化工原理课程设计30℃时水吸收二氧化硫填料塔的设计.doc

化工原理化工原理 课程设计报告课程设计报告 题目 题目 处理量为处理量为 1000m1000m3 3 h h 清水吸收二氧化硫填料吸收塔设计清水吸收二氧化硫填料吸收塔设计 学学 院 院 环境科学与工程学院环境科学与工程学院 专业班级 专业班级 环境工程环境工程 11 2 班 班 姓姓 名 名 陈陈 新新 林林 学学 号 号 3111007481 指导教师 指导教师 郑郑 育育 英英 课程设计时间 2013 年 12 月 30 日 2014 年 1 月 12 日 广东工业大学广东工业大学 化工原理课程设计化工原理课程设计 2 目目 录录 1 课程设计目的 3 2 课程设计题目描述和要求 3 3 课程设计报告内容 5 3 1 基础物性数据 4 3 1 1 液相物性数据 4 3 1 2 气相物性数据 5 3 1 3 气液相平衡数据 6 3 2 物料衡算 6 3 3 塔径计算 7 3 4 填料层高度的计算 9 3 4 1 传质单元数的计算 9 3 4 2 传质单元高度的计算 10 3 4 3 填料层高度的计算 11 3 5 填料塔附属高度的计算 11 3 6 液体分布器计算 12 3 6 1 液体分布器的选型 12 3 6 2 布液计算 13 3 7 其他附属塔内件的选择 13 3 7 1 填料支承装置的选择 13 3 7 2 填料压紧装置 16 3 7 3 塔顶除雾器 17 3 8 吸收塔的流体力学参数计算 17 3 8 1 吸收塔的压力降 17 3 8 2 吸收塔的泛点率 18 3 8 3 气体动能因子 18 3 9 附属设备的计算与选择 18 3 9 1 离心泵的选择与计算 18 3 9 2 吸收塔主要接管尺寸选择与计算 22 工艺设计计算结果汇总与主要符号说明 24 4 总结 26 参考文献 27 化工原理课程设计化工原理课程设计 3 表格3 13 1 图图 3 1 图图 3 2 化工原理课程设计化工原理课程设计 4 3 4 2 传质单元高度的计算 查资料 5 有 sPa smDsmD mNmN G LG LC 5 2925 23 1086 1 102 2 10469 1 10122 7 1033 气相总传质单元高度采用修正的恩田关联式计算 2 2 0 750 10 050 2 2 1 exp 1 45 WCLtLL tLtLLLLt aW aWW aaga 液体质量通量 2 2 36664 56 57662 28 0 9 4 L L W WKgmh 气体质量通量 2 2 1297 5 2040 58 0 9 4 V G W WKgmh 23 208 96 W amm 代入数值得 气膜吸收系数 0 71 3 2 0 237 0 237 32 7 15 22 0 00000122 0 0001439 GGtG G tGGG Wa D k aDRT kmolms pa 液膜吸收系数 2 30 51 3 0 0095 0 0095 20 91 0 00087 0 305 0 0000527 LLL L WLLLL Wg k aD m s 化工原理课程设计化工原理课程设计 5 1 11 0 41 1 4 1 2 2 1 0 0453 0 0128 0 5 1 9 5 0 5 0 0552 12 6 0 5 0 0129 GGW LLW F GG F LL F k ak as k ak as uu u k ak as u u k ak as u 故继续修正 1 1 0 01284 1 1 25 L Gl L OL L K as H k ak a V Hm K a 3 4 3 填料层高度的计算 由1 25 3 964 95 OLOL ZHNm 填料有效高度取 Z 1 3Z 6 435m 设计取填料层高度为 6 435mZ 3 53 5 填料塔附属高度的计算填料塔附属高度的计算 