化工原理课程设计
设计名称水吸收SO2-空气混合气填料塔的设计学院能源与环境学院
班级环境131 学号 201301144120 姓名高鹏垒
指导教师石凤娟
2016年1月 22 日
化工原理课程设计任务书
一、设计题目
水吸收SO 2-空气混合气填料塔的设计：试设计一座填料吸收塔，用20℃的清水吸收
SO 2-空气混合气中的 SO 2。已知入口空气中含SO 2的摩尔分率为0.05，操作压力为
101.3KPa,相对湿度为70%。要求SO 2的回收率为96%。采用清水进行吸收，吸收剂的用
量为最小用量的1.5倍。
二、设计操作条件
（1）入塔炉气流量：1200（1800）+n*10=1400h m /3
（说明: n 为学号尾数后两位）
（2）常压101.3KPa 。
（3）操作温度20℃。
三、填料类型
选用聚丙烯阶梯环填料，填料规格自选。
四、工作日
每年300天，每天24h 连续运行。
五、厂址
河南省周口市。
六、设计内容
（1）填料塔的物料衡算；
（2）填料塔的工艺尺寸计算；
（3）填料层压降的计算；
（4）液体分布器简要设计；
（5）填料塔接管尺寸计算；
（6）绘制生产工艺流程图（A2号图纸）
（7）绘制填料塔装配图（A1号图纸）
（8）对设计过程的评述和有关问题的讨论。
摘要：
介绍了吸收技术的基本知识；叙述了水吸收SO2的设计方案和流程；根据操作条件设计出符合要求的填料塔，包括塔设备的工艺尺寸计算、填料选择及辅助设备的选型和计算。
关键字：课程设计SO2吸收填料塔
目录
一、前言 (1)
1、吸收技术概况 (1)
2、吸收在工业生产中的应用 (2)
3、吸收设备 (2)
二、设计方案 (3)
1、吸收剂的选择 (3)
2、吸收流程的选择 (4)
2.1 气体吸收过程分类 (4)
2.2吸收装置的流程 (5)
3、吸收塔设备及填料的选择 (6)
3.1 吸收塔设备 (6)
3.2 填料的选择 (6)
4、吸收剂再生方法的选择 (7)
5、操作参数的选择 (8)
5.1操作温度的确定 (8)
5.2操作压力的确定 (8)
三、吸收塔工艺条件的计算 (9)
1、基础物性数据 (9)
1.1液相物性数据 (9)
1.2气相物性数据 (9)
1.3气液两相平衡时的数据 (9)
2、物料衡算 (10)
3、填料塔的工艺尺寸计算 (11)
3.1塔径的计算 (11)
3.2泛点率校核和填料规格 (12)
3.3液体喷淋密度校核 (12)
4、填料层高度计算 (13)
4.1传质单元数的计算 (13)
4.2传质单元高度的计算 (13)
4.3填料层高度的计算 (15)
5、填料塔附属高度的计算 (15)
6、液体分布器的简要设计 (16)
6.1液体分布器的选型 (16)
6.2分布点密度及布液孔数的计算 (17)
6.3塔底液体保持管高度的计算 (18)
7、其它附属塔内件的选择 (18)
7.1 填料支撑板 (18)
7.2 填料压紧装置与床层限制板 (18)
7.3气体进出口装置与排液装置 (19)
8、流体力学参数计算 (20)
8.1填料层压力降的计算 (20)
9、吸收塔主要接管的尺寸计算 (21)
9.1液体进料接管 (21)
9.2气体进料接管 (21)
9.3吸收剂输送管路直径及流速计算 (22)
四、工艺设计计算结果汇总与主要符号说明 (23)
1、填料塔工艺尺寸计算结果表： (23)
2、流体力学参数计算结果汇总： (24)
3、附属设备计算结果汇总： (25)
4、所用38
D聚丙烯塑料阶梯环填料主要性能参数汇总： (25)
N
5、主要符号说明： (26)
五、课程设计总结 (28)
附录 (28)
附录（一）水的物性数据表 (29)
附录（二）塔径与填料公称直径的比值D/d的推荐值 (30)
附录（三）贝恩（Bain）--霍根（Hougen）关联式中的A、K值 (30)
参考文献 (28)
一、前言
1、吸收技术概况
化学工业中的废气二氧化硫主要来自化石燃料的燃烧、含硫矿石的冶炼、硫酸、磷肥等生产的工业废气。二氧化硫是化工生产中极为重要的生产原料，其强烈的刺激性气味对于人体健康和大气环境都会造成破坏和污染，必须进行净化回收，具经济价值的规模应充分回收利用，避免硫资源浪费和造成大气污染，危害人类生存发展。
吸收是气体混合物分离方法之一，它是根据混合物中各组分在某一种溶剂中溶解度不同而达到分离的目的的单元操作。
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[1]。
吸收过程通常在吸收塔中进行。根据气、液两相的流动方向，分为逆流操作和并流操作两类，工业生产中以逆流操作为主，吸收剂以塔顶加入自上向下流动，与从下向上流动的气体接触，吸收了吸收质的液体从塔底排出，净化后的气体从塔顶排出。其操作示意图如下图所示：
