【正文】 吉林化工學(xué)院 化 工 原 理 課 程 設(shè) 計 題目 水吸收二氧化硫過程填料吸收塔的設(shè)計 教 學(xué) 院 化工與材料工程學(xué)院 專業(yè)班級 輕化 0802 學(xué)生姓名 學(xué)生學(xué)號 指導(dǎo)教師 2020 年 11月 18 日 課程設(shè)計任務(wù)書 設(shè)計題目： 水吸收二氧化硫過程填料吸收塔的設(shè)計； 礦石焙燒爐送出的氣體冷卻到 25℃ 后送入填料塔中，用 20℃ 清水洗滌洗滌除去其中的 SO2。入塔的爐氣流量為 6000m3/h，其中進塔 SO2的摩爾分率為 ，要求 SO2的吸收率為 95％。吸收塔為常壓操作，因該過程液氣比很大，吸收溫度基本不變，可近似取為清水的溫度。吸收劑的用量為最小用量的 倍。 工藝操作條件 ： （ 1）操作平均壓力 常壓 （ 2）操作溫度 t=20℃ （ 3）每年生產(chǎn)時間： 7200h。 （ 4）選用填料類型及規(guī)格自選。 設(shè)計任務(wù)： 完成干燥器的工藝設(shè)計與計算，有關(guān)附屬設(shè)備的設(shè)計和選型，繪制吸收系統(tǒng)的工藝流程圖和吸收塔的工藝條件圖，編寫設(shè)計說明書。 目 錄 摘 要 ..................................................... 5 第 1 章 緒論 ................................................... 6 吸收技術(shù)概況 .................................................. 6 吸收設(shè)備的發(fā)展 ................................................ 6 吸收在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用 ........................................ 8 塔設(shè)備在化工生產(chǎn)中的作 用和地位 ............................ 9 化工生產(chǎn)對塔設(shè)備的要求 .................................. 9 第 2 章 設(shè)計方案 .............................................. 11 吸收劑的選擇 ................................................. 11 吸收流程的選擇 [5] ............................................. 12 吸收工藝流程的確定 ....................................... 12 吸收工藝流程圖及 工藝過程說明 ............................. 13 吸收塔設(shè)備及填料的選擇 ....................................... 13 吸收塔的設(shè)備選擇 ......................................... 13 填料的選擇 ............................................... 13 吸收劑再生方法的選擇 ......................................... 16 操作參數(shù)的選擇 ............................................... 16 操作溫度的選擇 ........................................... 16 操作壓力的選擇 ........................................... 17 液氣比的選擇 ............................................. 17 第 3 章 吸收塔的工藝計算 ....................................... 18 基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù) ................................................. 18 液相物性數(shù)據(jù) ............................................. 18 氣相物性數(shù)據(jù) ............................................. 18 氣液平衡數(shù)據(jù) ............................................. 18 物料衡算 ..................................................... 19 填料塔的工藝尺寸的計算 ....................................... 20 塔徑的計算 ............................................... 20 泛點率校核 ............................................... 20 填料規(guī)格校核 : ............................................ 21 液體噴淋密度校核 ......................................... 21 填料塔填料高度計算 ........................................... 21 傳質(zhì)單元數(shù)的計算 ......................................... 21 傳質(zhì)單元高度計算 ......................................... 21 填料層高度計算 ........................................... 23 填料塔附屬高度計算 ........................................... 23 液體分布器計算 ............................................... 24 液體分布器 ............................................... 24 布液孔數(shù) ................................................. 