塔的附属高度主要包括塔的上部空间高度 安装液体分布器所需的空间高 度 塔的底部空间高度等 塔的上部空间高度是为使随气流携带的液滴能够从气相中分离出来而留取 的高度 可取 1 2m 包括除沫器高度 设塔定液相停留时间为 10s 则塔釜液 所占空间高度为 22 10 36664 56 3600 995 710 0 16m 0 7850 785 0 9 L W D 水 考虑到气相接管的空间高度 底部空间高度取为 0 5 米 那么塔的附属空间高 度可以取为 1 7m 吸收塔的总高度为h1 76 4358 135m 化工原理课程设计化工原理课程设计 6 3 63 6 液体分布器计算液体分布器计算 液体分布器可分为初始分布器和再分布器 初始分布器设置于填料塔内 用于将塔顶液体均匀的分布在填料表面上 初始分布器的好坏对填料塔效率影 响很大 分布器的设计不当 液体预分布不均 填料层的有效湿面积减小而偏 流现象和沟流现象增加 即使填料性能再好也很难得到满意的分离效果 因而 液体分布器的设计十分重要 特别对于大直径低填料层的填料塔 特别需要性 能良好的液体分布器 液体分布器的性能主要由分布器的布液点密度 即单位面积上的布液点数 各布液点均匀性 各布液点上液相组成的均匀性决定 设计液体分布器主要是 决定这些参数的结构尺寸 对液体分布器的选型和设计 一般要求 液体分布 要均匀 自由截面率要大 操作弹性大 不易堵塞 不易引起雾沫夹带及起泡 等 可用多种材料制作 且操作安装方便 容易调整水平 液体分布器的种类较多 有多种不同的分类方法 一般多以液体流动的推 动 力或按结构形式分 若按流动推动力可分为重力式和压力式 若按结构形 式可分为多孔型和溢流型 其中 多孔型液体分布器又可分为 莲蓬式喷洒器 直管式多孔分布器 排管式多孔型分布器和双排管式多孔型分布器等 溢流型 液体分布器又可分为 溢流盘式液体分布器和溢流槽式液体分布器 根据本吸收的要求和物系的性质可选用重力型排管式液体分布器 布液孔 数应应依所用填料所需的质量分布要求决定 喷淋点密度应遵循填料的效率越 所需的喷淋点密度越大这一规律 3 6 1 液体分布器的选型 时 建议采用盘式分布器 筛孔式 800Dmm 3 6 2 液体分布器的选择 按 Eckert 建议值 2 75060cmDmm 时 每塔截面设一个喷淋点 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 盘式分布器 筛孔式 5 分布盘直径 600mm 5 分布盘厚度 4mm 5 化工原理课程设计化工原理课程设计 7 3 6 3 布液计算 由 HgndL oS 2 4 取 015 0 16 0 81 9 258 013614 3 3600 2 998 31 853484 2 4 160 58 0 2 1 2 1 0 Hgn L d mmH S 设计取 mmd15 0 3 73 7 其他附属塔内件的选择其他附属塔内件的选择 3 7 1 填料支承装置的选择 填料支承装置的作用是支承填料以及填料层内液体的重量 同时保证气液两 相顺利通过 支承若设计不当 填料塔的液泛可能首先发生在支承板上 为使 气体能顺利通过 对于普通填料塔 支承件上的流体通过的自由截面积为填料 面的 50 以上 且应大于填料的空隙率 此外 应考虑到装上填料后要将支承 板上的截面堵去一些 所以设计时应取尽可能大的自由截面 自由截面太小 在操作中会产生拦液现象 增加压强降 降低效率 甚至形成液泛 由于填料 支承装置本身对塔内气液的流动状态也会产生影响 因此作为填料支承装置 化工原理课程设计化工原理课程设计 8 除考虑其对流体流动的影响外 一般情况下填料支承装置应满足如下要求 1 足够的强度和刚度 以支持填料及所持液体的重量 持液量 并考虑填 料空隙中的持液量 以及可能加于系统的压力波动 机械震动 温度波动等因 素 足够的开孔率 一般要大于填料的空隙率 