【正文】 由于在同樣的處理量下，所需要的塔徑較大，塔體造價升高。階梯環(huán)是對鮑爾環(huán)的改進(jìn)。但工程上，專門為吸收操作而為氣體加壓，從過程的經(jīng)濟(jì)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(jìn)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。 吸收因子的選擇吸收因子是一個關(guān)聯(lián)了氣體處理量，吸收劑用量以及氣液相平衡常數(shù)的綜合的過程參數(shù)[12]： (21)式中 氣體處理量,kmol/hL吸收劑用量,kmol/h m氣體相平衡常數(shù)。由參考書查得，20℃時水的有關(guān)物性數(shù)據(jù)如下：密度為： kg/m3黏度為：Pah) 氣膜吸收系數(shù)由下式計算： （33） 氣體質(zhì)量通量為： kg/(m2h該空間高度含釜液所占的高度及釜液面上方的氣液分離高度的兩部分。①分布點密度 液體分布器分布點密度的選取與填料類型及規(guī)格、塔徑大小、操作條件等密切相關(guān)，各種文獻(xiàn)推薦的值也相差較大。設(shè)計中，一般要求液體分布器的操作彈性為2～4，對于液體負(fù)荷變化很大的工藝過程，有時要求操作彈性達(dá)到10以上，此時，分布器必須特殊設(shè)計。此外，不同填料對液體均勻分布的要求也有差異。本設(shè)計選用分塊梁式支承板。因此，一些計算數(shù)據(jù)有時并不是十分準(zhǔn)確的，只是擁有一個正確的范圍及趨勢，而并沒有更細(xì)地追究下去，因而可能存在一定的誤差，影響后面具體設(shè)備的選型。由此，我在每章節(jié)后及時地列出數(shù)據(jù)表，方便自己計算也方便讀者查找。提供足夠的自由截面以使氣液兩相流體順利通過，防止在此產(chǎn)生液泛；有利于液體的再分布；耐腐蝕，易制造，易裝卸等。液體分布裝置的作用是使液體的初始分布盡可能地均勻，設(shè)計液體分布裝置的原則應(yīng)該是能均勻分散液體，通道不易堵塞、結(jié)構(gòu)簡單、制造檢修方便等。③降液點間流動的均勻性為保證各分布點的流動均勻需要分布器總體的設(shè)計合理。工業(yè)應(yīng)用以管式、槽式及槽盤式為主。[14]。h1h) 經(jīng)以上校核可知，填料塔直徑選用 mm合理。以上四個方面是選擇吸收劑時應(yīng)考慮的主要問題,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),同時要求吸收劑盡可能無毒、無易燃易爆性,對相關(guān)設(shè)備無腐蝕性(或較小的腐蝕性).吸收劑的經(jīng)濟(jì)性主要指應(yīng)盡可能選用廉價易得的溶劑[13]。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。 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，也可以減少氣體的氣體的體積流率，減少吸收塔徑。表22 填料尺寸與塔徑的對應(yīng)關(guān)系塔徑/mm填料尺寸/mm D≤300300≤D≤900D≥90020～2525～38 50～80 因此對于水吸收二氧化硫的過程、操作、溫度及操作壓力較低，工業(yè)上通常選用散裝填料。對于腐蝕性介質(zhì)應(yīng)采用相應(yīng)的抗腐蝕性材料，如陶瓷、塑料、玻璃、石墨、不銹鋼等，對于溫度較高的情況，應(yīng)考慮材料的耐溫性能。低的液體負(fù)荷，不宜采用填料塔。 部分溶劑循環(huán)吸收流程：由于填料塔的分離效率受填料層上的液體噴淋量影響較大，當(dāng)液相噴淋量過小時，將降低填料塔的分離效率，因此當(dāng)塔的液相負(fù)荷過小而難以充分潤濕填料表面時，可以采用部分溶劑循環(huán)吸收流程，以提高液相噴淋量，改善踏的操作條件[5]。第2章 設(shè)計方案的選擇 吸收流程的選擇工業(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)量來看，可分為單塔吸收流程和多塔吸收流程，從塔內(nèi)氣液兩項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[4]。在今后的化學(xué)工業(yè)的生產(chǎn)中，對吸收設(shè)備的要求及效率將會有更高的要求，所以日益完善的吸收設(shè)備會逐漸應(yīng)用于實際的工業(yè)生產(chǎn)中。在瓷環(huán)填料亦稱拉西環(huán)填料被廣泛采用后，弧鞍形填料相繼問世，特別是出現(xiàn)了斯特曼填料后，便大大的促進(jìn)了規(guī)整填料的發(fā)展，除了各種填料大大涌現(xiàn)外，還發(fā)展了多管塔、乳化塔等被成為高效填料塔的新塔型。另外，傳質(zhì)速率與推動力成正比，與阻力成反比，兩相的濃度距離平衡濃度越大，則傳質(zhì)的推動力越大，傳質(zhì)速率與越大。在化工生產(chǎn)中有著重要的應(yīng)用，它主要用于原料氣的凈化、有用組分的回收。梁型支承板的性能優(yōu)良，有利于氣液傳質(zhì)，因此選用梁型支承板。齊 齊 哈 爾 大 學(xué)化工原理課程設(shè)計題 目 水吸收二氧化硫填料吸收塔設(shè)計 學(xué) 院 化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院 專業(yè)班級 制藥工程學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 成 績 年 月 日 24 / 30摘 要氣體吸收過程是利用氣體混合物中，各組分在液體中溶解度或化學(xué)反應(yīng)活性的差異，在氣液兩相接觸時發(fā)生傳質(zhì)，實現(xiàn)氣液混合物的分離。因塑料階梯環(huán)的綜合性能較好，所以選用DN38聚丙烯階梯環(huán)填料。氣體的吸收是用適當(dāng)?shù)囊后w吸收劑與氣體混合物接觸，吸收器氣體混合物中一個或幾個組分，使其中的各組分得以分離的一種操作。根據(jù)兩相的平衡關(guān)系可以判斷傳質(zhì)過程的方向與極限[1]。20世紀(jì)初，填料塔進(jìn)入了一個新的發(fā)展階段。填料塔的工藝設(shè)計內(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。當(dāng)然，以上目的有時也難以截然分開，如干燥廢氣中的有機(jī)溶劑，能回收下來就很有價值，任其排放則會污染大氣[3]。工程上，如無特別需要，一般均采用逆流吸收流程。大的液體負(fù)荷，可選用填料塔。在選擇塔填料時，應(yīng)該考慮如下幾個問題：（1）選擇填料材質(zhì) 選擇填料材質(zhì)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。但在大塔中使用小于20—25mm填料時，效率并沒有明顯的提高，一般情況下，可以按表選擇填料尺寸[8]。表23 聚丙烯階梯環(huán)幾何數(shù)據(jù)規(guī)格比表面積m2/m3空隙率堆積個數(shù)堆積重量填料因子m116**137029913625**2288150038*19*2720050*25*1074076*37*903420 操作參數(shù)的選擇吸收過程的操作參數(shù)主要包括吸收（或再生）壓力、吸收、（或再生）溫度以及吸收因子（或解析因子），這些條件的選擇應(yīng)充分考慮前后工藝的工藝參數(shù)，從整個過程的安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性出發(fā)，利用過程的模擬計算，經(jīng)過多方案對比優(yōu)化得出過程參數(shù)[10]。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。(四