水吸收二氧化硫過程填料塔設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-08-02 17:20 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 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。若混合氣體中溶質(zhì)濃度較高且吸收要求也高，難以用一步吸收達(dá)到規(guī)定的吸收要求，但過程的操作費(fèi)用較高，從經(jīng)濟(jì)性的角度分析不夠適宜時(shí)，可以考慮采用兩步吸收流程。（二）單塔吸收流程和多塔吸收流程單塔吸收流程是吸收過程中最常用的流程，如過程無特別需要，則一般采用單塔吸收流程。若過程的分離要求較高，使用單塔操作時(shí)，所需要的塔體過高，或采用兩步吸收流程時(shí)，則需要采用多塔流程（通常是雙塔吸收流程）（三）逆流吸收與并流吸收吸收塔或再生塔內(nèi)氣液相可以逆流操作也可以并流操作，由于逆流操作具有傳質(zhì)推動(dòng)力大，分離效率高（具有多個(gè)理論級(jí)的分離能力）的顯著優(yōu)點(diǎn)而 廣泛應(yīng)用。工程上，如無特別需要，一般均采用逆流吸收流程。（四）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(shí)，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(rùn)濕填料表面時(shí)，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。對(duì)于物理吸收而言,降低操作溫度,所以一般情況下,.對(duì)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(duì)化學(xué)反應(yīng)速度常數(shù)的影響,也要考慮對(duì)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(duì)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.對(duì)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(dòng)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,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.對(duì)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(duì)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(duì)減小塔徑仍然是有利的.對(duì)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.吸收因子是一個(gè)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).式中 氣體處理量, . m氣體相平衡常數(shù).吸收因子的值的大小對(duì)過程的經(jīng)濟(jì)性影響很大,選取較大的吸收因子,則過程的設(shè)備費(fèi)用降低而操作費(fèi)用升高,在設(shè)計(jì)上,吸收操作的目的不同,～,一般情況可近似取=, (或氣提氣用量)的方法是利用求過程的最小液氣比(對(duì)于再生過程求最小氣液比),進(jìn)而確定適宜的液氣比,即 對(duì)于低濃度氣體吸收過程,由于吸收過程中氣液相量變化較小,則有 對(duì)于吸收過程,能夠完成其分離任務(wù)的塔設(shè)備有多種,吸收用塔設(shè)備與精餾過程所需要的塔設(shè)備具有相同的原則要求,即用較小直徑的塔設(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,易于制造、安裝、操作和維修等.但作為吸收過程,一般具有操作液起比大的特點(diǎn),填料塔阻力小,效率高,有利于過程節(jié)能,所以對(duì)于吸收過程來說,或塔徑過大,使用填料塔不經(jīng)濟(jì)的情況下,以采用板式塔為宜. 各種填料的結(jié)構(gòu)差異較大，具有不同的優(yōu)缺點(diǎn)，因此在使用上應(yīng)根據(jù)具體情況選擇不同的塔填料。在選擇塔填料時(shí)，應(yīng)該考慮如下幾個(gè)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。對(duì)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(duì)于溫度較高的情況，應(yīng)考慮材料的耐溫性能。(2) 填料類型的選擇 填料類型的選擇是一個(gè)比較復(fù)雜的問題。一般來說，同一類填料塔中，比表面積大的填料雖然具有較高的分離效率，但是由于在同樣的處理量下，所需要的塔徑較大，塔體造價(jià)升高。 （3）對(duì)于水吸收S02的過程、操作、溫度及操作壓力較低，工業(yè)上通常選用所了散裝填料。在所了散裝填料中，塑料階梯環(huán)填料的綜合性能較好，故此選用DN38聚丙稀階梯環(huán)填料。 第3章 吸收塔工藝的計(jì)算3 吸收塔的工藝計(jì)算 對(duì)低濃度吸收過程，溶液的物性數(shù)據(jù)可近似取純水的物性數(shù)據(jù)。由手冊(cè)查的，20℃時(shí)水的有關(guān)物性數(shù)據(jù)如下：密度： 粘度：表面張力：940896kg/h2 SO2在水中擴(kuò)散系數(shù)為混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為混合氣體的平均密度混合氣體的粘度可近似取為空氣的粘度，查手冊(cè)得25℃空氣度為查手冊(cè)得二氧化硫在空氣中的擴(kuò)散系數(shù)為 由手冊(cè)查得，常壓下25℃時(shí)，二氧化硫在水中的亨利常數(shù)為 相平衡常數(shù)為 溶解度系數(shù)為 物料衡算進(jìn)塔氣相摩爾比為 出塔氣相摩爾比為 進(jìn)塔惰性氣相流量為 該吸收過程屬低濃度吸收，平衡關(guān)系為直線，最小液氣量比可按下式計(jì)算，即對(duì)于純?nèi)軇┪者^程，進(jìn)塔液相組成為 取操作液氣比為： 采用Eckert通過關(guān)聯(lián)圖計(jì)算泛點(diǎn)氣速氣相質(zhì)量流量為 液相質(zhì)量流量可近似按純水的流量計(jì)算，即Eckert通過關(guān)聯(lián)圖的橫坐標(biāo)為 查圖得 查表填料類型填料因子,1/mDN16DN25DN38DN50DN76金屬階梯環(huán)——160140—塑料鮑爾環(huán)55028018414092塑料階梯環(huán)—260170127—瓷距鞍1100550200226—瓷拉西環(huán)1300832600410—得： 取 由圓整塔徑，取泛點(diǎn)率校核： (在允許的范圍內(nèi))填料類型公稱直徑mm外徑高厚/mm比表面積m2 /m3空隙率個(gè)數(shù)m2堆積密度kg/m3干填料因子m1塑料階梯環(huán)252522890%815003123838191091%27200175505025%1074014376763890%3420112填料規(guī)格校核： 液體噴淋密度校核：取最小潤(rùn)濕速率為 查附錄五得 ： 經(jīng)以上校核可知，填料塔直徑選用合理。
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