水吸收二氧化硫過(guò)程填料塔設(shè)計(jì)說(shuō)明-文庫(kù)吧
2025-04-03 22:47 本頁(yè)面
【正文】 廠 址 齊齊哈爾地區(qū) 三、設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)方案的選擇及流程說(shuō)明吸收塔的物料衡算吸收塔工藝尺寸計(jì)算填料層壓降的計(jì)算液體分布器簡(jiǎn)要設(shè)計(jì)填料吸收塔裝配圖(1號(hào)圖紙)設(shè)計(jì)評(píng)述參考資料 指導(dǎo)教師：趙國(guó)君 2014年 06 月 23日第1章 緒論在化學(xué)工業(yè)中，利用不同氣體組分在液體溶劑中的溶解度的差異，對(duì)其進(jìn)行選擇性溶解，從而將混合物各組分分離的傳質(zhì)過(guò)程稱為吸收。氣體吸收過(guò)程是化工生產(chǎn)中常用的氣體混合物的分離操作，其基本原理是利用混合物中各組分在特定的液體吸收劑中的溶解度不同，實(shí)現(xiàn)各組分分離的單元操作。實(shí)際生產(chǎn)中，吸收過(guò)程所用的吸收劑常需回收利用，故一般來(lái)說(shuō)，完整的吸收過(guò)程應(yīng)包括吸收和解吸兩部分，因而在設(shè)計(jì)上應(yīng)將兩部分綜合考慮，才能得到較為理想的設(shè)計(jì)結(jié)果。作為吸收過(guò)程的工藝設(shè)計(jì)，其一般性問(wèn)題是在給定混合氣體處理量、混合氣體組成、溫度、壓力以及分離要求的條件下，完成以下工作：（1）根據(jù)給定的分離任務(wù)，確定吸收方案；（2）根據(jù)流程進(jìn)行過(guò)程的物料和熱量衡算，確定工藝參數(shù)；（3）依據(jù)物料及熱量衡算進(jìn)行過(guò)程的設(shè)備選型或設(shè)備設(shè)計(jì)；（4）繪制工藝流程圖及主要設(shè)備的工藝條件圖；（5）編寫(xiě)工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。近年來(lái)隨著化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，大規(guī)模的吸收設(shè)備已經(jīng)廣泛用于實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中。對(duì)于吸收過(guò)程，能夠完成分離任務(wù)的塔設(shè)備有多種，如何從眾多的塔設(shè)備中選擇合適類型是進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)的首要任務(wù)。而進(jìn)行這一項(xiàng)工作則需對(duì)吸收過(guò)程進(jìn)行充分的研究后，并經(jīng)多方面對(duì)比方能得到滿意的結(jié)果。一般而言，吸收用塔設(shè)備與精餾過(guò)程所需要的塔設(shè)備具有相同的原則要求，用較小直徑的塔設(shè)備完成規(guī)定的處理量，塔板或填料層阻力要小，具有良好的傳質(zhì)性能，具有合適的操作彈性，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，便于安裝、操作和維修等。 但是吸收過(guò)程，一般具有液氣比大的特點(diǎn)，因而更適用填料塔。此外，填料塔阻力小，效率高，有利于過(guò)程節(jié)能。所以對(duì)于吸收過(guò)程來(lái)說(shuō)，以采用填料塔居多。近年來(lái)隨著化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，大規(guī)模的吸收設(shè)備已經(jīng)廣泛用于實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中。具有了很高的吸收效率，以及在節(jié)能方面也日趨完善。填料塔的工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容是在明確了裝置的處理量，操作溫度及操作壓力及相應(yīng)的相平衡關(guān)系的條件下，完成填料塔的工藝尺寸及其他塔內(nèi)件設(shè)計(jì)。在今后的化學(xué)工業(yè)的生產(chǎn)中，對(duì)吸收設(shè)備的要求及效率將會(huì)有更高的要求，所以日益完善的吸收設(shè)備會(huì)逐漸應(yīng)用于實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)中。在化工生產(chǎn)中，原料氣的凈化，氣體產(chǎn)品的精制，治理有害氣體保護(hù)環(huán)境等方面得到了廣泛的應(yīng)用，在研究和開(kāi)發(fā)過(guò)程中，在方法上多從吸收過(guò)程的傳質(zhì)速率著手，希望在整個(gè)設(shè)備中，氣液兩相為連續(xù)微分接觸過(guò)程，這一特點(diǎn)則與填料塔得到了良好的結(jié)合，由于填料塔的通量大，阻力小，使得其在某些處理量大要求壓降小的分離過(guò)程中備受青睞，尤其近年高效填料塔的開(kāi)發(fā)，使得填料塔在分離過(guò)程中占據(jù)了重要的位置。吸收在化工的應(yīng)用大致有以下幾種：（1） 原料氣的凈化。（2） 有用組分的回收。（3） 某些產(chǎn)品的制取。（4） 廢氣的處理。