【正文】 7 0 1)1(ln1 1 *22*21 ??????? ???????????? ?????? SYY YYSSNOG 查 [1] 135表 得 2/427680/33 hkgcmd ynC ??? 液體質(zhì)量通量為 ? ?hmkgU L ???? 22 / 6 8 0 8 0 9 7 6 5 4 0 8 9 9 4 0 8 9 64 2 7 6 8 e x p1 282?????????????????????????????????????????????????????twaa 氣膜吸收系數(shù)有下式計算： )./( 4 0 8 2 5 0 0 0 22 hmkgU V ???? ? ?11231310 3 3 9 33 1 0 5 3 20 5 5 0 6 0 6 3 2 4 0 12 3 U??? ?????????????????????????????????????????????????????K P ahmk m o lRTDaDack VtVVVVtVG??? 液膜吸收系數(shù)由下式計算： ? ?hmgDaUkLLLLLLwLL/0 7 9 8 9 8 3 25 9 6 8 0 40 0 9 0 0 9 318216323132????????? ??????????????????????????????????????????????????????? 由 ?? wGG akak 查 [1] 145表 得 ?? 則 )/(9 8 9 3 25 9 3 3 k p ahmk m o lakak wGG ????????? hakak wLL / ??????? %50% ??Fuu akuuak GFG ?????? ???? )( = ? ?? ? 9 8 9 2 8 ??? = kpahmkmol ..3 akuuak LFL ?????? ???? )( = ? ?? ? 6 5 2 8 ??? =? ?h1 )../(1 2 2 1 5 12 5 11111 3 K p ahmK m o laHkakakLGG ???????? 由 maK VH GOG 6 5 8 0 11 2 2 3 3 2 ???????? 填料層高度計算 mNHZ OGOG 1 5 6 5 ????? 得 mZ ???? 設(shè)計填料層高度為 mZ ?? 查 [1] 165表 對于 階梯環(huán) 填料， 15~8?Dh mmh 6max? 取 8?Dh ， mmmmh 1 6 0 0 02 0 0 08 ??? 計算得填料層 高度為 5200mm，故不需分段 。 第 3 章 吸收塔的工藝計算 液相物性數(shù)據(jù) 對于 低 濃度的吸收過程，溶液的物性數(shù)據(jù)可以近似取純水的物性數(shù)據(jù) 由手冊查得 20 C176。若液氣比取較小值，則所排出的液體濃度就較高，溶質(zhì)回收的操作費用較便宜，但吸收塔變高，因此設(shè)備成本費提高。 操作溫度的選擇 對于物理吸收而言 ,降低操作溫度 ,對吸收有利 .但低于環(huán)境溫度的操作溫度因其要消耗大量的制冷動力而一般是不可取的 ,所以一般情況下 ,取常溫吸收較為有利 .對于特殊條件的吸收操作必須采用低于環(huán)境的溫度操作 . 對于化學(xué)吸收 ,操作溫度應(yīng)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的性質(zhì)而定 ,既要考慮溫度對化學(xué) 反應(yīng)速度常數(shù)的影響 ,也要考慮對化學(xué)平衡的影響 ,使吸收反應(yīng)具有適宜的反應(yīng)速度 . 對于再生操作 ,較高的操作溫度可以降低溶質(zhì)的溶解度 ,因而有利于吸收劑的再生 . 操作壓力的選擇 對于物理吸收 ,加壓操作一方面有利于提高吸收過程的傳質(zhì)推動力而提高過程的傳質(zhì)速率 ,另一方面 ,也可以減小氣體的體積流率 ,減小吸收塔徑 .所以操作十分有利 .