【正文】 塔徑，填料層高度，塔高和填料層壓降的計算； 6. 塔及主要附屬構(gòu)件結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計； 7. 設(shè)計一覽表； 8. 對本設(shè)計的評述； 9. 繪制填料塔裝備圖； 10. 參考文獻(xiàn)。在化學(xué)工業(yè)中，經(jīng)常需將氣體混合物中的各個組分加以分離，其目的是：① 回收或捕獲氣體混合物中的有用物質(zhì)，以制取產(chǎn)品；② 除去工藝氣體中的有害成分，使氣體凈化，以便進(jìn)一步加工處理；或除去工業(yè)放空尾氣中的有害物，以免污染大氣。 氣體混合物的分離，總是根據(jù)混合物中各組分間某種物理和化學(xué)性質(zhì)的差異而進(jìn)行的。吸收操作僅為其中之一，它利用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。在化工生產(chǎn)過程中，原料氣的凈化，氣體產(chǎn)品的精制，治理有害氣體，保護(hù)環(huán)境等方面都要用到氣體吸收過程。二氧化硫填料吸收塔，以水為溶劑，經(jīng)濟(jì)合理，凈化度高，污染小。11 緒論 吸收技術(shù)概況在化學(xué)工業(yè)中，利用不同氣體組分在液體溶劑中的溶解度的差異，對其進(jìn)行選擇性溶解，從而將混合物各組分分離的傳質(zhì)過程稱為吸收。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。 吸收過程對設(shè)備的要求及設(shè)備的發(fā)展概況近年來隨著化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，大規(guī)模的吸收設(shè)備已經(jīng)廣泛用于實際生產(chǎn)過程中。而進(jìn)行這一項工作則需對吸收過程進(jìn)行充分的研究后，并經(jīng)多方面對比方能得到滿意的結(jié)果。 但是吸收過程，一般具有液氣比大的特點(diǎn)，因而更適用填料塔。所以對于吸收過程來說，以采用填料塔居多。具有了很高的吸收效率，以及在節(jié)能方面也日趨完善。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。吸收在化工的應(yīng)用大致有以下幾種：（1）原料氣的凈化。（3）某些產(chǎn)品的制取。 典型吸收過程煤氣脫苯為例:在煉焦及制取城市煤氣的生產(chǎn)過程中，焦?fàn)t煤氣內(nèi)含有少量的苯、甲苯類低碳?xì)浠衔锏恼羝s 35 ）應(yīng)予以分離回收，所用的吸收溶劑為該工業(yè)生產(chǎn)過程3/mg中的副產(chǎn)物，即焦煤油的精制品稱為洗油。含苯煤氣在常溫下由底部進(jìn)入吸收塔，洗油從塔頂淋入，塔內(nèi)裝有木柵等填充物。為取出富油中的苯并使洗油能夠再次使用(稱溶劑的再生)，在另一個稱為解吸塔的設(shè)備中進(jìn)行與吸收相反的操作解吸。洗油中的苯在高溫下逸出而被水蒸氣帶走，C?經(jīng)冷凝分層將水除去，最終可得苯類液體（粗苯） ，而脫除溶質(zhì)的洗油（稱貧油）經(jīng)冷卻后可作為吸收溶劑再次送入吸收塔循環(huán)使用. 32 設(shè)計方案 吸收過程的設(shè)計方案主要包括吸收劑的選擇、吸收流程的選擇、解吸方法選擇、設(shè)備類型選擇、 S02屬中等溶解度的吸收過程，為提高傳質(zhì)效率，選用逆流吸收流程。 吸收方法及吸收劑的選擇 吸收方法 完成同一吸收任務(wù)，可選用不同吸收劑，從而構(gòu)成了不同的吸收方法，如以合成氨廠變換器脫 CO2的為例，若配合焦?fàn)t氣為原料的制氫工藝，宜選用水，碳酸丙烯酯，冷甲酸等作吸收劑，既能脫 CO2，又能脫除有機(jī)雜質(zhì)。后繼再配以甲烷化法，經(jīng)濟(jì)合理。一般而言，當(dāng)溶劑含量較低，而要求凈化度又高時，宜采用化學(xué)吸收法；若溶質(zhì)含量較高，而凈化度又不很高時，宜采用物理吸收法。(四)再生性能好由于在吸收劑再生過程中,一般要對其進(jìn)行升溫或氣提等處理,能量消耗較大,因而,吸收4劑再生性能的好壞,對吸收過程能耗的影響極大,選用具有良好再生性能的吸收劑,往往能有效地降低過程的能量消耗。其良好的物理性能主要指吸收劑的粘要小,不易發(fā)泡,以保和熱穩(wěn)定性,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。（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。