以防止首先在支撑处发生液泛 为 使气体能顺利通过 对于普通填料塔 支承件上的流体通过的自由截面积为填 料面的 50 以上 且应大于填料的空隙率 此外 应考虑到装上填料后要将支 承板上的截面堵去一些 所以设计时应取尽可能大的自由截面 自由截面太小 在操作中会产生拦液现象 增加压强降 降低效率 甚至形成液泛 12 结构上应有利于气液相的均匀分布 同时不至于产生较大的阻力 一般阻力不 大于 20Pa 结构简单 便于加工制造安装和维修 要有一定的耐腐蚀性 因栅板支承板结构简单 制造方便 满足题目各项要求 故选用栅板支承板 栅板两块 查资料 5 单位 mm DRsh t 880440650 25 栅板 1 单位 mm 1 l 1 L 1 n 2 l 3 l 连接板长度 270880102507270 栅板 2 单位 mm l 1 n 2 l 3 l 连接板长度 303102509260 如图 化工原理课程设计化工原理课程设计 9 支承板 支撑圈两块 查资料 5 1 mmD 2 mmD 厚度 mm 8947948 化工原理课程设计化工原理课程设计 10 升气管式再分布器 3 7 2 填料压紧装置 为保证填料塔在工作状态下填料床能够稳定 防止高气相负荷或负荷突然变动 时填料层发生松动 破坏填料层结构 甚至造成填料损失 必须在填料层顶部 设置填料限定装置 填料限定可分为类 一类是将放置于填料上端 仅靠自身 重力将填料压紧的填料限定装置 称为填料压板 一类是将填料限定在塔壁上 称为床层限定板 填料压板常用于陶瓷填料 以免陶瓷填料发生移动撞击 造 化工原理课程设计化工原理课程设计 11 成填料破碎 床层限定板多用于金属和塑料填料 以防止由于填料层膨胀 改 变其开始堆积状态而造成的流体分布不均匀的现象 一般要求压板和限制板自 由截面分率大于 70 本任务由于使用塑料填料 故选用床层限定板 3 7 3 塔顶除雾器 由于气体在塔顶离开填料塔时 带有大量的液沫 和雾滴 为回收这部分液相 经常需要在顶设置 除沫器 根据本吸收塔的特点 此处用丝网除雾 器 5 234 1 mmD 3 8 吸收塔的流体力学参数计算吸收塔的流体力学参数计算 3 8 1 吸收塔的压力降 气体通过填料塔的压强降 对填料塔影响较大 如果气体通过填料塔的压强降 大 则操作过程的消耗动力大 特别是负压操作更是如此 这将增加塔的操作 费用 气体通过填料塔的压力降主要包括气体进入填料的进口及出口压力降 液体分布器及再分布器的压力降 填料支撑及压紧装置压力降以及除沫器压力 降等 填料层压降的计算 可以利用 Eckert 通用关联图计算压强降 横坐标为 018 1 7 995 293 1 3600 5 1297 3600 56 36664 5 05 0 L VL Wv W X 又查散装填料压降填料因子平均值 4232 1 m P 操作空塔气速 u 0 437m s 0056 0 2 0 2 L L V p g u Y 纵坐标 1 L 水 液体密度校正系数 smKu G GL 09 0 化工原理课程设计化工原理课程设计 12 其它塔内件的压力降较小 在此可忽略 P 4 15 9 81147 15 147 15 6 435946 910 P ZPa m PPa 查资料 总压降 3 8 2 吸收塔的泛点率校核 泛点率 0 437 100 56 75 50 85 0 77 F u u 为经验值 所以在允许范围之内 3 8 3 气体动能因子 吸收塔内气体动能因子为 0 5 3 0 4371 1650 4717 G Fum s kg m 气体动能因子在常用的范围内 3 93 9 附属设备的计算与选择附属设备的计算与选择 3 9 1 离心泵的选择与计算 取液体流速为 u 2 0m s m u V d smu sPa hm W V L L L L L 08 0 2 4 14 3 3600 82 36 4 3600 2 105 801 82 