吸收温度可近似取清水温度。

二氧化硫回收率为操作压强为常压三．设计要求1. 标题页；2. 设计任务书；3. 目录；4. 确定设计方案；5. 填料塔吸收的塔径，填料层高度，塔高和填料层压降的计算；6. 塔及主要附属构件结构尺寸设计；7. 设计一览表；8. 对本设计的评述；9. 绘制填料塔装备图；10. 参考文献。

四．设计日期： 2013 年 6 月 10 日至 2013 年 6月 20 日目录摘要 (1)1绪论 (2)1.1吸收技术概况 (2)1.2吸收设备发展 (2)1.3吸收在工业生产中的应用 (3)2设计方案 (4)2.1吸收方法及吸收剂的选择 (4)2.1.1吸收方法 (4)2.1.2吸收剂的选择: (4)2.2吸收工艺的流程 (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操作参数选择 (7)2.3.1操作温度的选择 (7)2.3.2操作压力的选择 (7)2.3.3吸收因子的选择 (7)2.4吸收塔设备及填料的选 (8)2.4.1吸收塔设备的选择 (8)2.4.2填料的选择 (8)3吸收塔工艺的算 (10)3.1基础性物性数据 (10)3.1.1液相物性数据 (10)3.1.2气相物性数据 (10)3.1.3气液平衡数据 (10)3.2物料衡算 (11)3.3塔径的计算及校核 (11)3.3.1塔径的计算 (11)3.3.2泛点率的计算 (13)3.3.3气体能动因子 (13)3.3.4填料规格校核 (13)3.3.5液体喷淋密度校核 (13)3.4填料层高度计算 (14)3.4.1传质单元数计算 (14)3.4.2传质单元高度计算 (14)3.4.3填料层高度的计算 (15)3.5 填料塔附属高度的计算.............................................................. (16)3.6 液体分布器的简要设计 (16)3.6.1 分布点密度及布液孔数的计算 (16)3.6.2布液计算 (17)3.6.3 塔底液体保持管高度的计算..................................................................... (17)3.7 其他附属塔内件的选择 (18)3.7.1液体再分布器 (18)3.7.2填料支撑板 (18)3.7.3 填料压紧装置与床层限制板 (18)3.7.4 气体进出口装置与排液装置 (18)3.8 吸收塔主要接管尺寸算 (19)3.9 填料层压力降的计算 (19)工艺设计计算结果汇总与主要符号说明 (21)结束语 (24)主要符号说明 (25)参考文献 (27)摘要在化工生产中，气体吸收过程是利用气体混合物中，各组分在液体中溶解度或化学反应活性的差异，在气液两相接触是发生传质，实现气液混合物的分离。

《化工原理课程设计》报告设计任务书（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SO2，混合气体的处理为2500m3/h,其中SO2（体积分数）8﹪。

要求塔板排放气体中含SO2低于0.4％，采用清水进行吸收。

（二）操作条件常压，20℃（三）填料类型选用塑料鲍尔环、陶瓷拉西环填料规格自选（四）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、吸收塔接管尺寸的计算5、绘制吸收塔的结构图6、对设计过程的评述和有关问题的讨论7、参考文献8、附表目录一、概述 (4)二、计算过程 (4)1. 操作条件的确定 (4)1.1吸收剂的选择 (4)1.2装置流程的确定 (4)1.3填料的类型与选择 (4)1.4操作温度与压力的确定 (4)2. 有关的工艺计算 (5)2.1基础物性数据 (5)2.2物料衡算 (6)2.3填料塔的工艺尺寸的计算 (6)2.4填料层降压计算 (11)2.5吸收塔接管尺寸的计算 (12)2.6附属设备……………………………………………… ..12三、评价 (13)四、参考文献 (13)五、附表 (14)一、概述填料塔不但结构简单，且流体通过填料层的压降较小，易于用耐腐蚀材料制造，所以它特别适用于处理量小，有腐蚀性的物料及要求压降小的场合。

