水吸收二氧化硫填料塔

..WORD完美格式专业知识编辑整理化工原理课程设计设计名称水吸收SO2-空气混合气填料塔的设计学院能源与环境学院班级环境131学号201301144120姓名高鹏垒指导教师石凤娟2016年1月22日..化工原理课程设计任务书一、设计题目水吸收SO2-空气混合气填料塔的设计：试设计一座填料吸收塔,用20℃的清水吸收SO2-空气混合气中的SO2。已知入口空气中含SO2的摩尔分率为0.05,操作压力为101.3KPa,相对湿度为70%。要求SO2的回收率为96%。采用清水进行吸收,吸收剂的用量为最小用量的1.5倍。二、设计操作条件〔1入塔炉气流量：1200〔1800+n*10=1400〔说明:n为学号尾数后两位〔2常压101.3KPa。〔3操作温度20℃。三、填料类型选用聚丙烯阶梯环填料,填料规格自选。四、工作日每年300天,每天24h连续运行。五、厂址XX省XX市。六、设计内容〔1填料塔的物料衡算；〔2填料塔的工艺尺寸计算；〔3填料层压降的计算；〔4液体分布器简要设计；〔5填料塔接管尺寸计算；〔6绘制生产工艺流程图〔A2号图纸〔7绘制填料塔装配图〔A1号图纸〔8对设计过程的评述和有关问题的讨论。摘要：介绍了吸收技术的基本知识；叙述了水吸收SO2的设计方案和流程；根据操作条件设计出符合要求的填料塔,包括塔设备的工艺尺寸计算、填料选择及辅助设备的选型和计算。关键字：课程设计 SO2吸收 填料塔..目录TOC\o"1-3"\h\u23321一、前言 B、填料层压力降气体通过填料层的压力降采用Eckert关联图计算,有前面计算可知其中横坐标为查《散装填料压降填料因子平均值》得m-1纵坐标为=0.0758查Eckert关联图得所以填料层压力降其它塔内间的压力降较小,因此可忽略于是得到吸收塔的总压力降为9、吸收塔主要接管的尺寸计算本设计中填料塔有多处接管,但主要的是气体和液体的进料口和出料口接管。在此分别以液体进料管和气体进料管的管径计算为例进行说明。气体和液体在管道中流速的选择原则为：常压塔气体进出口管气速可取10～20m/s〔高压塔气速低于此值；液体进出口流速可取0.8～3.0m/s〔必要时可加大些9.1液体进料接管进料管的结构类型很多,有直管进料管、弯管进料管、T型进料管。本设计采用直管进料管,管径计算如下1查《流体输送用不锈钢无缝钢管规格：GB/T14976-94》可知,可选用热轧无缝钢管管径为。则实际管内径为109mm.实际通过液体接管的液速为：。9.2气体进料接管采用直管进料。取气速所以查《流体输送用不锈钢无缝钢管规格：GB/T14976-94》可知取管径为实际管内径为。则实际通过气体接管的气速为：9.3吸收剂输送管路直径及流速计算根据管材规范,选择型的热轧无缝管道,其内径为145mm,其实际流速为：。四、填料塔设计计算结果汇总与主要符号说明1、填料塔工艺尺寸计算结果表：表-1项目符号数值与计量单位气相质量流量1759.8kg/h液相质量流量50959.84kg/h塔径700mm空塔气速1.011泛点率50.9%喷淋密度U132.72m3/<m2.h>解吸因数S0.6854气相总传质单元数6.821液体质量通量UL132483.7气体质量通量UG4575.07气膜吸收系数0.0446kmol/<m².h.kpa>液膜吸收系数2.097<m/h>气相总吸收系数<校正后>3.87kmol/<m3.h.kpa>液相总吸收系数〔校正后138.47<l/h>气相总传质系数1.386kmol/<m3.h.kpa>气相传质单元高度1.0243填料层高度Z′8.37,圆整后8.5m填料塔上部空间高度1.2填料塔下部空间高度3.0塔附属高度4.2塔高12.7布液孔数75点孔径d00.015m开孔上方高度h0.162m液位保持管高度h′0.186m2、流体力学参数计算结果汇总：表-2项目符号数值与计量单位气体进口压力降△P1321.492Pa;气体出口压力降△P2160.746Pa;填料层压力降△P310271.070Pa;吸收塔总压力降△P10753.308Pa;泛点率50.9%气体动能因子F3、附属设备计算结果汇总：表-3项目选型数值与计量单位液体进出口接管热轧无缝