【正文】 單元操作課程設計7氣液接觸狀況； (5)對設備腐蝕性小或基本無腐蝕性，盡可能無毒。一般來說，任何一種吸收劑都難以滿足以上所有要求，選用是要針對具體情況和主要因素既考慮工藝要求又兼顧到經(jīng)濟合理性。 散裝填料是一個個具有一定幾何形狀和尺寸的顆粒體， 一般以隨機的方式堆積在 塔內(nèi)，又稱為亂堆填料或顆粒填料。 對于水吸收 SO2 的過程，操作溫度及操作壓力較低，工業(yè)上通常選用塑料散裝填 料。 階梯環(huán)是對鮑爾環(huán)的改進。由于高徑比減少，使得氣體繞填料外壁的平均路徑大為縮短，減 少了氣體通過填料層的阻力。階梯環(huán)的綜合性能優(yōu)于鮑爾環(huán)，成為目前所使用的環(huán)形填料中最為優(yōu)良的一種。由手冊查得，25℃時水的有關物性數(shù)據(jù)如下：密度為: ??粘度: ：??hkgaP????表面張力： ?SO2在水中的擴散系數(shù)為： hmsmDL . ?????? 氣象物性數(shù)據(jù)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為 molgMyivm . ??????混合氣體的平均密度為 ???混合氣體的粘度可近似取為空氣的粘度，查手冊的 25℃空氣的粘度為hmkgsaV ???????25℃時 SO2 在水中的擴散系數(shù)： sDV .? 氣液兩相平衡時的數(shù)據(jù)常壓下 25℃SO 2 ??徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院化工單元操作課程設計10相平衡常數(shù)為 ???PEm溶解度系數(shù)為 ? 物料衡算全塔全塔物料衡算圖所示是一個定態(tài)操作逆流接觸的吸收 VRY1 LSX2塔，圖中各符號的意義如下: VR惰性氣體的流量，kmol/h；LS純吸收劑的流量，Kmol/h；Y1,Y2進出吸收塔氣體的摩爾比X1,X2出塔及進塔液體中溶質(zhì)物質(zhì)的量的比。對于其他填料，尚無可靠的填料因子數(shù)據(jù)。 ?2.39。 ???L 39。39。 Z?式中Z’ ――――― 設計時的填料高度， m。得: 39。查：表四 散裝填料分段高度推薦值填料類型 h/D Hmax/m拉西環(huán) ≤4矩鞍 5～8 ≤6鮑爾環(huán) 5～10 ≤6階梯環(huán) 8～15 ≤6環(huán)矩鞍 5～15 ≤6 對于階梯環(huán)填料 6。??計算得填料層高度 9600mm,m6730?故需分為兩段，每段高 填料層壓降計算采用 Eckert 通用關聯(lián)圖計算填料層壓降。絲網(wǎng)除沫器：一般取絲網(wǎng)厚度，氣體通過除沫器的壓降約為 120~250pamH150~?通過絲網(wǎng)除沫器的最大速 smkuGL . ?????實際氣速為最大氣速的 ~ 倍，所以實際氣速 ?? （1）液體分布器的選型該吸收塔液相負荷較大，而氣相負荷相對較低，故選用槽式液體分布器。設計結(jié)果為：二級槽共設七道，在槽側(cè)面開孔，槽寬為 80nm，槽高度為210nm。H?取 ，n160,.?????????gnLds??則 ). 37/7( ??? m4設計取 d0液體分布器的安裝一般高于填料層表面 150~300mm（取決于操作彈性） ，槽徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院化工單元操作課程設計23式分布器主槽分槽高度均取 210mm，主槽寬度為塔徑的 ~，這里取塔徑的 ，分槽寬度由液體量及停留時間確定，最低為 50mm 為宜，最高液位由操作彈性塔內(nèi)允許高度及造價確定，一般 200mm 左右。因此每隔一定的距離設置液體再分布器裝置，以克服此現(xiàn)象。 對填料支承結(jié)構(gòu)的基本要求是：有足夠的強度以支承填料的重量；提供足夠的自由截面以 使氣、液兩相流體順利通過，防止產(chǎn)生液泛；有利于液體的再分布；耐腐蝕，易制造， 易裝卸等。 1）柵板式支承板 柵板式的支承結(jié)構(gòu)較為常見，由豎立的扁鋼制成。一般直徑小于 500mm 的塔可以采用整塊式柵板；直徑為大于 600mm 的塔，可以 根據(jù)情況將柵板分成若干塊，每塊寬度在 300~400mm 之間，以便于裝卸。在直徑較大的塔中，當填料環(huán)尺寸較小時，也可采用間距較大的柵板. 2）氣體噴射式支承板 氣體噴射式支承板的結(jié)構(gòu)特點是：為氣體和液體提供了不同的通道，氣體易于進 入填料層，液體也可自由排出，避免了因液體積聚而發(fā)生液泛的可能性，并有利于液體的均勻再分配。 它可提供超過 90%的自由截面 ，保證氣體通量大，阻力小。 這里選用分塊梁式支承板。對于塑料散裝填料，本設計選用創(chuàng)層限制板。選氣體流速為 由sm15mVS ?代入 udS?4?得： 23圓整之后，氣體進出口管徑為 d250?選液體流速為 由sm0. ??smVS ??代入上式公式得圓整之后液體進出口管徑為 62 底液出口管徑：選擇 d75?3 泵的選型由計算結(jié)果可以選用。對于塑料散裝填料，本設計選用創(chuàng)層限制板。塔的上部空間高度是指塔填料層以上，應有一足夠的空間高度，以使隨氣流攜帶的液滴能夠從氣相中分離出來，該高度一般取 。