液体自塔顶经液体分布器喷洒于填料顶部，并在填料的表面呈膜状流下，气体从塔底的气体口送入，流过填料的空隙，在填料层中与液体逆流接触进行传质。

因气液两相组成沿塔高连续变化，所以填料塔属连续接触式的气液传质设备。

二、设计方案的确定(一) 操作条件的确定1．1吸收剂的选择因为用水作吸收剂，同时SO2不作为产品，故采用纯溶剂。

1．2装置流程的确定用水吸收SO2属于中等溶解度的吸收过程，故为提高传质效率，选择用逆流吸收流程。

1．3填料的类型与选择用不吸收SO2的过程，操作温度低，但操作压力高，因为工业上通常选用塑料散堆填料，在塑料散堆填料中，塑料鲍尔环填料的综合性能较好。

1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。

2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。

3基础数据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σ=73 dyn/cm=940 896 kg/h2LS02在水中的扩散系数L D =1.47×10-5 cm 2/s=5.29×10-6 m 2/h气相的物性数据混合气体的平衡摩尔质量M =0.08×64.06+0.92×29=31.80g/mol混合气体的平均密度G ρ=101.331.808.31427320⨯⨯+（）=1.322 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/h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LsH EM ρ==998.2/3.55×1O 3/60.06=0.00468 kmol/h相平衡关系为 1.1532766.76676y x=4、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 24 物料衡算进塔气相摩尔比111y 0.081y 10.08Y ==--=0.0869 出塔气相摩尔比222y 0.00141y 10.0014Y ===-- 1.401×10-3进塔惰性气相流量7285000273G (10.08)/(30024)38.72kmol /h22.427320=⨯⨯-⨯=+ 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 X X -=-（ 对于纯溶剂的吸收过程，进塔液相组成为： X 2=0由平衡关系解得 *31 1.79810X -=⨯312min *3120.0869 1.40110)47.561.798100Y Y L G X X ----⨯===-⨯-（ 取液气操作比为1.9min ) 1.947.5690.36L LG G=⨯==1.9（ 90.3638.7290.363498.89kom/h L G =⨯=⨯=所以操作线方程33223489.983489.98()(1.401100)90.13 1.4011038.7238.72L L Y X Y X X X G G --=+-=+⨯-⨯=+⨯塔底吸收液组成1X ：1212()()G Y Y L X X -=-34121()38.72(0.0869 1.40110)9.485103498.89G Y Y X L ---⨯-⨯===⨯表2：液相进出组成5填料塔工艺尺寸的计算塔径的计算采用Eckert通用关联图计算泛点气速气相的质量流量G=⨯='1011.8 1.3221337.6kg/h液相的质量流量（可以近似用纯水的流量计算）'3489.9818.0262977k/=⨯=L g h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 。

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SO2。

入塔得炉气流量为2750m3/h,其中进塔SO2得摩尔分率为0、05,要求SO2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。

化工原理课程设计任务书专业班级：姓名：学号：指导老师：目录一·目的和要求二·设计任务三·设计方案1.吸收剂的选择2.塔内气液流向的选择3.吸收系统工艺流程（工艺流程图及说明）4.填料的选择四·工艺计算1.物料衡算，吸收剂用量，塔底吸收液浓度2.塔径计算3.填料层高度计算4.填料层压降计算5.填料吸收塔的主要附属构件简要设计6.动力消耗的计算与运输机械的选择（对吸收剂）五·设备零部件管口的设计计算及选型六·填料塔工艺数据表填料塔结构数据表物性数据表七·对本设计的讨论八·主要符号说明九·参考文献一·目的和要求1．进行查阅专业资料、筛选整理数据及化工设计的基本训练；2．进行过程计算及主要设备的工艺设计计算，独立完成吸收单元的设计；用简洁的文字和图表清晰地表达自己的设计思想和计算结果；3.建立和培养工程技术观点；4.初步具备从事化工工程设计的能力,掌握化工设计的基本程序和方法。

5.独立完成课程设计任务。

二·设计任务1.题目：SO2填料吸收塔2 生产能力：SO2炉气的处理能力为1500 m³/h（1atm,30℃时的体积）3 炉气组成：原料气中含SO2为9%（v）,其余为空气4 操作条件：P=1atm(绝压）t=30 ℃5 操作方式：连续操作6 炉气中SO2的回收率为95％三·设计方案1.吸收剂的选择用水做吸收剂。