36 7 995 56 36664 6 3 估算管内径为 取管内液体流速 化工原理课程设计化工原理课程设计 13 2 6 88 54180 5 2 01 3600 4 0 0805 2 01 995 7 201009 66 801 5 10 0 351 0 35 80 50 0043 L e L mmmmdmm V um s d du R mmd 选用水煤气管 内径 管内实际流速 钢管粗糙度 相对粗糙度 22 0 028 300 9035 270 420 0 2 8 3430 211 54 11 542 01 0 028 30070420 20 08052 9 81 5 38 e e e e f l d l d l d lm lm llu H dg m 查得摩擦系数 1 截止阀 全开 1 两个度弯头 1 带滤水器的底阀 全开 1 吸入管伸进水里 总管长 管路的压头损失 水柱 原料泵的选择 对 1 1 和 2 2 截面列伯努力方程得 m g u HZH H g u g P ZH g u g P Z f f 72 1321 0 32 534 8 2 22 2 2 22 2 11 1 选用 IS80 65 125 型泵 1 汽蚀余量 3 0 3 5m 1 化工原理课程设计化工原理课程设计 14 30 度时水的饱和蒸汽压 22 3 4 2411 101 31 4 2 4 22 01 0 028 42035 2 92 20 08052 9 81 101 34 241 10 3 52 923 52 995 7 9 81 3 52 V e f V fg PkPa PkPa lm llu Hm ddg PP HhHm g m 允 取吸入管长 吸入管压头损失 泵的最大允许安装高度 泵的实际安装高度应小于这1 8 1mm里取即安装在离地面处 由于本设计中吸收剂使用的是水 因而 采用清水泵 可用于输送各种工业用 水以及物理性质 化学性质类似于水的其他液体 既简单又使用 通过计算可 知 吸收塔所要求的压头不是很高 所以采用普通的单级单吸式即可 本设计 中选用的型号为 IS125 100 200 其具体参数如下 转速 n r min 流量 m3 h 扬程 H m 效率 轴功 率 kW 电机功 率 kW 必须汽蚀余量 mNUSH r 质量 泵 底 座 kg 145010012 5764 487 52 5100 66 远处泵和管路的设计及计算远处泵和管路的设计及计算 90 度弯头三个 进水管伸进水里 总管长 l 1802 8 1 0 1803 8mml0 1 19 187338 10 5 801 7 99545 1 104 0 45 1 104 0 4 14 3 3600 18 44 4 3600 104 15114 102 0 4 3600 5 1 18 4482 362 12 1 6 22 1 1 3 L e V V LV du R sm d q u mmd mmmm m u q dsmu hmVq 管内流速 内经 的焊接钢管 选用直径为 估算管内径为去管内流速 化工原理课程设计化工原理课程设计 15 钢管绝对粗糙度 12 2 12 0 351 0 35 1040 0034 0 027 1 300 1 9035 3105 1 420 1 1 10 5 1 2 1803 8 0 027 300 1 0 104 e e e e f mmd l d l d l d llu H dg 相对粗糙度 查得摩擦系数 截止阀 全开 三个度弯头 带滤水器的底阀 全开 关出口突然扩大 管进口突然缩小 管路的压头损失 2 1 45 05420 1 0 5 54 9 2 9 81 m m g u d l d l H mlkPaP kPaP mhIS mHZHmZ kPaPPsmuu H g u g P ZH g u g P Z e f V f f LL 41 1 81 9 2 45 1 