吸收塔课程设计说明书_图文

1、目录(一 设计任务介绍设计任务介绍 3 (二(二设计说明书设计说明书 4一、前言 4-5二、设计方案的确定 61、装置流程的确定 6-72、填料的类型与选择 7-9 2.1填料的类型 7-82.2填料的选择 8-93、确定物性参数 94、填料塔内件的类型与设计 9-10 4.1塔内件的类型 10 4.2塔内件的设计 10-11 4.2.1液体分布器设计的基本要求 10-11 (三 设计计算书 12一、设计原始数据 12二、操作条件 12三、确定物性参数 121、液相数据 122、气相数据 133、气、液相平衡数据 134、物料衡算 13-145、填料塔的工艺尺寸计算 14-22 5.1塔径计算

2、 14-17 5.2填料层高度计算 17-215.3填料层压降计算 21-226、辅助设备的计算及选型 22-246.1液体分布器简要设计 22-247、填料塔塔内件的设计与选型计算 24-26 7.1填料支承装置 24-25 7.2填料压紧装置 25 7.3液体分布装置 257.4液体收集再分布装置 268、气体和液体的进出口装置 26-28 (四(四 、 设计结果汇总设计结果汇总 28 (五(五 、小结、小结 29-30 (六(六 、参考文献、参考文献 31 (七(七 、致谢、致谢 31 (八(八 、主要符号说明、主要符号说明 32-34(一设计任务介绍一、原始资料:1、 某地矿石焙烧炉送

3、出的气体被冷却到 25后送入填料塔中, 用 20清水洗涤以去除其中的 SO 2, 入塔的炉气流量为 3000m 3/h, 其中 SO 2的摩尔分率为 0.06,要求吸收塔对 SO 2的吸收率在 95%。2、吸收塔为常压操作,采用逆流吸收过程。3、吸收过程中认为温度基本不变,可以近似取为清水的温度。二、 通过自己确定方案、 选择流程、 查取资料、 进行过程和设备计算, 并对自己的选择做出论证和核算, 经过反复的分析比较, 择优选定最 理想的方案和合理的设计。三、成果1、设计说明书:包括设计的依据、设计思路、设计方案的确定、具 体技术指标的选用原则、技术要求的说明。2、设计计算书:包括装置流程确定

4、、吸收剂的选择、操作温度与压 力的确定、填料确定(填料类型、填料选择 、 确定物性参数(气体 分子量、 密度、 溶解度、 吸收剂特性等 、 填料塔的工艺尺寸计算 (塔 径、填料层高度计算及分段 、计算填料层的压降、进行填料塔塔内 件的设计与选型。 3、吸收塔工艺系统图:包括设备明细表、图例。(二设计说明书一、前言二氧化硫是造成大气污染的主要有害气体之一, 为了保护人类的 生存环境, 必须控制和治理二氧化硫的污染。 对于低浓度的二氧化硫, 目前常用的处理方式为吸收塔进行的吸收操作。吸收操作中以填料吸收塔生产能力大,分离效率高,压力降小, 操作弹性大和持液量小等优点而被广泛应用。 近年来, 由于填

5、料结构 的改进,新型的高效、高负荷填料的开发,既提高了塔的通过能力和 分离效能, 又保持了压力降小及性能稳定的特点, 因此填料塔已被推 广到所有大型气液操作中, 在某些场合还代替了板式塔, 随着对填料 塔的研究与开发,性能优良的填料塔已大量地用于工业生产中。 填料塔属于连续接触式气液传质设备,两相组成沿塔高连续变化, 在 正常操作状态下,气相为连续相,液相为分散相。填料塔以塔内的填 料作为气液两相间接触构件的传质设备。 填料塔的塔身是一直立式圆 筒, 底部装有填料支承板, 填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。 填料的上方安装填料压板, 以防被上升气流吹动。 液体从塔顶经液体 分布器喷淋到填料

6、上,并沿填料表面流下。气体从塔底送入,经气体 分布装置分布后, 与液体呈逆流连续通过填料层的空隙, 在填料表面 上,气液两相密切接触进行传质。与板式塔相比, 在填料塔中进行的传质过程, 其特点是气液连续 接触, 而传质的好坏与填料密切相关。 填料提供了塔内的气液两相接触面积。填料塔的流体力学性能,传质速率等与填料的材质,几何形 状密切相关, 所以长期以来人们十分注中填料的性能和新型填料的开 发,使得填料塔在化工生产中应用更加广泛。填料塔具有生产能力大,分离效率高,压降小,持液量小,操作 弹性大等优点。填料塔还有以下特点:1.当塔径不是很大时,填料塔因为结构简单而造价便宜。2.对于易起泡物系,

7、填料塔更适合, 因填料对气泡有限制和破碎作用。3.对于腐蚀性物系,填料塔更适合,因为可以采用瓷质填料。4.对于热敏性物系宜采用填料塔,因为填料塔的持液量比板式塔少, 物料在塔内的停留时间短。 填料塔的压强降比板式塔小, 因而对真空 操作更有利。填料塔也有一些不足之处, 如填料造价高; 当液体负荷较小时不 能有效地润湿填料表面, 使传质效率降低; 不能直接用于有悬浮物或 容易聚合的物料;对侧线进料和出料等复杂精馏不太适合等。二、设计方案的确定1、装置流程的确定填料塔吸收装置的流程主要有以下几种:1.1逆流操作:气相自塔底进人由塔顶排出,液相自塔顶进人由 塔底排出。逆流操作的特点是,传质平均推动力