但工程上 ,專門為吸收操作而為氣體加壓 ,從過程的經(jīng)濟性角度看是不合理的 ,因而若在前一道工序的壓力參數(shù)下可以進行吸收操作的情況下 ,一般是以前道工序的壓力作為吸收單元的操作壓力 . 對于化學(xué)吸收 ,若過程由質(zhì)量傳遞過程控制 ,則提高操作壓力有利 ,若為化學(xué)反應(yīng)過程控制 ,則操作壓力對過程的影響不大 ,可以完全根據(jù)前后工序的壓力參數(shù)確定吸收操作壓力 ,但加大吸收壓力依然可以減小氣相的體積流率 ,對減小塔徑仍然是有利的 . 對于減壓再生 (閃蒸 )操作 ,其操作壓力應(yīng)以吸收劑的再生要求而定 ,逐次或一次從吸收壓力減至再生操作壓力 ,逐次閃蒸的再生效果一般要優(yōu)于一次閃蒸效果 . 液氣比的選擇 在吸收塔內(nèi) 吸收劑的用量 L（ hkmol ）和被處理氣體的流量 G（ hkmol ）的比值稱為液氣比 GL .吸收劑的用量或液氣比的確定是吸收裝置設(shè)計計算中的重要內(nèi)容，它的大小影響到吸收操作的推動力、塔徑、填料層高度和吸收劑的再生費用。由于再生溫度必須高于解吸溫度，因而，該方法最適用于常溫吸收或在接近于于常溫的吸收操作，否則，若吸收溫度較高，則再生溫度必然更高，從而，需要消耗更高品位的能量。在吸收塔內(nèi)，吸收了大量溶質(zhì)后的吸收劑進入再生塔并減壓，使得溶如吸收劑中的溶質(zhì)得以再生。 表 2— 2 填料尺寸與塔徑的對應(yīng)關(guān)系 塔徑 /mm 填料尺寸 /mm D≤ 300 300≤ D≤ 900 D≥ 900 20～ 25 25～ 38 50～ 80 (4).填料材質(zhì)的選擇 對于填料材質(zhì)的原則，應(yīng)根據(jù)吸收系統(tǒng)的介質(zhì)以及操作溫度而定，一般情況下，可以選用塑料，金屬，陶瓷等材料。 此外，所選的填料要便于安裝、拆卸和檢修。比較填料的壓降有兩種方法：一是比較填料層單位高度的壓降 ZP? ；另一是比較填料層單位傳質(zhì)效率的比壓降 TNP? 。 （ b）通量 在相同的液體負荷下，填料的泛點氣速越高或氣象動能因子越大，則通量越大，塔的處理能力就越大。它有由許多波紋型薄板垂直方向疊在一起，組成盤狀。矩鞍型在填料層中不相互重疊，因此填料表面利用率好，傳質(zhì)效果比相同尺寸的拉西 環(huán)好。環(huán)壁上開有窗口，環(huán)內(nèi)有兩層互相交存的十字型翅片。其構(gòu)造簡單、制造容易，但由于其存在較嚴重的塔壁偏流和溝流現(xiàn)象，目前在工業(yè)上應(yīng)用減少。網(wǎng)型填料用金屬絲網(wǎng)或多孔金屬片制成，主要有鞍型、壓延孔環(huán)、波紋網(wǎng)填料等。但填料經(jīng)噴淋后表面覆蓋了液層，其值發(fā)生了變化，故把實驗獲 得的有液體噴淋條件下的 ?a 相應(yīng)數(shù)值，成為濕填料因子，簡稱填料因子，以 ? 表示。工程上，如無特別需要，一般均采用逆流吸收流程。于特定條 件下的部分溶 （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，同時過程的分離要求不高，選用一種吸收劑即可完成任務(wù)的情況。 (5) 結(jié)構(gòu)簡單可靠 ,材料耗用量小 ,制造安裝容易 ,以達到降低設(shè)備投資的要求。 化工生產(chǎn)對塔設(shè)備 的要求 塔設(shè)備除了應(yīng)滿足特定的化工工藝條件 (如溫度、壓力及耐腐蝕 )外 ,為了滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要還應(yīng)達到下列要求 : (1) 生產(chǎn)能力大 ,即氣液處理量大 。 在化工、石油 化工及煉油廠中 ,塔設(shè)備的性能對于整個裝置的產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量、生產(chǎn)能力和消耗定額 ,以及三廢處理和環(huán)境保護等各個方面 ,都有重大影響。 (6)從氣體混合物中回收有價值的組分。硝酸生產(chǎn)尾氣含一氧化 氮等有害氣體，均須用吸收方法除去。 (3)制備某種氣體的溶液。 氣體的吸收在化工生產(chǎn)中主要用來達到以下幾種目的 (1)分離混合氣體以獲得一定的組分。 在化工生產(chǎn)中所處理的原料﹑中間產(chǎn)物﹑粗產(chǎn)品等幾乎都是混合物，而且大 部分是均相混合物，為進一步加工和使用，常需將這些混合物分離為較純凈或幾乎純態(tài)的物質(zhì)。 近年來 ,開發(fā)使用了斜孔塔盤、導(dǎo)向篩板、網(wǎng)孔塔盤、大孔篩板、浮閥 篩板復(fù)合塔盤以及浮動噴射塔板、旋流塔板等。但近年來對 在高氣速條件下操作的并流填料吸收器給予另外很大的關(guān)注。有時也將填料裝成幾層，每層的下邊都設(shè)有單獨的支撐板。但在很多情況下，填料的活性接觸表面小于其幾何表面。 目前，液膜吸收器應(yīng)用比較少，其中最常見的是列管式吸收器，常用于從高濃度氣體混合物同時取出熱量的易溶氣體（氯化氫， 二氧化硫 ）的吸收。文氏管吸收器結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)備小、占空間少、氣速高、處理量大、氣液接觸好、傳質(zhì)較容易，特別適用于捕集氣流中的微小顆粒物?？账饬魉俣纫话闳?1～ 3． 5m／ s，篩孔氣流速度取 10～ 15m/s。篩孔板塔主要優(yōu)點是構(gòu)造簡單，處理風量大，并能處理含塵氣體。板式塔種類很多。h) ，壓力損失 1 500～ 3 800Pa，而且還可處理含塵氣體。在塔內(nèi)柵板間放置一定數(shù)量的輕質(zhì)小球填料 (直徑 29～ 38mm)，吸收劑自塔頂噴下，濕潤小球表面，氣體從塔底 進入，小球被吹起湍動旋轉(zhuǎn)，由于氣、液、固三相充分接觸，小球表面液膜不斷更新，增加了吸收推動力。 填料塔適用于快速和瞬間反應(yīng)的吸收過程，多用于氣體的凈化。 幾種常用的吸收塔 1．填料塔 它由外殼、填料、填料支承、液體分布器、中間支承和再分布器、氣體和液體進出口接管等部件組成，塔外殼多采用 金屬材料 ，也可用塑料制造。 3．操作范圍寬，運行穩(wěn)定。 塔內(nèi)氣液兩相的流動方式可以逆流也可并流。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。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。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。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。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％。 （ 4）選用填料類型及規(guī)格自選。 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，使其達到排放標準。 ，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。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。 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。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。 2．氣液兩相應(yīng)具有強烈擾動，減少傳質(zhì)阻力，提高吸收效率。 6．結(jié)構(gòu)簡單、便于制造和檢修。常用的填料有拉西環(huán)、鮑爾環(huán)、弧鞍形和矩鞍形填料， 20 世紀 80 年代后開發(fā)的新型填料如 QH— 1型扁環(huán)填料、八四內(nèi)弧環(huán)、刺猬形填料、金屬板狀填料、規(guī)整板波紋填料、格柵填料等，為先進的填料塔設(shè)計提供了基礎(chǔ)。 2．湍球塔 它是填料塔的一種特殊形式，運行時塔內(nèi)填料處于運動狀態(tài)，以強化吸收過程。