35420 104 0 4 3 027 0 2 4 3 3 101 241 4 30 0 3 5 21605080 1 56 9 542 1 2 1 3 101 0 22 2211 22 2121 2 22 2 2 11 1 吸入管的压头损失 吸入管长 度时水的饱和蒸汽压为 的泵 汽蚀余量选用 外加压头 截面列伯努利方程 截面 出管口截面为以大河面为 即直接安装在地面上 这里取 泵的最大允许安装高度 允 2 53 5 41 1 3 81 9 7 995 10 241 4 3 101 3 m mHh g PP H f L V g mZ mle 两截面的高度差 单位 当量长度 单位 3 9 2 吸收塔主要接管尺寸选择与计算 1 进气管 管的末端可制成向下的喇叭形扩大口 化工原理课程设计化工原理课程设计 16 取气体流速 u 15m s 54000m h smhm d G u md m u G d 54 14 716 52345 156 0 4 14 3 1000 4 156 0 50 4 0 165 1 1536 0 54000 4 14 3 1000 4 22 气体流速 的焊接钢管 内径取 查资料 管径 2 液体出口装置 化工原理课程设计化工原理课程设计 17 对于直径 1 5以下的塔 管口末端可制成向下的喇叭形扩大口 防止淋下的 mm 液体进入管内 同时还要使气体分散均匀 3 气体出口装置 气体的出口装置 要求既能保证气体畅通又要尽量除去被夹带的液沫 在气体 出口前加装除液沫挡板 当气体夹带较多雾滴时 需另装除沫器 4 液体管路直径 取液体流速 smu 2 0 50 50 50 50 50 5 d0 01881u0 01881 36664 562995 70 0807 LLL m 据根管材规范 选择热轧无缝钢管 取管径为 其内径为89mm4mm 81 mm 5 液体进口装置 液体进口管应直接通向喷淋装置 可选用直管 液体出口装置 为了便于塔内液体排放 保证塔内有一定液封装置高度而设计 并能防止气体 短路 6 封头 化工原理课程设计化工原理课程设计 18 工艺设计计算结果汇总与主要符号说明工艺设计计算结果汇总与主要符号说明 吸收塔的吸收剂用量计算总表 表 1 项目符号数值与计量单位 混合气体处理量V1000 3 mh 进塔气相摩尔比 1 0 0989 出塔气相摩尔比 2 0 00504 进塔液相摩尔分率 2 X0 出塔液相摩尔分率 1 X0 00253 最小液气比 L G55 649 混合气体的平均摩尔质量 Vm M32 15 molg 混合气体的平均密度 Vm 1 293 3 mkg 吸收剂用量 气相质量流量 液相质量流量 L V L 2036 920 hkmol 1297 5kg h 36664 56kg h 塔设备计算总表 表 2 项目符号数值与计量单位 塔径D0 09m 填料层高度 h 6 435m 填料塔上部空间高度 1 h 1 2m 填料塔下部空间高度 2 h 0 5m 化工原理课程设计化工原理课程设计 19 塔附属高度 3 h 1 7m 塔高Z 8 135m 传质单元高度 OG H 1 25m 传质单元数 OG N 3 96 总压降 f P 838 99Pa 空塔气速 u 0 437 sm 泛点率 f uu 56 75 填料计算总表 表 3 项目符号 数值与计量单位 填料直径d25mm 泛点填料因子 F 232 1 m 填料临界表面张力 c 0 033N m 主要符号说明 表 4 符号意义数值与计量单位 A吸收因子或填料常数0 0942 t a填料的比表面积209 32 mm L D G D 30 S101 3Kpa 水中扩散系数 2 O 30 S101 3Kpa 空气中扩散系数 2 O 2 2sm 10 29 g重力加速度9 81 2 sm G气体摩尔流速hkghkmol或 G k气体膜吸收系数 2 0 0001439 kmolms