【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 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(yùn)動(dòng)與氣相進(jìn)行接觸的填料吸收塔和降膜吸收塔。塔內(nèi)氣液兩相的流動(dòng)方式可以逆流也可并流。通常采用逆流操作，吸收劑以塔頂加入自上而下流動(dòng)，與從下向上流動(dòng) 的氣體接觸，吸收了吸收質(zhì)的液體從塔底排出，凈化后的氣體從塔頂排出。19 吸收塔的工作原理及基本要求利用不同氣體在液體溶劑中的溶解度，對(duì)其進(jìn)行選擇性溶解，從而將氣體混合物各組分分離。工業(yè)吸收塔應(yīng)具備以下基本要求： 1．塔內(nèi)氣體與液體應(yīng)有足夠的接觸面積和接觸時(shí)間。 2．氣液兩相應(yīng)具有強(qiáng)烈擾動(dòng)，減少 傳質(zhì)阻力，提高吸收效率。 3．操作范圍寬，運(yùn)行穩(wěn)定。 4．設(shè)備阻力小，能耗低。 5．具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和耐腐蝕能力。 6．結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于制造和檢修。 吸收塔的結(jié)構(gòu)概論? 填 料 吸 收 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(jìn)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。填料是填料塔的核心，它提供了塔內(nèi)氣液兩相的接觸面，填料與塔的結(jié)構(gòu)決定了塔的性能。? 板式塔　　板式塔是在塔內(nèi)裝有一層層的塔板，液體從塔頂進(jìn)入。氣體從塔底進(jìn)入，氣液的傳質(zhì)、傳熱過程是在各個(gè)塔板上進(jìn)行。板式塔種類很多。大致可分 為二類：一類是降液管式，如泡罩塔、篩孔板塔、浮 閥 塔、S 形單向流板塔、舌形板塔、浮動(dòng)噴射塔等；另一類是穿 流式板塔，如穿流柵孔板塔( 淋降板20塔)、波紋穿流板塔、菱形斜孔板塔、短管穿流板塔等。 (1)篩孔板塔 篩孔直徑一般取 5～10mm，篩孔總面積占篩板面積的 10％～18％。為使篩板上液層厚度保持均勻，篩板上設(shè)有溢流堰，液層厚度一般為 40mn 左右，篩板空塔風(fēng)速約為 1．0～3．5m／s， 篩板小孔氣速 6～13m／s，每層篩板阻力 300～600Pa。（2)斜孔板塔 斜孔板塔是篩孔板塔的另一形式。斜孔寬 10～20m ，長(zhǎng) 10～15mm，高6mm?？账饬魉俣纫话闳?1～3． 5m／s，篩孔氣流速度取 10～15m/s 。氣體從斜孔水平噴出，相鄰兩孔的孔口方向相反，交錯(cuò)排列，液體經(jīng)溢流堰供至塔板(堰高 30mm )，每 層篩板阻力約為 400～600Pa。(3)文氏管吸收器 文氏管吸收器通常由文氏管、噴霧器和旋風(fēng)分離器組成，操作時(shí)將液體霧化噴射到文氏喉管的氣流中，氣流速度為 60～100m ／s ，處理100m3／min 的廢氣需液體霧化噴人量為 40L／min。填料吸收塔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。該塔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于用耐腐蝕材料制作，氣液接觸面積大，接觸時(shí)間長(zhǎng)，氣量變化時(shí)塔的適應(yīng)性強(qiáng)，塔阻力小。填料是填料塔的核心，它提供了塔內(nèi)氣液兩相的接觸面，填料與塔的結(jié)構(gòu)決定了塔的性能。填料必須具備較大的比表面，有較高的空隙率、良好的潤(rùn) 濕性、耐 腐蝕、一定的機(jī)械強(qiáng)度、密度小、價(jià)21格低廉等。 選型說明板式吸收塔（1）篩孔板塔篩孔板塔主要優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單，處理風(fēng)量大，并能 處理含塵氣體。不足之處是篩孔堵塞清理較麻煩，塔的安裝要求嚴(yán)格，塔板應(yīng)保持水平；操作彈性較小。（2）斜孔板塔氣體從斜孔水平噴出，相鄰兩孔的孔口方向相反，交錯(cuò)排列，液體 經(jīng)溢流堰供至塔板( 堰高 30mm)，與氣流方向垂直流動(dòng)，造成氣液的高度湍流，使氣液表面不斷更新，氣液充分接觸，傳質(zhì)效果較好， 凈化效率高，同時(shí)可以處理含塵氣體，不易堵塞。但該塔結(jié)構(gòu)比篩孔板塔復(fù) 雜，制造 較困難，安裝要求嚴(yán)格，容易發(fā)生偏流。(3)文氏管吸收器文氏管吸收器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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。但因氣液并流，氣液接觸時(shí)間短，不適合難 溶或反應(yīng)速度慢的氣液吸收，而且壓力損失大(800～ 9000h)，能耗高。綜上所述，該過程選用填料吸收塔。