（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。工程上，如無特別需要，一般均采用逆流吸收流程。 吸收工藝流程圖及工藝過程說明 操作參數(shù)的選擇 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。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。,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。q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。一般若以凈化氣體或提高溶質(zhì)的回收率為目的,則 值宜在 ～ 之間,一般情況可近似取 =。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。(2) 填料類型的選擇 填料類型的選擇是一個比較復(fù)雜的問題。 （3）對于水吸收 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。其主要性能參數(shù)為 ：]2[ 比表面積 a t= 孔隙率 =? 形狀修正系數(shù) =? 填料因子 =170mF?1? A 臨界張力 3C??cmdyn/93 塔的工藝計算 基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù) 液相物性數(shù)據(jù)20℃時水的有關(guān)物性數(shù)據(jù)： )/(??密 度 )/()(01. hmkgsPaL ????粘 度 )/(10753mNL????表 面 張 力 /???在 水 中 的 擴(kuò) 散 系 數(shù) 氣相物性數(shù)據(jù) hmscSOhmkgSPa kgRTPMyvVim/039./)/(?????? ??????：在 空 氣 中 的 擴(kuò) 散 系 數(shù) 為 攝 氏 度 空 氣 的 粘 度 為 ：氣 粘 度 ， 直 接 查 得混 合 氣 體 粘 度 近 似 于 空 ：混 合 氣 體 的 平 均 密 度 為 量 為 ：混 合 氣 體 的 平 均 摩 爾 質(zhì)?? 氣液平衡數(shù)據(jù) 32 ??在 水 中 的 亨 利 系 數(shù) 為 ：攝 氏 度 時查 得 常 壓 下 )/(4.. 333 mkPaolEMpmsl ?????溶 解 系 數(shù) 為 ：相 平 衡 常 數(shù) 為 ：10 物料衡算 )57()(q /.. )q()q( 0 /q/)(.2Vn,L minV,Ln,LminV,L 2 21minV,L21????? ????? ????????XXYhkolX XYhkmolqyn,VA取 操 作 液 氣 比 為 ： 塔 液 相 組 成 為 ：對 于 純 溶 劑 吸 收 過 程 進(jìn) ）算 ： （最 小 液 氣 比 可 按 下 式 計收 ， 平 衡 關(guān) 系 為 直 線 ，該 吸 收 過 程 屬 低 濃 度 吸進(jìn) 塔 惰 性 氣 相 流 量 為 ： ）（出 塔 氣 相 摩 爾 比 為 ：進(jìn) 塔 氣 相 摩 爾 比 為 ： ? 塔徑的計算及校核 塔徑的計算考慮到填料塔內(nèi)塔的壓力降,塔的操作壓力為 ??????hkgWmKg mgRTMPVLv /?????????液 體 密 度 可 以 近 似 取 為采用 Eckert 通用關(guān)聯(lián)圖計算泛點(diǎn)氣速。s? 1F?m： 試 驗 填 料 因 子 ，? （此處為 1）；水 密 度 與 液 體 密 度 之 比:?本次設(shè)計選用的是塑料階梯環(huán)類型填料。8012 泛點(diǎn)率校核 ??00022, ????FVu smDq?在(50%80%)之間,所以符合要求. 氣體動能因子吸收塔內(nèi)氣體的動能因子為 ])/([????氣體動能因子在常用范圍內(nèi)。 ...9..939。39。 ????所以設(shè)計取填料層高度為 Z539。15 填料塔附屬高度的計算塔上部空間高度，通過相關(guān)資料可知，可取為 ，塔底液相停留時間按 1min 考慮，則塔釜液所占空間高度為： )/(, smwqLV ????? )(5..,hV? 考慮到氣相接管所占空間高度，底部空間高度可取 ，所以塔的附屬空間高度可以取為 += 米。為此，分布器設(shè)計中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1） 、為保證液體在塔截面上均布，顆粒型（散裝）填料的噴淋點(diǎn)數(shù)為