pa L k液膜吸收系数 2 0 0000527 kmolms pa L液相摩尔流速hkmol F u泛点气速0 77sm 3 u气体流速0 437sm 3 L V液相体积流量hm 82 36 3 s V气相体积流量1003 48sm 3 L W液体质量流量 V W气体质量流量1297 5 Kg h L 液体密度995 7 kg 3 m v 混合气体密度1 293 kg 3 m G 混合气的粘度 5 1 86 10 Pa s 水 水的粘度 6 801 5 10 Pa s 空隙率90 c 填料材质的临界表面张力 3 33 10 N m L 水的表面张力 2 7 122 10 N m 36664 56 Kg h36664 56 Kg h 化工原理课程设计化工原理课程设计 20 w a填料的润湿比表面积208 96 32 mm F气体动能因子 0 5 3 0 4717 m s kg m min U最小喷淋密度 32 16 72 mmh min w L最小润湿速率 32 0 08m mh U液体喷淋密度 32 57 91 mmh G W气体的质量通量 2 2040 58 Kgmh L W液体的质量通量 2 57662 28 Kgmh 4 4 总结 总结 刚开始看到这个设计题目时 老师给我们讲了一下设计中的一些过程 但 自己脑袋里几乎是一片空白 不知道如何下手 向周围的同学询问她们的见解 大家的反应好像都一样 茫然 同学们在一起讨论 应该怎么做 我们先是 反复阅读设计任务 然后查看课本 去办公室问老师 经过这些步骤后 头脑 里渐渐有了设计过程的一个轮廓 尽管不是太清楚 但已经知道具体应该做些 什么 在以后的日子里 我的生活就是和同学就去图书馆查资料 去用电脑完成 文字部分的输入 但是在计算过程中 出现了不少问题 在选择数据时 因为 没有经验 费了好多时间 计算完成后发现不合理 这时就得回到原点 再从 新选择 再计算 说实话 出现这种情况很气人 后悔选择了原来不合适的数 据 有一种 走错一步 全盘皆输 的感觉 这时候就用一句 人生豪迈 大 不了从头再来 来激励自己 当其他同学也有同样的感觉时 用这句话也很管 用 它几乎成了激励我们继续走下去灭火剂 遇到问题时 我们不再烦躁 而 是静下心来 想出解决问题的方法 我是体会最深的一个 因为就在我计算问 题完成后 接近大功告成时 我的 U 盘丢了 这事要是在放在以前 我肯定会 抱怨 会烦躁不安 那是自己的多大心血啊 经历了那么多后 我的心渐渐的 平静下来 连同学都怀疑我为什么能那么淡定 当我找完它所有可能纯在的地 方后 就决定再重新做一份 对我来说 这是最好的补救方法 在短短的两周里 我真实的体会到理论与实践结合的困难 也学到了用所 学的有限的理论知识去解决实际过程中的问题的不易 在初步设计的时候 由 于二氧化硫在 30 度的时候的溶解度曲线不是一条直线 而是一条曲线 而在计 算相关参数的时候用亨利定律只能计算溶解度曲线是直线的情形 所以不能用 亨利定律来计算相关参数 我们不得不通过查找文献来寻找 30 度时候二氧化硫 的溶解度时及在各个溶解度点的时候的平衡分压 然后在坐标纸上准确的作出 这么一条曲线 通过这条曲线找到在进气口处气体中含有百分之九的二氧化硫 的时候 对应的吸收挤中二氧化硫的平衡摩尔分数 从而确定平均溶解度系数 化工原理课程设计化工原理课程设计 21 在设计过程中我慢慢发现吸收单元的操作型设计与计算 在工业生产中起 着非常重要的作用 要求也很严格 设计合理与实用性好是必须的 为使化工生产更加便捷 操作费用低廉 有些工艺材质需要加以改进 如塔填 料 同时也要注意相关附属设备的选择 如选泵 要从多方面考虑 管道的直 径 管中流速 流量等 任务的完成过程是艰辛的 也是快乐的 艰辛是由于缺少这方面的知识和经验 从一开始的不知所措 到现在数据的基本完成 一路走来是坎坎坷坷 快乐是 因为在这次设计中 