30时水吸收二氧化硫填料塔的设计

1、1 化工原理化工原理 课程设计报告课程设计报告 系系 别：别： 城市建设学院城市建设学院 专业班级：专业班级： 生物工程生物工程 0901 班班 姓姓 名：名： 苏苏 君君 学学 号：号： 20091171019 指导教师：指导教师： 邬勇奇邬勇奇 （课程设计时间：2011 年 6 月 10 日2011 年 6 月 24 日） 华中科技大学武昌分校华中科技大学武昌分校 2 目目 录录 1课程设计目的 1 2课程设计题目描述和要求 1 3课程设计报告内容 4 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

2、塔径计算7 3.3.1 塔径的计算8 3.3.2 泛点率校核： 8 3.3.3 填料规格校核：9 3.3.4 液体喷淋密度得校核：9 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 3.81 吸收塔的压力降17 3.8.2 吸收塔

3、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 3 1.1. 课程设计目的课程设计目的 化工原理课程设计是学生学过相关基础课程及化工原理理论与实验后，进 一步学习化工设计的基础知识，培养工程设计能力的重要教学环节。通过该环 节的实践，可使学生初步掌握单元操作设计的基本程序与方法，得到工程设计 能力的基本锻炼。化工原理课程设计是以实际训练为主的课程，学生应在过程 中收集设计数据，在教师指导下完成一定的设备设计任务，以达

4、到培养设计能 力的目的。单元过程及单元设备设计是整个过程和装备设计的核心和基础，并 贯穿于设计过程的始终，从这个意义上说，作为相关专业的本科生能够熟练地 掌握典型的单元过程及装备的设计过程和方法，无疑是十分重要的。 2 2课程设计题目描述和要求课程设计题目描述和要求 2.1 设计题目描述设计题目描述 (1) 设计题目设计题目 二氧化硫填料吸收塔及周边动力设备与管线设计 (2) 设计内容设计内容 根据所给的设计题目完成以下内容： (1)设计方案确定； (2)相关衡算； (3)主要设备工艺计算； (4)主要设备结构设计与算核； (5)辅助（或周边）设备的计算或选择； (6)制图、编写设计说明书及其

5、它。 (3) 原始资料原始资料 设计一座填料吸收塔，用于脱除废气中的 so2，废气的处理量为 1000m3/h，其中进口含 so2为 9%（摩尔分率） ，采用清水进行逆流吸收。要求 4 塔吸收效率达 94.9%。吸收塔操作条件：常压 101.3kpa；恒温，气体与吸收剂 温度：303k 清水取自 1800 米外的湖水。示意图参见设计任务书。 设计满足吸收要求的填料塔及附属设备； 选择合适的流体输送管路与动力设备（求出扬程、选定型号等） ，并核算 离心泵安装高度。 2.2 设计要求设计要求 设计时间为两周。设计成果要求如下： 1.完成设计所需数据的收集与整理 2.完成填料塔的各种计算 3.完成动

6、力设备及管线的设计计算 4.完成填料塔的设备组装图 5. 完成设计说明书或计算书（手书或电子版打印均可） 目录、设计题目任务、气液平衡数据、l/g、液泛速度、塔径、kya（或 kxa 的计算、hol、nol的计算、动力设备计算过程（包括管径确定）等。 3 3课程设计报告内容课程设计报告内容 吸收塔的工艺计算吸收塔的工艺计算 3.13.1 基础物性数据基础物性数据 3.1.1 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水的物性数据。由手册查得， 30时水的有关物性数据如下： 密度【1】 3 / 7 . 995mkg 水 5 黏度【1】spa 6 10 5 . 801 水 表面张力为【

7、1】0.07122n/m l so2 在水中的扩散系数为【1】 92 2.2 10/ l dms 3.1.2 气相物性数据 混合气体的平均摩尔质量为 kg/mol【1】 kg/mol【1】29 空气 m64 二氧化硫 m kg/kmol15.3209. 06491 . 0 291 11 _ ymymm 二氧化硫空气 ）（ 混合气体的密度为 3 _ /293 . 1 mkg rt pm v 混合气体的黏度可近似取为空气的黏度，查资料【1】得 30空气的黏度为 【1】=0.0000186pa s g 查得 so2 在空气中的扩散系数为 【1】 52 1.469 10/ g dms 3.1.3 气液