钢管液体实际流速气体进出口接管热轧无缝钢管气体实际流速吸收剂输送管路热轧无缝钢管吸收剂实际流速4、所用聚丙烯塑料阶梯环填料主要性能参数汇总：表-4项目符号数值与计量单位公称直径38mm塔径与填料公称直径比值D/d>8填料因子平均值173临界表面张力值33形状修正系数1.45填料分段高度推荐值h/D=8～15m压降填料因子平均值116m-15、主要符号说明：5.1英文字母表-5——填料层的润滑比表面积m²/m³；S——脱吸因数;无因次;——填料层的有效传质比表面积〔m²/m³——扩散系数,m²/s;塔径,m;——液体质量通量——气体质量通量——亨利系数,KPa;——重力加速度,kg/<m².h>;——溶解度系数,kmol/<m³.KPa>;——气相传质单元高度,m;——液相传质单元高度,m;——气相总传质单元高度,m;——液相总传质单元高度,m;——液体喷淋密度;——相平衡常数,无因次;——气相传质单元数,无因次;——液相传质单元数,无因次;——气相总传质系数,无因次——液相总传质系数,无因次;——总压,KPa;——温度,0C;——气体通用常数,kJ/<kmol.K>——填料直径,mm；——空塔速度,m/s;——液泛速度,m/s;——惰性气体流量,kmol/h;——混合气体体积流量,m3/h;—液膜吸收系数m/h;——气膜吸收系数,kmol/<m².h.kpa>;—气相总吸收系数kmol/<m3.h.kpa>;—液相总吸收系数,l/h;—气相总传质系数kmol/<m3.h.kpa>;—液相总传质系数l/h;——吸收剂用量kmol/h;kmol/s;——是吸收液量kmol/h——吸收剂质量流量kg/h；——气体质量流量,kg/h；——密度kg/m³——填料因子,m-1;修正系数,无因次5.2希腊字母表-6——粘度Pa.s——密度kg/m3——表面张力kg/h2——平均的,对数平均的——最小的——最大的五、课程设计总结历时两周的课程设计结束了,这次的课设对我的触发很大,使我对化学工程的过程设计及设备的选择的有了一个更深层次的理解。在设计过程中遇到的问题主要有：未知条件的选取；文献检索的能力；对吸收过程的理解和计算理论的运用；对实际操作过程中设备的选择和条件的最优化；对工艺流程图的理解以及绘制简单的流程图和设备结构；一些专用软件的使用,比如本文编辑数学公式所用的MathType软件还有制图所用的CAD软件；还有一些其他的问题,例如计算的准确度等等。当然,在本次设计中也为自己再次重新的复习化工这门学科提供了一个动力,对化工设计过程中所遇到的问题也有了一个更深的理解。同时利用网络查找了很多资料,尤其是中国知网,在上面认真学习了20多篇论文。理论和实际的结合也是本次设计的重点,为日后从事相关工作打下了一定的基础。最后,感谢石老师对我们的指导,通过这次课设我深感要完成一个设计是相当艰巨的一个任务,如何细节的出错都会造成后续工作的错误,都有可能造成实际操作中的经济损失甚至生命安全。六、参考文献夏清,陈常贵.《化工原理》上册修订版.天津大学出版社.夏清,陈常贵.《化工原理》下册第三版.天津工业出版社,贾绍义,柴诚敬主编.《化工原理课程设计〔化工传递与单元操作课程设计》.天津:天津大学出版社,2002.8陈敏恒,丛德滋,方图南,齐鸣斋编.《化工原理》上册第三版.北京：化学工业出版社,2006.5厉玉鸣主编.《化工仪表及自动化》第四版.北京：化学工业出版社,2010.7七、附录附录〔一水的物性数据表温度t/℃密度Ρ/kg/m3黏度μ表面张力0999.91.78975.65999.81.54774.910999.71.30574.115999.01.15573.420998.21.00472.6925997.080.893771.9530995.70.800771.235994.00.72770.440992.20.65369.6〔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的推荐值填料种类D/d的推荐值拉西环鞍环鲍尔环阶梯环环矩鞍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A