我得到了同学的无限帮助和鼓舞 并且学到了知识 增加 了实践经验 为了能更好的完成本次课程设计 需要查阅大量的文字资料 这 需要有翻阅文献的能力 所以 在平时我们要尽力开拓自己的知识面 更重要 的是 我明白了理论和实践之间的差别 对我来说 它们之间的距离太大了 因此在设计过程中也出现了不少问题 有设备的选择上的 也有软件应用方面 的 出现问题时 同学们给了我很大的帮助 也非常感谢老师给我们一个锻炼 自己的机会 让我困惑的一个问题是 输送气体时 要用到鼓风机 那鼓风机的计算和选择 还用体现在电子版上吗 在以后的学习中 我会更加注重理论与实践的结合 做到能用所学知识解 决一些实际问题 并且争取实践机会 工程设计需要的是细心有耐力的人 在 这方面我还做不太好 非常感谢老师把我们带到这个领域 感谢同学的帮助和 鼓励 对我来说 这不仅是理论和实践的结合 也是一种心理的磨炼 参考文献 参考文献 主要参考文献主要参考文献 1 化工原理 第三版 王志魁 编 化学工业出版社 2004 2 化工原理课程设计 申迎华 郝晓刚 主编 化学工业出版社 2009 3 化工原理课程设计指导 任晓光 主编 化学工业出版社 2009 4 化工原理课程设计 付家新 王为国 主编 化学工业出版社 2010 5 化工过程及设备设计 涂伟萍 陈佩珍 编 化学工业出版社 2000 化工原理课程设计化工原理课程设计 22 化工原理课程设计化工原理课程设计 23 工艺设计计算结果汇总与主要符号说明工艺设计计算结果汇总与主要符号说明 基础物性数据和物料衡算结果汇总 基础物性数据和物料衡算结果汇总 表表 1 1 项目符号数值与计量单位 吸收剂 水 的密度 L995 7 kg m3 溶剂的粘度 L0 0008015 Pa S 溶剂表面张力 L0 07122N m 二氧化硫在水中扩散系数 DL2 2 10 9 2 s 混合气体的平均摩尔质量G M29 7molgk 混合气体的平均密度G 1 194 3 mkg 二氧化硫在空气中扩散系数 DG1 469 10 5 m2 s 亨利系数 E0 485 104 KPa 气液相平衡常数m 47 87 溶解度系数 H0 01139 kmol m KPa 二氧化硫进塔摩尔比 Y10 02041 二氧化硫出塔摩尔比 Y24 08164 10 4 惰性气体摩尔流量 G59 13 kmol h 吸收剂摩尔流量 L2604 8 kmol h 液相进口摩尔比 X20 液相出口摩尔比 X14 5405 10 4 化工原理课程设计化工原理课程设计 24 填料塔工艺尺寸计算结果表 填料塔工艺尺寸计算结果表 表表 2 2 项目符号数值与计量单位 气相质量流量G W 1827kg h 液相质量流量L W 46963kg h 塔径 D 800mm 空塔气速u 0 9194sm 泛点率F uu 63 喷淋密度 U93 88 m3 m2 h 解吸因数 S0 7018 气相总传质单元数OG N 6 727 液体质量通量 UL 25 92 s 2 mkg 气体质量通量 UG 1 010 s 2 mkg 气膜吸收系数G k 1kmol m h kpa 液膜吸收系数L k 1 171 m h 气相总吸收系数 校 正后 akG 6 419kmol m3 h kpa 液相总吸收系数 校正后 akl 114 34 l h 气相总传质系数 aKG 1 396 kmol m3 h kpa 气相传质单元高度OG H 0 618m 填料层高度 Z 5 5m 填料塔上部空间高 度 1 h 1 3m 化工原理课程设计化工原理课程设计 25 填料塔下部空间高 度 2 h 2 5m 塔附属高度3 h 3 8m 塔高A H 9 3m 布液孔数n132 点 孔径 d0 0 015m 开孔上方高度H 0 16m 液位保持管高度 h 0 1833m 主要符号说明 主要符号说明 1 1 英文字母 英文字母 表表 6 6 填料层的润滑比表面积 