22 選型設(shè)計(jì)計(jì)算 Ga,ya La,xa 相關(guān)數(shù)據(jù) （1）吸收塔的物料衡算（CH3）2 O + SO3→（CH 3）2 SO 480 126 mSO3=(80)/(126)=Ls=(250)103/ mol1= d1Yb=yb/(1yb)=()= Gb,yb Lb,xbYa=ya/(1ya)=()=xa=0 Xa=0xb=mSO3/(mSO3+m(CH3))=(+250)=Xb=xb/(1xb)=()=GB(YbYa)=Ls(XbXa)GB=XbLs/(YbYa)==（2）吸收塔的塔徑計(jì)算(1)有關(guān)數(shù)據(jù)計(jì) 算塔底混合氣流量 V’＝ 十 十 ＝ (kg ／h)23吸收液流量 L’＝ 十 58＝ (kg／h)進(jìn)塔混合氣密度 ＝29*273/（273+35）＝1．15 (kg／ ) (混合氣濃度低，可近似視：查化工原理附錄 吸收液密度 ＝／ 吸收液黏度 ＝經(jīng)比較，選 Dg50mm 矩鞍 環(huán)查《化工原理》教材附錄 可得，其填料因子 =50，比表面積 A＝120. (2)關(guān)聯(lián)圖的橫坐 標(biāo)值 =(3)由圖 2 查得 縱坐標(biāo)值為 即 = =故液泛氣速 =2．操作氣速 u＝0．6 ＝ ＝ (m/s) D=[4Vs/（∏u）]1/2 =取塔徑為 （3）吸收塔的填料高度計(jì)算1．核算操作氣速=(m/s) (m/s)2．核算徑比D／d＝3500／50＝70，滿 足矩鞍環(huán)的徑比要求3．噴淋密度校核24依 Morris 等推專，d＜75mm 約環(huán)形及其它填料的最小 潤(rùn)濕速率(MWR)為 ／(m?h), 最小噴淋密度 ＝106．4＝8． 512 [ ／(m?h)]因 ＝／h＝／h/120m＝[kg／(m?h)]故滿足最小噴淋密度要求。(1)本設(shè)計(jì)采用恩田式 計(jì)算填料潤(rùn)濕面積 aw 作為傳質(zhì)面積 a，依改進(jìn)的恩田式分別計(jì)算。①列出備關(guān)聯(lián) 式中的物性數(shù)據(jù)氣體性質(zhì)(以塔底 35℃， 空氣計(jì)) ＝1．15 kg／ ( 前已算出) ＝* (查化工原理附錄) ＝1．09 （依翻 Gilliland 式估算)液體性質(zhì)(以塔底 27．16℃水為準(zhǔn)) ＝996．7 kg／ ＝0．8543 Pa?s =* (以 式計(jì)算)，式中 為溶質(zhì)在常壓[wiki]沸點(diǎn)[/wiki]下的摩爾體積， 為溶劑的分子量， 為溶劑的締合因子。 ＝71．6 N／m( 查化工原理附錄)氣體與液體的質(zhì)量流速： 矩鞍環(huán)(亂堆)特性：25 ＝50mm＝0．05m A＝120 =（矩鞍 環(huán)為開孔環(huán)） 4．填料層高度 z 計(jì)算 Z =G(ybya)/(Kya? △ ym)＝ 十 ＝取 25％富余量，則完成本 設(shè)計(jì)任務(wù)需 Dg50mm 矩鞍 環(huán)的填料層高度z＝=。（4）填料塔附屬高度計(jì)算1).塔上部空 間高度可取 ，塔底液相停留 時(shí)間按 1min 考慮，則塔釜所占空間高度為 ?? ???考慮到氣相接管所占的空間高度，底部空間高度可取 1m，所以塔的附屬高度可以取 。2).塔底液體保持高度液位高度的確定應(yīng)和布液孔徑協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)，使各項(xiàng)參數(shù)均在適宜的尺寸范圍內(nèi)。最高液位的范圍通常在 200—500mm 之間，而布液孔的直徑在3mm 以上，k 為孔流系數(shù)，其值由小孔液體流動(dòng)雷 諾數(shù)決定，在雷 諾數(shù)大于1000 的情況下，可取 —。取布液孔直徑為 15mm，則液位高度可由下式求得。)() 22 ???????gnkdvh26液位保持的高度由液體最大流率的最高液位決定，一般取最高液位的— 倍，則 在 200—500 之間，符合)(20)(.., mh???要求。因此：塔高 H=Z+h1+h＇=++=故選用塔徑為 ，塔高 5m，填料 為矩鞍環(huán)的填料吸收塔。 典型設(shè)備圖(附圖二)6 投資與成本估算 車間裝置人員配置表表 5 車間定員表序號(hào) 職能名稱 人員配置 小計(jì) 合計(jì)1 生產(chǎn)工人 6 62 分析工人 1 13 維修工人 1 14 動(dòng)力監(jiān)控 1 15 管理員 1 110 設(shè)備投資表 6 設(shè)備一覽表27序號(hào)設(shè)備名稱主要規(guī)格型號(hào) 材料 附件（零部件） 數(shù)量1 一吸塔 φ160014000 　 　 12 二吸塔 φ160014000 　 　 13 煙囪 φ500 　 　 14 一吸循環(huán)槽φ25001500 　 磁性液位 計(jì)EFCIIBIL安裝尺寸 1380225 二吸循環(huán)槽φ32001500 　 磁性液位 計(jì)EFCIIBIL安裝尺寸 138021泵 殼、軸套、 泵架（軸 承座）、壓蓋、泵軸、葉輪、軸 承7312ACM、口 環(huán)、6 一吸泵 70SB5030,H=30m,Q=50m3/h,軸承 7312 ，電機(jī)：YBL160L4，15kw,1460r/min　油封：659012 、六角圈：90100170301　7 二吸泵 70SB5030, 　　18 二甲醚分離器φ10001200 不銹鋼 　 　LJB806530,9 粗制打料泵 Q=35m3/h,H=30　 電機(jī)：YB 2160M12,2900r/min 11kw　10 酯化塔 φ120013000 　 　 111 酯化槽 φ43001500 　 磁性液位 計(jì)EFCIIBIL安裝尺寸 1378112 酯化循環(huán)泵70SB5030， 　 　 113 殘液泵 LJB806530 　 　 12814 氫甲酯泵IHS5040140,H=26m,Q