水吸收二氧化硫填料塔的设计

1、 湖 南 农 业 大 学 实 习 报 告 学生姓名 学 号 ）班 年级专业及班级 20 级 （ 指导教师姓名 实习时间型 类实习 地实习点 院学 1 填 写 说 明 一、学生的教学实习、生产实习、毕业（教育）实习和综合实习均应填写实习日记，并撰写实习报告； 二、学生的实习报告和实习日记将作为评价实习成绩的重要依据； 三、学生应在实习结束后的一个星期内将实习报告统一交实习指导教师； 四、指导教师应对学生的实习报告和实习日记逐一认真审阅，并作出客观实际的正确评价； 五、实习报告经学院审核后作为教学档案长期保存。 1 一 设计任务书 （一）设计题目 炉石焙烧送出的气体冷却至25后送入填料塔中，用20

2、清水洗涤以除去其中的SO。入塔23其中SO的摩尔分数为0.05，要求SO的吸收率为95%炉气流量为。吸收塔为常压hm/200022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，试设计一符合上述 要求的填料吸收塔。 操作条件 （1）操作压力 常压 （2）操作温度 20 设计内容 （1）吸收塔的物料衡算； （2）吸收塔的工艺尺寸计算； 3（）液体分布器简要设计； （4）绘制吸收塔设计条件图； 2 目录 一、设计方案简介 二、吸收塔的工艺计算 三、液体分布器简要设计 四、附图1 一、设计方案简介 1）方案的确定 用水吸收SO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

3、。因用水作为吸2收剂，且SO不作为产品，故采用纯溶剂 2 2）填料的类型与选择 对于水吸收 SO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2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。 阶梯环是对鲍尔环的改进。与鲍尔环相比，阶梯环高度减少了一半，并在一端增加了一个锥形翻边。由于高径比减少，使得气体绕填料外壁的平均路径大为缩短，减少了气体通过填料层的阻力。锥形翻边不仅增加了填料的机械强度，而且使填料之间由线接触为主变成以点接触为主，这样不但增加了填料间的空隙，同时成为液体沿填料表面流动的汇集分散点，可以促进液膜的表面更新，有利于传质效率的提高

4、。阶梯环的综合性能优于鲍尔环，成为目前所使用的环形填料中最为优良的一种。 -1 m 填料因子 空隙率规格 比表面积 堆积个数堆积重量32 m/m38*19*1.2 132.5 0.91 27200 57.5 175.8 设计步骤 ）3（一） 吸收塔的物料衡算； （二） 填料塔的工艺尺寸计算；主要包括：塔径，填料层高度，填料层压降； （三） 设计液体分布器及辅助设备的选型； （四） 绘制有关吸收操作图纸。 1 二、吸收塔的工艺计算 基础物性数据 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。查得20时水的有关物性数据如下： 3 ? 密度mkg/?998.2L?=3.6 kg/(m h)

5、 粘度004?1.sPa?L2?/h?941803.2kg72.67dyn/cm? 表面张力 L ?92?62/10mh/s?5?D1.47?10.292m? SO在水中的扩散系数2L 混合气体的平均摩尔质量 M?yM?0.05?64.06?0.95?29?30.75 iVmi 混合气体的平均密度PM30.75?101.33?Vm /1.278 kg/m?=? Vm2938.314?RT 查得20时空气的粘度为, 混合气体的粘度可近似取为空气的粘度?5?hms?0.065kg/1.81?10?Pa? V 查得SO在空气中的扩散系数为 2?42?12/h =0.039 msm?10?108Dv?

6、0. 查得常压下20时SO在水中的亨利系数为 23kPa1055?55MPa?3.E?3. 相平衡常数为 31055?E3.?35.04m? p101.3 溶解度系数为 ?998.2?3Lm?kmol?0.0156/?H?kPa 3EM021810553.?.s2 物料衡算 进塔气相摩尔比为 y0.05 10.0526?Y? 10.05?1?y11 出塔气相摩尔比比为 ?0.00263?0.95)(1?Y?)?0.0526(1YA21 进塔惰性气相流量为2732000 h03kmol/.05)?79.V?(1?0 29322.4 该吸收过程属于低浓度吸收，平衡曲线可近似为直线，最小液气比可按下