m m w a S 脱吸因数 无因次 填料层的有效传质比表面积 m m a 扩散系数 m s 塔径 m D 液体质量通量 L U 2 hmkg 气体质量通量 G U 2 hmkg 亨利系数 KPa E 重力加速度 kg m h g 溶解度系数 kmol m KPa H 气相传质单元高度 m G H 液相传质单元高度 m L H 气相总传质单元高度 m OG H 液相总传质单元高度 m OL H 液体喷淋密度 喷 L 相平衡常数 无因次 m 气相传质单元数 无因次 G N 液相传质单元数 无因次 L N 气相总传质系数 无因次 OG N 液相总传质系数 无因次 OL N 总压 KPa P 温度 0C T 气体通用常数 kJ kmol K R 填料直径 mm d 空塔速度 m s u 液泛速度 m s F u 惰性气体流量 kmol h G 混合气体体积流量 m3 h S G 液膜吸收系数 m h L k 气膜吸收系数 kmol m h kpa G k 化工原理课程设计化工原理课程设计 26 气相总传质系数 kmol m3s kpa aKG 液相总传质系数 l s aKL 吸收剂用量 kmol h kmol s S L 是吸收液量 kmol hL 吸收剂质量流量 kg h L W 气体质量流量 kg h G W 密度 kg m 填料因子 m 1 修正系数 无因 次 2 2 下标 下标 表表 7 7 液相的液相的L 气相的气相的G 混合气流量混合气流量S 混合气质量流量G x x 溶质在液相中的摩尔分率溶质在液相中的摩尔分率 无因次无因次X 溶质在液相中的摩尔比 无因次 y y 溶质在气相中的摩尔分率溶质在气相中的摩尔分率 无因次无因次Y 溶质在气相中的摩尔比 无因次 Z Z 填料层高度填料层高度 m m 填料高度 m Z 3 3 希腊字母希腊字母 表表 8 8 粘度 Pa s 密度 kg m3 表面张力 kg h2 平均的 对数平均的m 最小的min 最大的max 附录附录 附录 一 水的物性数据表 温度 t 密度 kg m3黏度 m Pa s 表面张力 13 10 mN 0999 91 78975 6 5999 81 54774 9 10999 71 30574 1 15999 01 15573 4 20998 21 00572 67 25997 080 893771 95 30995 70 80171 2 35994 00 72770 4 40992 20 65369 6 查自 化工原理实验 附表 附录 二 塔径与填料公称直径的比值 D d 的推荐值 化工原理课程设计化工原理课程设计 27 鲍尔环15 10 dD 阶梯环 8 15dD 环矩鞍 D d 8 查自 化工单元过程及设备课程设计 附录 三 贝恩 Bain 霍根 Hougen 关联式中的 A K 值 散装填料类型 AK 规整填料类型 AK 塑料鲍尔环 0 09421 75 金属丝网波纹填料 0 301 75 金属鲍尔环 0 11 75 塑料丝网波纹填料 0 42011 75 塑料阶梯环 0 2041 75 金属网孔波纹填料 0 1551 47 金属阶梯环 0 1061 75 金属孔板波纹填料 0 2911 75 瓷矩鞍 0 1761 75 塑料孔板波纹填料 0 2911 563 金属环矩鞍 0 062251 75 查自 化工原理课程设计 附录 四 埃克特通用关联图 查自 化工原理课程设计 化工传递与单元操作课程设计 化工原理课程设计化工原理课程设计 28 附录 五 IS 型单级单吸离心泵性能表 摘录 功率 kW 型号 转速 r min 流量 m3 h 扬程 H m 效率 轴功率 电机功 率 必需汽蚀余 量 NPSH r m 质量 泵 底座 Kg IS125 100 200 1450 60 100 120 11 0 12 5 14 5 62 76 75 3 83 4 48 4 79 7