25 塔底液體保持管高度 ....................................... 26 其他附屬塔內(nèi)件的選擇 ..................................... 26 除沫器及篩網(wǎng)裝置 ......................................... 26 填料支承板 ............................................... 27 填料壓板與床層限制板 ..................................... 27 氣體進出口裝置與排液裝置 ................................. 28 塔的輔助裝置 ............................................. 28 裙座 ................................................. 28 人孔和手孔 ........................................... 28 吸收塔的流體力學(xué)參數(shù)計算 ..................................... 29 吸收塔 的壓力降 ........................................... 29 吸收塔的泛點率 ........................................... 30 氣體動能因子 ............................................. 30 附屬設(shè)備的計算與選擇 ......................................... 31 接管尺寸的計算舉例 ....................................... 31 離心泵的選擇與計算 ....................................... 32 工藝設(shè)計計算結(jié)果匯總與主要符號說明 ............................. 34 主要符號說明 ................................................. 35 參考文獻 ..................................................... 38 結(jié)束語 ...................................................... 39 摘 要 在化工工業(yè)中，經(jīng)常需要將氣體混合物的各個組分加以分離，其主要目的是回收氣體混合物中的有用物質(zhì)，以制取產(chǎn)品，或除去工藝氣體中的有害成分，使氣體凈化，以便進一步加工處理，或除去工業(yè)放空尾氣中的有害成分，以免污染空氣。吸收操作是氣體混合物分離方法之一，它是根據(jù)混合物中各組分在某一種溶劑中溶解度不同而達到分離的目的。 二氧化硫是化工生產(chǎn)中 的生產(chǎn)原料，但是其強烈的刺激性氣味對于人體健康和大氣環(huán)境都會造成破壞和污染，因此，為了避免化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)的大量的含有 二氧化硫 的工業(yè)尾氣直接排入大氣而造成空氣污染 ，需要采用一定方法對于工業(yè)尾氣中的 二氧化硫 進行吸收，本次化工原理課程設(shè)計的目的是根據(jù)設(shè)計要求采用填料吸收塔吸收的方法來凈化含有 二氧化硫 的工業(yè)尾氣，使其達到排放標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計采用填料塔進行吸收操作是因為填料可以提供巨大的氣液傳質(zhì)面積而且填料表面具有良好的湍流狀況，從而使吸收過程易于進行，而且，填料塔還具有結(jié)構(gòu)簡單、壓降低、填料易用乃腐蝕材料制造等優(yōu)點，從而可以使吸收操作過程節(jié)省大量人力和物力。 設(shè)計中選擇合適的液體分布器及再分布器，除沫裝置以及填料支承裝置，并對泛點率和液體噴淋密度進行了校核。 關(guān)鍵詞 ： 水 填料塔 吸收 二氧化硫 低濃度 第 1 章 緒論 在化工生產(chǎn)中， 經(jīng)常要處理各種原料、中間產(chǎn)物、粗產(chǎn)品。 ，大部分都是均相物系，但往往不能滿足生產(chǎn)要求，需要把他們分離成為較純凈的物質(zhì)， 為了實現(xiàn)這種分離 ,常利用均相物系中不同組分的某種性質(zhì)差異 ,使其中的一種組分(或幾種組分 ),在分離設(shè)備所提供的兩相物系界面上 ,通過充分的接觸 ,從一相轉(zhuǎn)移到另一相 ,其它組分仍保留在原物系中 ,從而實現(xiàn)了分離。這種分離是物質(zhì)在相際間的轉(zhuǎn)移 過程 ,即物質(zhì)傳遞過程 ,也是化工生產(chǎn)中的單元操作。 吸收就是這種以物質(zhì)分離為目的的單元操作。 吸收是用來分離氣體混合物的 ,是利用混合氣體中各組分在吸收劑中的溶解度的差異而實現(xiàn)分離的操作。在吸收過程中 ,混合氣體與合適的液體吸收劑在吸收設(shè)備中充分接觸 ,氣體中易溶解的組分被溶解 ,不能溶解的組分仍保留在氣相中 ,這樣混合氣體就實現(xiàn)了分離。 吸收操作所用的液體稱為吸收劑或溶劑；混合氣中，被溶解的組分稱為溶質(zhì)或吸收質(zhì)；不被溶解的組分稱為惰性氣體或載體；所得到的溶液稱為吸收液。其成分是溶劑與溶質(zhì)；排除的氣體稱為吸收尾氣，如果吸收 劑的揮發(fā)度很小，則其中主要成分為惰性氣體以及殘留的溶質(zhì)。 還可以通過吸收除去混合氣體中的有害組分使其凈化 ,例如用水或堿液除去合成氨原料氣中的二氧化碳 ,用丙酮除去石油裂解氣中的乙炔 ,以及除去工業(yè)廢氣中的二氧化硫、硫化氫等有害物質(zhì)。 實際生產(chǎn)中，吸收過程所用的吸收劑常需回收利用，故一般來說，完整的吸收過程應(yīng)包括吸收和解吸兩部分，因而在設(shè)計上應(yīng)將兩部分綜合考慮，才能得到較為理想的設(shè)計結(jié)果。作為吸收過程的工藝設(shè)計，其一般性問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，根據(jù)給定的分離任務(wù)，確 定吸收方案；構(gòu)成一個完整的流程結(jié)構(gòu)。 吸收塔是實現(xiàn)吸收操作的設(shè)備。按氣液相接觸形態(tài)分為三類。第一類是氣體以氣泡形態(tài)分散在液相中的 板式塔 、鼓泡吸收塔、攪拌鼓泡吸收塔；第二類是液體以液滴狀分散在氣相中的噴射器、 文氏管 、 噴霧塔；第三類為液體以膜狀運動與氣相進行接觸的填料吸收塔和降膜吸收塔。 塔內(nèi)氣液兩