8、相平衡数据 查资料【5】： okgh kgso 2 2 100 ca (kmol/m3) 3 10 x h (kmol/kpa* m3) y (kpa) * a p 5.010.74213.900.01230.59560.27 2.500.3796.980.01320.28428.77 1.500.2304.200.01380.16416.61 1.000.1542.800.01460.10410.54 0.700.1081.960.01560.0686.93 0.500.0771.400.01600.0474.80 0.300.0470.840.01790.0262.62 6 0.200.0

9、310.560.01970.0161.57 0.150.0230.420.02130.0111.08 0.100.0160.280.02540.0060.63 01698 . 0 h平均溶解度系数 ca-30 度时二氧化硫在水中的平衡浓度，单位为 kmol/m3 -30 度时二氧化硫在水中溶解平衡时的摩尔分数x h-30 度时二氧化硫在水中达到平衡时的溶解度系数，单位为 kmol/kpa*m3 y-30 度时气相中二氧化硫的摩尔分数 -30 度时气相中二氧化硫的平衡分压，单位为 kpa * a p 由以上的 y 和 x，以 x 的值为横坐标，y 的值为纵坐标作平衡曲线，如图 1.1： 0 0.

10、1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 051015 x/1000 y 系列1 7 3.23.2 物料衡算物料衡算 进口气体的体积流量 g=1000m3/h 二氧化硫的摩尔分数为 y1=0.09 进塔气相摩尔比为 y1=y1/1-y1=0.09/(1-0.09)=0.0989 效率 21 1/94.9%yy 出塔气相摩尔比 y2= =0.00504 1 1y 进塔惰性气相流量 g=(g/22.4) (1-y1) 273/303=(1000/22.4) (1-0.09) 273/303=36.603kmol/h 空气的体积流量 vg=g (1-y1)=1000 0.91=910m3/

11、h 出口液体中溶质与溶剂的摩尔比 x2=0 由图 1.1 平衡曲线可以读出 y1=0.09 所对应的溶质在液相中的摩尔分数 * 1 x =0.00252 对应的液相中溶质与溶剂的摩尔比为 00253 . 0 00252 . 0 1 00252 . 0 1 * 1 * 1 * 1 x x x 最小液气比 【1】099.37)( 2 * 1 21 min xx yy g l 取液气比 【1】649.55)(5 . 1 min g l g l 故 l=g 55.649=2036.920kmol/h 操作线方程： 【1】 代入数据得： 2 yx g l y00504 . 0 649.55xy 3.33

12、.3 塔径计算塔径计算 该流程的操作压力及温度适中，避免二氧化硫腐蚀，故此选用型的塑mm25 料鲍尔环填料。 其主要性能参数为： 比表面积 【4】 32 /209mmat 空隙率 【4】 33 /90 . 0 mm 形状修正系数 =1.45【4】 填料因子平均值 =232 m 1 【4】 p a=0.0942 【4】 k=1.75【4】 8 3.3.1 塔径的计算塔径的计算 吸收液的密度近似看成 30 度水的密度： 3 / 7 . 995mkg l 水 30 度时空气的密度 【1】 【1】 3 /165 . 1 mkg 空气 3 /927 . 2 mkg 二氧化硫 3 _ /293. 1mkg

13、 rt pm v kmolkgm/18 水 采用 eckert 关联式计算泛点气速： 气相质量流量为： , 273/303 v wggg 空气二氧化硫 （） 910 1.16590 2.927 273/3031297.5/kg h 液相质量流量为： hkgmlwl/56.366641892.2036 水 选用型的塑料鲍尔环 a=0.0942 【4】 k=1.75【4】mm25 32 /209mmat 33 /90 . 0 mm 【4】 8/14/12 . 0 3 2 )()()( l v v l l l vtf g w w ka a g u l 代入数值得：smuf/77 . 0 取空塔气速：

