SO2吸收填料塔设计任务书.docx

SO2吸收填料塔设计任务书矿石焙烧炉送出的气体冷却到25后送人填料塔中，用20清水洗涤以除去其中的SO2。人塔的炉气流量为 2 400 m3/h，其中SO2的摩尔分率为 0.05，要求SO2的吸收率为 95%。吸收塔为常压操作，因该过程液气比很大，吸收温度基本不变，可近似取为清水的温度。 试设计该填料吸收塔。 1 设计方案的确定 用水吸收SO2属中等溶解度的吸收过程，为提高传质效率，选用逆流吸收流程。因用水作为吸收剂，且SO2不作为产品，故采用纯溶剂。 2 填料的选择 对于水吸收SO2的过程，操作温度及操作压力较低，工业上通常选用塑料散装填料。在塑料散装填料中，塑料阶梯环填料的综合性能较好，故此选用DN38聚丙烯阶梯环填料。 3 基础物性数据 （1）液相物性数据 对低浓度吸收过程，溶液的物性数据可近似取纯水的物性数据。由手册查得，20时水的有关物性数据如下： 密度为 L=998.2 kg/m3粘度为 L=0.001 Pas=3.6kg/(mh)表面张力为L=72.6 dyn/cm=940896 kg/h2SO2在水中的扩散系数为 DL=1.4710-5cm2/s=5.2910-6m2/h（2）气相物性数据 混合气体的平均摩尔质量为 MVm=yiMi=0.0564.06+0.9529=30.75混合气体的平均密度为 混合气体的粘度可近似取为空气的粘度，查手册得20空气的粘度为 V=1.81 10-5Pas=0.065kg/(mh)查手册得SO2在空气中的扩散系数为 DV=0.108cm2/s=0.039m2/h（3） 气液相平衡数据 由手册查得，常压下20时SO2在水中的亨利系数为 E=3.55 103 kPa相平衡常数为 溶解度系数为 4 物料衡算 进塔气相摩尔比为 出塔气相摩尔比为 进塔惰性气相流量为 该吸收过程属低浓度吸收，平衡关系为直线，最小液气比可按下式计算，即 对于纯溶剂吸收过程，进塔液相组成为 X2=0取操作液气比为 L=46.6193.25=4346.38kmol/hV(Y1-Y2)= L(X1-X2)5 填料塔的工艺尺寸的计算 （1）塔径计算 采用Eckert通用关联图计算泛点气速。 气相质量流量为 wV24001.2573016.8 kg/h液相质量流量可近似按纯水的流量计算，即 wL4346.3818.0278321.77kg/hEckert通用关联图的横坐标为 查图4-5得 查表4-4得 F=170m-1取 u=0.7uF=0.71.027=0.719m/s由 圆整塔径，取D=l.2m。 泛点率校核： 填料规格校核： 液体喷淋密度校核： 取最小润湿速率为 （Lw）min=0.08 m3/mh查填料手册得 at=132.5m2/m3Umin=（Lw）minat=0.08132.5=10.6m3/ m2h经以上校核可知，填料塔直径选用D=1200mm合理。 (2) 填料层高度计算 脱吸因数为 气相总传质单元数为 气相总传质单元高度采用修正的恩田关联式计算： 查表4-5得 c=33 dyn/cm=427680kg/h2液体质量通量为 气膜吸收系数由下式计算： 气体质量通量为 =0.0336kmol/(m2hkPa)液膜吸收系数由下式计算： =1.099m/h由 kGa=kGaw1.1，查表5-14得 =1.45则 kGa=kGaw1.1=0.03360.592132.51.451.1=3.966kmol/( m3hkPa)kLa=kLaw0.4=1.0990.592132.51.450.4=100.02l/h由 ，得 则 由 由 Z=HOGNOG=0.6817.062=4.785m，得 设计取填料层高度为 查表4-8，对于阶梯环填料，。 取 ，则 h=81200=9600mm计算得填料层高度为6000mm，故不需分段。 6 填料层压降计算 采用Eckert通用关联图计算填料层压降。 横坐标为 查表4-10得，P=116m-1纵坐标为 查图4-5得 P/Z=107.91Pa/m填料层压降为 P=107.916=647.46 Pa7 液体分布器简要设计 (1) 液体分布器的选型 该吸收塔液相负荷较大，而气相负荷相对较低，故选用槽式液体分布器。 (2) 分布点密度计算 按 Eckert建议值，D1200时，喷淋点密度为42点/m2，因该塔液相负荷较大，设计取喷淋点密度为120点/m2。 布液点数为 n=0.785l.22120=135.6点136点 按分布点几何均匀与流量均匀的原则，进行布点设计。设计结果为：二级槽共设七道，在槽侧面开孔，槽宽度为80mm，槽高度为210mm，两槽中心矩为160mm。分