塔的底部空間高度是指塔底最下一塊塔板到塔底封頭之間的垂直距離。釜液所占空間高度的確定是依據(jù)塔的釜液流量以及釜液在塔內(nèi)的停留時間確定出空間容積，然后根據(jù)該容積和塔徑計算出塔釜所占的空間高度。 人孔 表八 人孔公稱壓力 公稱直徑 密封面型 標準號常壓 450 mm 平面(FS) HG2151595設計結(jié)果匯總課程設計名稱水吸收 SO2填料吸收塔的設計操作條件 操作溫度 25℃ 操作壓力： kPa物性數(shù)據(jù)液相 氣相液體密度 kg/m3 混合氣體平均摩爾質(zhì)量 kg/kmol液體粘度 kg/(m h)混合氣體的平均密度 kg/m3液體表面張力 932731 混合氣體的粘度 kg/(mh)SO2在水中的擴散系數(shù)106 m2/h SO2在空氣中的擴散系數(shù) m2/h徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院化工單元操作課程設計26重力加速度 108 m/h氣相平衡數(shù)據(jù)SO2在水中的亨利系數(shù) E 相平衡常數(shù) m 溶解度系數(shù) H103 kpa 物料衡算數(shù)據(jù)Y1 Y2 X1 X2 氣相流量 V 液相流量 L 最小液氣比操作液氣比 0 kmol/ h kmol/ h 工藝數(shù)據(jù)氣相質(zhì)量流量液相質(zhì)量流量 塔徑 氣相總傳質(zhì)單元數(shù)氣相總傳質(zhì)單元高度填料層高度填料層壓降 填料塔附件除沫器 液體分布器 填料限定裝置 填料支承板 液體再分布器絲網(wǎng)式 二級槽式 床層限制版 分塊梁式 升氣管式徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院化工單元操作課程設計27主要符號說明at——填料的總比表面積，m 2/m3aW——填料的潤濕比表面積，m 2/m3d——填料直徑，m；D——塔徑，m；DL——液體擴散系數(shù)，m 2/s；Dv——氣體擴散系數(shù)，m 2/s ； ev——液沫夾帶量,kg(液)/kg(氣)； g——重力加速度， m/s 2 ； h——填料層分段高度，m； HETP 關聯(lián)式常數(shù)； hmax——允許的最大填料層高度，m； 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院化工單元操作課程設計28HB——塔底空間高度，m； HD——塔頂空間高度，m； HOG——氣相總傳質(zhì)單元高度，m； kG——氣膜吸收系數(shù)，kmol/(m 2kPa)； kL——液膜吸收系數(shù)，m/s； KG——氣相總吸收系數(shù)，kmol/(m 2kPa)； Lb——液體體積流量，m 3/h； LS——液體體積流量，m 3/s； LW——潤濕速率，m 3/(mh)UL——液體質(zhì)量通量，kg/(m 2h)Uv——氣體質(zhì)量通量，kg/(m 2 希臘字母ε——空隙率，無因次； μ——粘度，Pa設計過程的評述及有關問題的討論 吸收單元的操作型設計與計算，在工業(yè)中起著非常重要的作用，要求也是很嚴格的，所以合理設計和實用性是必須的。吸收操作在工業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位,它的設計結(jié)構(gòu)、填料選擇等各個方面更是關系到吸收塔性能優(yōu)劣的關鍵，塔的性能又直接影響生產(chǎn)的經(jīng)濟效益。造價低，有足夠的機械強度以及有耐腐蝕性等優(yōu)點，以提高塔的性能。在設計當中還要注意附屬設備的選擇，如液體分布器、泵等。還有就是還要對氣體進出管和液體進出管的管徑進行計算，減少不必要的消耗，降低成本。要求我們計算包括塔徑、填料塔高度、塔釜高度、接管的尺寸等，我們需要通過物料衡算得到所需要的基礎數(shù)據(jù)，然后進行所需尺寸的計算得到各種設計參數(shù)，為圖的繪制打基礎，提供數(shù)據(jù)參考。 這次的設計是大學以來的第一次設計，遇到了很多的問題，查閱了大量的書籍徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院化工單元操作課程設計30和資料，例如要找到選用什么材料,知道一些計算的公式 ,想到設計吸收塔需要考慮到很多的東西，以及塔圖和流程圖的繪制方法等等。參考文獻１《化工原理》下冊，2022 年， ２《化工制圖》 ，張淑榮、1979 年， 3《化工原理課程設計指導書》 ，賈紹義、2022 年，4《化工單元過程及設備課程設計》 ，匡國柱、2022 年， 5《化工原理課程學習指導》 ，柴誠敬、2022 年， 6《化工原理課程學習指導與訓練》 ，張鵬、2022 年， 7《化工原理》 ，陳敏恒、叢德滋、放圖南、齊鳴齋等。更加重要的是還學會了一種認真做事的態(tài)度。這次設計對我來說受益匪淺。 當然，在本次設計中也為自己再次重新的復習化工這門學科提供了一個動力， 對化工設計過程中所遇到的問題也有了一個更深的理解。最后，深感要完成一個設計是相當艱巨的一個任務，如何細節(jié)的出錯都有可能造成實際操作徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院化工單元操作課程設計32中的經(jīng)濟損失甚至