煤氣脫苯為例:在煉焦及制取城市煤氣的生產(chǎn)過(guò)程中，焦?fàn)t煤氣內(nèi)含有少量的苯、甲苯類低碳?xì)浠衔锏恼羝s35）應(yīng)予以分離回收，所用的吸收溶劑為該工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的副產(chǎn)物，即焦煤油的精制品稱為洗油?；厥毡较滴镔|(zhì)的流程包括吸收和解吸兩個(gè)大部分。含苯煤氣在常溫下由底部進(jìn)入吸收塔，洗油從塔頂淋入，塔內(nèi)裝有木柵等填充物。在煤氣與洗油接觸過(guò)程中，煤氣中的苯蒸汽溶解于洗油，使塔頂離去的煤氣苯含量降至某允許值()，而溶有較多苯系物質(zhì)的洗油(稱富油)由吸收塔底排出。為取出富油中的苯并使洗油能夠再次使用(稱溶劑的再生)，在另一個(gè)稱為解吸塔的設(shè)備中進(jìn)行與吸收相反的操作解吸。為此，可先將富油預(yù)熱到170左右由解吸塔頂淋下，塔底通入過(guò)熱水蒸氣。洗油中的苯在高溫下逸出而被水蒸氣帶走，經(jīng)冷凝分層將水除去，最終可得苯類液體（粗苯），而脫除溶質(zhì)的洗油（稱貧油）經(jīng)冷卻后可作為吸收溶劑再次送入吸收塔循環(huán)使用.學(xué)習(xí)參考第2章 設(shè)計(jì)方案 吸收過(guò)程的設(shè)計(jì)方案主要包括吸收劑的選擇、吸收流程的選擇、解吸方法選擇、設(shè)備類型選擇、為提高傳質(zhì)效率，選用逆流吸收流程。因用水作為吸收劑，且S02不作為產(chǎn)品，故采用純?nèi)軇? 完成同一吸收任務(wù)，可選用不同吸收劑，從而構(gòu)成了不同的吸收方法，如以合成氨廠變換器脫CO2的為例，若配合焦?fàn)t氣為原料的制氫工藝，宜選用水，碳酸丙烯酯，冷甲酸等作吸收劑，既能脫CO2，又能脫除有機(jī)雜質(zhì)。后繼配以堿洗和低溫液氨洗構(gòu)成了一個(gè)完整的凈化體系，若以天然氣為原料制H2和N2時(shí)，宜選用催化熱碳酸鉀溶液作吸收劑，凈化度高。后繼再配以甲烷化法，經(jīng)濟(jì)合理。其中，前者為物理吸收，后者則為化學(xué)吸收。一般而言，當(dāng)溶劑含量較低，而要求凈化度又高時(shí)，宜采用化學(xué)吸收法；若溶質(zhì)含量較高，而凈化度又不很高時(shí)，宜采用物理吸收法。對(duì)于吸收操作,選擇適宜的吸收劑,選擇吸收劑,要著重考慮如下問(wèn)題.(一)對(duì)溶質(zhì)的溶解度大所選的吸收劑多溶質(zhì)的溶解度大,則單位量的吸收劑能夠溶解較多的溶質(zhì),在一定的處理量和分離要求下,吸收劑的用量小,可以有效地減少吸收劑循環(huán)量,在同樣的吸收劑用量下,液相的傳質(zhì)推動(dòng)力大,則可以提高吸收效率,減小塔設(shè)備的尺寸.(二)對(duì)溶質(zhì)有較高的選擇性對(duì)溶質(zhì)有較高的選擇性,即要求選用的吸收劑應(yīng)對(duì)溶質(zhì)有較大的溶解度,而對(duì)其他組分則溶解度要小或基本不溶,這樣,不但可以減小惰性氣體組分的損失,而且可以提高解吸后溶質(zhì)氣體的純度.(三)不易揮發(fā)吸收劑在操作條件下應(yīng)具有較低的蒸氣壓,以避免吸收過(guò)程中吸收劑的損失,提高吸收過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性.(四)再生性能好由于在吸收劑再生過(guò)程中,一般要對(duì)其進(jìn)行升溫或氣提等處理,能量消耗較大,因而,吸收劑再生性能的好壞,對(duì)吸收過(guò)程能耗的影響極大,選用具有良好再生性能的吸收劑,往往能有效地降低過(guò)程的能量消耗.以上四個(gè)方面是選擇吸收劑時(shí)應(yīng)考慮的主要問(wèn)題,其次,還應(yīng)注意所選擇的吸收劑應(yīng)具有良好的物理、,不易發(fā)泡,以防止在使用中發(fā)生變質(zhì),同時(shí)要求吸收劑盡可能無(wú)毒、無(wú)易燃易爆性,對(duì)相關(guān)設(shè)備無(wú)腐蝕性(或較小的腐蝕性).吸收劑的經(jīng)濟(jì)性主要指應(yīng)盡可能選用廉價(jià)易得的溶劑.表2—1 物理吸收劑和化學(xué)吸收劑的特性物理吸收劑化學(xué)吸收劑（1）吸收容量（溶解度）正比于溶質(zhì)分壓（2）吸收熱效應(yīng)很?。ń诘葴兀?）常用降壓閃蒸解吸（4）適于溶質(zhì)含量高，而凈化度要求不太高的場(chǎng)合（5）對(duì)設(shè)備腐蝕性小，不易變質(zhì)（1）吸收容量對(duì)溶質(zhì)分壓不太敏感（2）吸收熱效應(yīng)顯著（3）用低壓蒸汽氣提解吸（4）適于溶質(zhì)含量不高，而凈化度要求很高的場(chǎng)合（5）對(duì)設(shè)備腐蝕性大，易變質(zhì)工業(yè)上使用的吸收流程多種多樣，可以從不同角度進(jìn)行分類，從所選用的吸收劑的種類看，有僅用一種吸收劑的一步吸收流程和使用兩種吸收劑的兩步吸收流程，從所用的塔設(shè)備數(shù)量看，可分為單塔吸收流程和多塔吸收流程，從塔內(nèi)氣液兩相的流向可分為逆流吸收流程、并流吸收流程等基本流程，此外，還有用于特定條件下的部分溶劑循環(huán)流程。（一）一步吸收流程和兩步吸收流程一步流程一般用于混合氣體溶質(zhì)濃度較低，同時(shí)過(guò)程的
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