水对SO2有较大的溶解度，有较好的化学稳定性，有较低的粘度，廉价、易得、无毒、不易燃烧2.塔内气液流向的选择在填料塔中，SO2从填料塔塔底进入，清水从塔顶由液体喷淋装置均匀淋下。

3.吸收系统工艺流程（工艺流程图及说明）二氧化硫炉气经由风机从塔底鼓入填料塔中，与由离心泵送至塔顶的清水逆流接触，在填料的作用下进行吸收。

经吸收后的尾气由塔顶排除，吸收了SO2的废水由填料塔的下端流出。

化工原理课程设计任务书专业班级：姓名：学号：指导老师：目录一·目的和要求二·设计任务三·设计方案1.吸收剂的选择2.塔内气液流向的选择3.吸收系统工艺流程（工艺流程图及说明）4.填料的选择四·工艺计算1.物料衡算，吸收剂用量，塔底吸收液浓度2.塔径计算3.填料层高度计算4.填料层压降计算5.填料吸收塔的主要附属构件简要设计6.动力消耗的计算与运输机械的选择（对吸收剂）五·设备零部件管口的设计计算及选型六·填料塔工艺数据表填料塔结构数据表物性数据表七·对本设计的讨论八·主要符号说明九·参考文献一·目的和要求1．进行查阅专业资料、筛选整理数据及化工设计的基本训练；2．进行过程计算及主要设备的工艺设计计算，独立完成吸收单元的设计；用简洁的文字和图表清晰地表达自己的设计思想和计算结果；3.建立和培养工程技术观点；4.初步具备从事化工工程设计的能力,掌握化工设计的基本程序和方法。

5.独立完成课程设计任务。

二·设计任务1.题目：SO2填料吸收塔2 生产能力：SO2炉气的处理能力为1500 m³/h（1atm,30℃时的体积）3 炉气组成：原料气中含SO2为9%（v）,其余为空气4 操作条件：P=1atm(绝压）t=30 ℃5 操作方式：连续操作6 炉气中SO2的回收率为95％三·设计方案1.吸收剂的选择用水做吸收剂。

水对SO2有较大的溶解度，有较好的化学稳定性，有较低的粘度，廉价、易得、无毒、不易燃烧2.塔内气液流向的选择在填料塔中，SO2从填料塔塔底进入，清水从塔顶由液体喷淋装置均匀淋下。

3.吸收系统工艺流程（工艺流程图及说明）二氧化硫炉气经由风机从塔底鼓入填料塔中，与由离心泵送至塔顶的清水逆流接触，在填料的作用下进行吸收。

经吸收后的尾气由塔顶排除，吸收了SO2的废水由填料塔的下端流出。

题目:填料吸收塔工艺设计**: ***班级: 化学11001班学号: ********* 序号: 4前言吸收塔不断结构简单，而且流体通过填料层的压降减小，易于用耐腐蚀材料制造，所以它特别适合用于处理量小，有腐蚀性的物料及要求降小的场合。

液体自塔顶经液体分布器喷洒于填料顶部，并在填料的表面呈膜状流下，气体从塔底的气体口进入，流过填料的空隙，在填料层中与液体逆流接触传质。

因为气液两相组成沿塔高继续变化，所以填料塔属连续接触式的气液传质设备。

填料塔内除充填填料以外，还需安装一些必要的附件，设计时对这方面如重视不够，会造成操作过程中气液分布不均、阻力过大、过早发生液泛等情况，对塔通过能力和效率的不利影响颇大，在选择填料规格时要进行反复试算，以选出最适合的规格。