7、式计算，即YY?L?21? ? X/m?VY?min21 对于纯溶剂吸收过程，进塔液相组成为0X? 2L.002630.0526?0?.29?33 ? 0?/35.040V.0526?min 取操作液气比为LL?935?49.291.5?33.?1.5 ? VV?min h/?3946.36kmol?L?49.93579.03 )21?XL1?Y2)?(X(VY )002630526?0.(79?(Y1Y2).03?0.V0010?0.?1X? 363946.L 填料塔的工艺尺寸的计算) 霍根关联式-(塔径的计算采用贝恩 气相质量流量为3 ?h/2556kg.278?2000W?q?1vvv

8、hkg/?71113.4118W?3946.36?.02L112?u? aW48f0.2?vtv L1.75A?lg? L3?Wg?LvL ? 取 s/29?0.774m?0.6u0.6?u1.29?1.uu8500.5?u.fff20004?m?0D?.96 圆整塔径后取 mm1000D?774.3.14?03600?泛点率校核 2000?u?0.71m/s ? 23600?0.785?1.0?u0.71?0.55 在允许范围内 u1.29f填料规格校核: D1000 有符合要求 8?26.31 d38 液体喷淋密度校核 的散装填料，可取最小润湿速率对于直径不超过75mm ?3 h/?Lm?

9、0.08mwmin 查附录五得23mm/5a?132. t?23h?6105132080?a?UL.?.?.m/m tminwmin4 71113.41 满足要求 U90.75? min20.785?1988.2?0 D=1000mm合理。经以上校核可知，填料塔直径选用 （传质单元高度计算）填料塔填料高度计算 气相总传质单元高度采用修正的恩田关联式计算：050.?2.0?10.75.022?aaUUU?twCL?LL45.?1?exp?1? ? 2?aaa?g?tttLLLL?L 5-13得查表2?h427680kg/?33dyn/cm? C 液体质量通量为 41.71113?2 h33kg/

10、m?U?90590. L20.7850.?1 2.050?0.?1.0.75022?a33.132.59059090590.3390590427680.33? ?w586.45?0?1?exp?1? 82.23.6998941803.5.2132.51.27a?10998.2?941803.2?132?t32mm/?132.577.645a?0.586? w 气膜吸收系数有下式计算： 气体质量通量为： 278.2000?1?2h?m3256.05kg/U? V20.0.785?1 17.0? Dau3? ?vtVv?k? G?RTDa?VtvV17.0039.?0.05132.532560.0

11、65 ?3?0?.237? 293?.314?2780.03980655132.?0.1.?1?12?)?mkmol03450?.(?h?kPa 液膜吸收系数 5 21? U33?LL00950.K? L?a?LLw125?.08? 10?3.6?90590.331.273.6?3 3? ?.00950? 6?299863.998.2?5.292?10.77.645?hm.1313/?1.1 得 ，查表由5-14?kaka?wGG 451.?311.kPahm.0346?77.645?1.45?.?404kmol/0ka? 则G40.h/155?ka1.313?77.645?1.45.31l

12、L?u?41.akak?1?9.5(?0.5) 由于 ? GGu?F?u?22.a)k(.6?0.5ak?1?2 ? LLu?F 可得?3kPa/mh?4ak?.619kmolG hl/.ka?155865L11?ka? G1111? 8654.6190.0156?155.akHkaLG?3kPam595?1.kmol?h? 03V.79?H? OG201.?KaP1.595101.30.785 由 Gm623.?0*035040010.?0.?.?mX?Y35040 11* 0?YmX?22 脱吸因数为6 mV35.04?79.03 S702?0.? 363946.L 气相总传质单元数为*?

13、0.0526?1Y?Y10?21 364.0.N702?6?ln(1?0.702)?S?ln(1?)?S? OG*0?7020.0026301?S1?.Y?Y?22 填料层高度计算 m.964.623?6364?3NZ?H?0.OGOG? 考虑安全系数 z21.z5?.1 取m5.946964?1.5?3.?ZZ?1.5? 取填料层高度为m?Z6 15, 得，查表5-16 阶梯环填料， h/D=8m?h6maxh ，则取 mm8000mm?h81000?8? D ，不需分段6m计算得填料塔高度。 7 三、液体分布器简要设计 液体分布器的选型1） （ 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。 ）分布点密度计算（2 2塔截,点/ m塔径,mm 分布点密度 面D=400 330 D=750 170 D120042 22 Eckert建议值，设计取喷淋点密度为100点/m。按79?10078.n?0.785?1.05 由重力型