14、smuu f /462 . 0 6 . 0 , 塔径【1】m u g d875 . 0 4 , , 圆整塔径，取 d=0.9m 则算得 22 1000/3600 0.437/ 0.7850.785 0.9 g um s d 3.3.2 泛点率校核： 22 1000/3600 0.437/ 0.7850.785 0.9 g um s d 9 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 3.3.3 填料规格校核： 【4】 0.9 3615() d0.025 d 合格 3.3.4 液体喷淋密度校核： 填料表面的润湿状况是传质的基础，为保持良

15、好的传质性能，每种填料应维持 一定的液体润湿速率（或喷淋密度） 。 依 morris 等推荐，d75mm 的环形及其它填料的最小润湿速率（ w l ）min 为 32 0.08m / mh 最小喷淋密度 32 min min 0.08 20916.72/ wt ulammh 喷淋密度 32 min 2 36.823 57.91/() 0.9 4 v l ummhu 经以上校核可知，填料塔直径选用 d=900mm 合理。 3.43.4 填料层高度的计算填料层高度的计算 3.4.1 传质单元数的计算 由图 1.1 曲线可以读出以下 9 个点所对应的 y 和 x： 点数序号yy * xx*x xx

16、f * 1 89%0.098900.002450.0024560.0016871300.393 78%0.086960.002220.0022200.0014721336.898 67%0.075270.001970.0019700.0012621412.429 56%0.063830.001720.0017230.0010561499.250 45%0.052630.001460.0014620.0008891745.201 34%0.041670.001230.0012320.0006581742.16 23%0.030930.000970.0009710.0004651980.198 1

17、0 12%0.020410.000730.0007300.0002762202.643 00.457%0.005040.000240.00024104168.404 由辛普森积分法有： 000277. 0 8 000241 . 0 002456 . 0 8 * 0 * 8 xx m96 . 3 254.428680000923 . 0 ).424( 3 32180 fffffnol -与 y 对应的平衡液相中的溶质的摩尔分数 * x -与 y 对应的平衡液相中的溶质与溶剂的摩尔比 * x -传质单元数，单位 m ol n 3.4.2 传质单元高度的计算 查资料【5】有： spa smdsmd

18、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： 11 ,

19、 ,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 ,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 a

20、k 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 12 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

21、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 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

22、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

23、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 13 按分布点几何均匀与

24、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】 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

25、的液泛可能首先发生在支承板上。为使 14 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， 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

26、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

27、 查资料【5】(单位：mm) drsht 88044065025 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： 15 支承板 支撑圈两块 查资料【5】 )( 1 mmd)( 2 mmd 厚度（mm） 8947948 16 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

28、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 17 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：5234 1 mmd 3.8 吸收塔的流体

29、力学参数计算吸收塔的流体力学参数计算 3.81 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

30、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 18 其它塔内件的压力降 p 较小，在此可忽略 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 0.4

31、371.1650.4717/ 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 19 2 6 88.54180.5 2.01/ 3600 4 0.0805 2.01 995.7 201009.66 801.5 10 0.

32、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

33、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：3.03.5m【1】 20 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

34、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 （

35、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

36、 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 21 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)5

37、4.9 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 . 35 . 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

38、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） 22 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 15

39、6 . 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 23 对于直径 1.5mm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 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 36664.56299

40、5.70.0807 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 81mm。 （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 24 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

41、/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 25 塔附属高度 3 h 1.7m 塔高z8.135m 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

42、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 30s101.3kpa 水中扩散系数 2 o 30s101.3kpa 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

43、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995.7kg/ 3 m v 混合气体密度1.293kg/ 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 36

44、664.56/kg h36664.56/kg h 26 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 哈哈，课程设计终于竣工了！这是发自内心的笑声，也包含了很多的艰辛 很泪水！ 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

45、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，我的生活就是上完课，和同学就去图书馆查资料，去机 房或是网吧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