本次设计内容是根据一定处理量及一定的分离要求设计一个用水吸收二氧化硫的填料吸收塔，其中填料的类型已给出，要求设计者自拟设计方案并写出计算过程及画出设计图。

目录一、填料塔主体设计方案的确定 (1)1.1装置流程的确定 (1)1.2填料规格的选择 (1)1.3设计步骤 (1)1.4基础物料数据 (1)1.4.1液相物性数据 (1)1.4.2汽相物性数据 (2)1.4.3汽液相平衡数据 (2)1.4.4填料的填料因子及比表面积数据 (3)1.4.5物料衡算 (3)二、填料塔工艺尺寸的计算 (4)2.1塔径的计算 (4)2.2填料塔高度的计算和分段 (6)2.3填料层压降的计算 (10)三、填料塔内件的类型及设计 (10)3.1管内件的类型 (10)3.2塔内件的设计 (11)四．设计结果汇总 (11)4.1设计结果 (11)4.2主要符号说明 (12)五.参考文献 (14)任务书(1).设计题目试设计一座填料塔用于脱除混于空气中的2SO ,气体的处理量为3500h m /3,其中含5%（体积分数），要于塔顶排放气体中含00.2%（体积分数），采用清水吸收，吸收剂的用量为最小用量的1.5倍。

摘要在化工生产中，气体吸收过程是利用气体混合物中，各组分在液体中溶解度或化学反应活性的差异，实现气液混合物的分离。

在化学工业中，经常需将气体混合物中的各个组分加以分离，其目的是：① 回收或捕获气体混合物中的有用物质，以制取产品；② 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物，以免污染大气。

吸收操作仅为分离方法之一，它利用混合物中各组分在液体中溶解度或化学反应活性的差异，实现气液混合物的分离。

一般说来，完整的吸收过程应包括吸收和解吸两部分。

在化工生产过程中，原料气的净化，气体产品的精制，治理有害气体，保护环境等方面都要用到气体吸收过程。

填料塔作为主要设备之一。

二氧化硫填料吸收塔，以水为溶剂，经济合理，净化度高，污染小。

此外，由于水和二氧化硫反应生成硫酸，具有很大的利用。

本次化工原理课程设计，我设计的题目是：炉气处理量为h m 34200炉气吸过程填料吸收塔设计。

本次任务为用水吸收二氧化硫常压填料塔。

具体设计条件如下：1、混合物成分：空气和二氧化硫；2、二氧化硫的含量：08.0（摩尔分率）3、操作压强；常压操作4、进塔炉气流量：h m 342005、二氧化硫气体回收率：%98吸收过程视为等温吸收过程。

关键词：吸收、填料塔、二氧化硫、低浓度。

The AbstractIn the chemical production, gas absorption process is using the mixture of gases, the components in liquid or chemical reaction activity of solubility differences. In the chemical industry, gas absorption purpose is to:(1) recovery or capture gas mixture of the useful materials in order to making products;2) remove the harmful process gas composition, make gas purification, so as to further processing;in order to avoid the atmospheric pollution.Generally speaking, the complete absorption process should include absorption and desorption two parts. In the chemical production process, the raw material of the gas purification, protect the environment, to use gas absorption process. As one of the main equipment packed tower. Sulfur dioxide packing absorption tower, water solvent, reasonable economy, purification degree is high, the pollution is small. In addition, because water and sulfur dioxide reacts sulfuric acid, have a lot of use.The principles of chemical engineering course design,My design task is the sulfur dioxide absorption water atmospheric packed tower. The specific design conditions as follows:1, mixture composition: air and sulfur dioxide;2, sulfur dioxide levels in: (Moore points rate)3, operating pressure; Atmospheric pressure operation4, into the tower furnace gas flow:5, sulfur dioxide gas recovery:The absorption process as the isothermal absorption process.Keywords: absorption, packed tower, sulfur dioxide, low concentration.目录摘要 (I)目录 (III)第一章设计方案的确定 (1)1.1流程方案 (1)1.2设备方案 (1)1.3流程布置 (1)1.4吸收剂的选择 (1)第二章填料的选择 (2)2.1对填料的要求 (2)2.2填料的种类和特性 (3)2.3填料尺寸 (3)2.4填料材质的选择 (4)第三章工艺计算 (4)3.1气液平衡的关系 (4)3.2吸收剂用量及操作线的确定 (4)3.2.1吸收剂用量的确定 (4)3.2.2操作线的确定 (5)3.3塔径计算 (6)3.3.1采用Eckert通用关联图法计算泛点速率 (6)3.3.2操作气速 (8)3.3.3塔径计算 (9)3.3.4喷淋密度U校核 (9)3.3.5单位高度填料层压降的校核 (10)3.4填料层高度计算 (11)3.4.1传质系数的计算 (11)3.4.2填料高度的计算 (15)第四章填料塔内件的类型与设计 (17)4.1 塔内件的类型 (17)第五章辅助设备的选型 (19)5.1管径的选择 (19)5.2泵的选取： (20)5.3风机的选型： (21)5.4除沫装置： (21)5.5人孔和手孔的选择： (22)5.6液面计的选择： (22)5.7测压装置和测使装置： (23)第六章分布器简要计算 (23)第七章填料塔附属高度计算 (24)第八章关于填料塔设计的选材 (24)结语 (26)致谢 (27)设计汇总 (28)参考文献 (29)第一章设计方案的确定1.1流程方案指完成设计任务书所达的任务采用怎样的工艺路线，包括需要哪些装置设备，物料在个设备间的走向，哪些地方需要有观测仪表、调节装置，有哪些取样点以及是否需要有备用支线等。

吉林化工学院化工原理课程设计题目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轻化0802学生姓名学生学号指导教师2010年11月 18 日课程设计任务书1、设计题目：水吸收二氧化硫过程填料吸收塔的设计；矿石焙烧炉送出的气体冷却到25℃后送入填料塔中，用20℃清水洗涤洗涤除去其中的SO2。

入塔的炉气流量为6000m3/h，其中进塔SO2的摩尔分率为0.05，要求SO2的吸收率为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，可近似取为清水的温度。

吸收剂的用量为最小用量的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）每年生产时间：7200h。

（4）选用填料类型及规格自选。

3、设计任务：完成干燥器的工艺设计与计算，有关附属设备的设计和选型，绘制吸收系统的工艺流程图和吸收塔的工艺条件图，编写设计说明书。

目录摘要 (5)第1章绪论 (6)1.1吸收技术概况 (6)1.2吸收设备的发展 (6)1.3吸收在工业生产中的应用 (9)1.3.1 塔设备在化工生产中的作用和地位 (9)1.3.2 化工生产对塔设备的要求 (9)第2章设计方案 (11)2.1吸收剂的选择 (11)2.2吸收流程的选择[5] (12)2.2.1吸收工艺流程的确定 (12)2.2.2吸收工艺流程图及工艺过程说明 (13)2.3吸收塔设备及填料的选择 (13)2.3.1吸收塔的设备选择 (13)2.3.2填料的选择 (13)2.4吸收剂再生方法的选择 (16)2.5操作参数的选择 (16)2.5.1操作温度的选择 (16)2.5.2操作压力的选择 (17)2.5.3液气比的选择 (17)第3章吸收塔的工艺计算 (18)3.1基础物性数据 (18)3.1.1液相物性数据 (18)3.1.2气相物性数据 (18)3.1.3气液平衡数据 (18)3.2物料衡算 (19)3.3填料塔的工艺尺寸的计算 (20)3.3.1塔径的计算 (20)3.3.2泛点率校核 (20)3.3.3填料规格校核: (21)3.3.4液体喷淋密度校核 (21)3.4填料塔填料高度计算 (21)3.4.1传质单元数的计算 (21)3.4.1传质单元高度计算 (21)3.4.3填料层高度计算 (23)3.5填料塔附属高度计算 (23)3.6液体分布器计算 (24)3.6.1液体分布器 (24)3.6.2 布液孔数 (25)3.6.3塔底液体保持管高度 (26)3.7其他附属塔内件的选择 (26)3.7.1 除沫器及筛网装置 (26)3.7.2填料支承板 (27)3.7.3填料压板与床层限制板 (27)3.7.4气体进出口装置与排液装置 (28)3.7.5 塔的辅助装置 (28)3.7.5.1 裙座 (28)3.7.5.2 人孔和手孔 (28)3.8吸收塔的流体力学参数计算 (29)3.8.1吸收塔的压力降 (29)3.8.2吸收塔的泛点率 (30)3.8.3气体动能因子 (30)3.9附属设备的计算与选择 (31)3.9.1接管尺寸的计算举例 (31)3.9.2离心泵的选择与计算 (32)工艺设计计算结果汇总与主要符号说明 (34)主要符号说明 (35)参考文献 (38)结束语 (39)摘要在化工工业中，经常需要将气体混合物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。

化工原理课程设计题目水吸收二氧化硫填料塔的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的设计；矿石焙烧炉送出的气体冷却到20℃后送入填料塔中，用20℃清水洗涤洗涤除去其中的SO2。

入塔的炉气流量为2750m3/h，其中进塔SO2的摩尔分率为0.05，要求SO2的吸收率为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，可近似取为清水的温度。

吸收剂的用量为最小用量的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：完成干燥器的工艺设计与计算，有关附属设备的设计和选型，绘制吸收系统的工艺流程图和吸收塔的工艺条件图，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吸收设备的发展 (1)1.3吸收在工业生产中的应用 (2)第2章设计方案 (2)2.1吸收剂的选择 (4)2.2吸收流程的选择 (4)2.2.1吸收工艺流程的确定 (4)2.3吸收塔设备及填料的选择 (4)2.3.1吸收塔的设备选择 (4)2.3.2填料的选择 (5)2.4吸收剂再生方法的选择 (6)2.5操作参数的选择 (7)第3章吸收塔的工艺计算 (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填料塔的工艺尺寸的计算 (11)3.3.1塔径的计算 (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传质单元数的计算 (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其他附属塔内件的选择 (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吸收塔的流体力学参数的计算 (19)3.8.1吸收塔的压力降 (19)3.8.2吸收塔的泛点率 (20)3.8.3气体动能因子 (20)3.9附属设备的计算与选择 (20)3.9.1离心泵的选择与计算 (20)3.9.2吸收塔的主要接管尺寸的计算 (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的个各组分加以分离。

清水吸收S O2烟气的填料塔课程设计说明书专业：材料工程技术班级：姓名：班级学号：指导老师：日期：任务书《化工单元操作》课程设计任务书一、题目清水吸收SO2烟气的填料塔设计二、设计任务及操作条件1、气体处理量1000m3/h（30℃，100kpa）2、进塔气体的组成：9%（体积分数）SO2，其余可视为空气3、回收其中所含SO2的95%4、吸收塔的操作温度为30℃，压力位100kpa5、液气比为最小液气比的1.2倍6、空塔气速取泛点气速的0.65倍7、填料自选三、设计内容1、填料塔的物料衡算2、塔的主要工艺尺寸确定①塔高的确定②塔径的确定3、辅助设备的类型及作用4、绘制填料塔的设备图（CAD）5、编写设计说明书（电子版）目录第一章前言1吸收的概况2 吸收设备分类第二章设计方案2.1吸收剂的选择2.1.1 对溶质的溶解度大2.1.2 对溶质有较高的选择性2.1.3 不易挥发2.1.4 再生性能好2.2塔内气液流向的选择2.3吸收系统工艺流程2.3.1.工艺流程图及说明2.4填料的选择2.5操作参数的选择2.5.1操作温度2.5.2 操作压力的确定第三章工艺计算3.1 物料衡算3.2 吸收剂用量3.4 塔径计算3.5填料层高度计算第四章辅助设备的类型及作用4.1 液体分布器4.2 除雾器4.3 填料压紧装置4.4 填料支撑装置第五章结束语第六章主要符号说明第七章参考文献1 前言1.1 吸收技术的概况利用混合气体中各组分在同一种溶剂（吸收剂）中溶解度的不同分离气体混合物的单元操作称为吸收。

吸收是分离气体混合物最常见的单元操作之一。

工业吸收操作是在吸收塔内进行的。

在吸收操作中，通常将混合气体中能够溶解于溶剂中的组分称为溶质或吸收质，以A表示而不溶或微溶的组分称为载体或惰性气体，以B表示；吸收所用的溶剂称为吸收剂，以S表示；经吸收后得到的溶液称为吸收液;被吸收后排出吸收塔的气体称为吸收尾气。

吸收就是吸收质从气相转入液相的过程。

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。

混合气体的处理量m3/h 1800含量（体积分数）5%混合气体SO2的回收率不低于97%SO2（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SO22.2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。

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。