8、大,传质速率快, 分 离效率高,吸收剂利用率高.1.2并流操作:气液两相均从塔顶流向塔底。并流操作的特点是, 系统不受液流限制,可提高操作气速,以提高生产能力。并流操作通 常用于以下情况:易溶气体的吸收或处理的气体不需吸收很完全; 吸 收剂用量特别大,逆流操作易引起泛液。1.3吸收剂部分再循环操作:在逆流操作系统中,用泵将吸收塔 排出液体的一部分冷却后与补充的新鲜吸收剂一同送回塔内, 即为部 分再循环操作。通常用于以下情况:当吸收剂用量较小,为提高塔的 液体喷淋密度;对于非等温吸收过程,为控制塔内的温升.需取出一 部分热量。 该流程特别适宜于相平衡常数 m 值很小的情况, 通过吸收 液的部分再

9、循环,提高吸收剂的使用效率。应予指出,吸报剂部分再 循环操作较逆流操作平均推动力要低, 且需设置循环泵, 操作费用增 加。1.5多塔串联操作:若设计的填料层高度过大,或由于所处理物 理等原因需经常清理填料, 为便于维修, 可把填料层分装在几个串联 的塔内, 每个吸收塔通过的吸收剂和气体量都相等, 即为多塔串联操作。此种操作因塔内需留较大空间,输液、喷淋、支承板等辅助装置 增加,使设备投资加大。1.6串联一并联混合操作:若吸收过程处理的液量很大,如果用 通常的流程,则液体在塔内的喷淋密度过大,操作气速势必很小 (否 则易引起塔的液泛 ,塔的生产能力很低。实际生产中可采用气相作 串联、 液相作并联

10、的混合流程; 若吸收过程处理的液量不大而气相流 量很大时,可采用液相作串联、气相作并联的混合流程总之,在实际 应用中,应根据生产任务、工艺特点,结合各种流程的优缺点选择适 宜的流程布置。通过逆流与并流操作的液气比计算通过逆流与并流操作的液气比计算、 、 逆流与并流操作吸收效果计 算比较得知算比较得知:同样的操作条件下完成同样的分离任务同样的操作条件下完成同样的分离任务, , 逆流操作所需 的最小液压比小于并流因此从平衡观点看逆流操作优于并流操作 的最小液压比小于并流因此从平衡观点看逆流操作优于并流操作; ; 在 同一吸收塔内同一吸收塔内, , 当操作条件完全相同时当操作条件完全相同时, , 并

11、流操作可得到更好的分离 效果效果, , 其原因是并流操作具有更大的平均传质推动力其原因是并流操作具有更大的平均传质推动力, , 因此从速率观 点看来,逆流操作同样优于并流操作。综上所述本填料吸收塔选择逆流操作方式。2、填料的类型与选择塔填料(简称为填料是填料塔中气液接触的基本构件,其性能 的优劣是决定填料塔操作性能的主要因素, 因此, 塔填料的选择是填 科塔设计的重要环节。2.1填料的类型填料的种类很多, 根据装填方式的不同, 可分为散装填料和规整 填料两大类。 散装填料是一个个具有一定几何形状和尺寸的颗粒体,一般以随 机的方式堆积在塔内, 又称为乱堆填料或颗粒填料。 散装填料根据结 构特点不

12、同,又可分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料及球形填料 等。如图所示:规整填料是按一定的几何图形排列, 整齐堆砌的填料。 规整填料种 类很多,根据其几何结构可分为格栅填科、波纹填料、脉冲填料等, 工业上应用的规整填料绝大部分为波纹填料。 波纹填料按结构分为网 波纹填料和板波纹填料两大类.可用淘瓷、塑料、金属等材质制造。 加工中,波纹与塔轴的倾角有 300和 450两种,倾角为 300以代号 Bx(或 x表示,倾角为 450以代号 CY(或 Y表示。2.2填料的选择通过比较本塔选择散装填料方式通过比较本塔选择散装填料方式, , 由于填料种类的选择要考虑分 离工艺的要求离工艺的要求, , 要考虑传质

13、效率要考虑传质效率、 、 通量通量、 、 填料层的压降填料层的压降、 、 填料的操作 性能几个方面性能几个方面; ; 此外此外, , 同类填料同类填料, , 尺寸越小尺寸越小, , 分离效率越高分离效率越高, , 但阻力 增加增加, , 通量减小通量减小, , 填料费用也增加很多填料费用也增加很多。 。 而大尺寸的填料应用于小直径塔中径塔中, , 又会产生液体分布不良及严重的壁流又会产生液体分布不良及严重的壁流, , 使塔的分离效率降低 使塔的分离效率降低。 。 因此,通过查看塔径与填料公称直径的比值 D/d的推荐值列表 北京建筑工程学院课程设计专用纸决定采用 DN38瓷质矩鞍环填料方式,之所

14、以采用以上方式是因为:首先吸收二氧化硫后产生硫酸首先吸收二氧化硫后产生硫酸, , 硫酸具有腐蚀性硫酸具有腐蚀性, , 所以选用瓷质材料 具有良好的耐腐蚀性及耐热性具有良好的耐腐蚀性及耐热性, , 一般能耐除氢氟酸以外的常见的各种 无机酸无机酸、 、 有机酸的腐蚀有机酸的腐蚀, , 防腐效果会比其他材质好一些防腐效果会比其他材质好一些。 。 陶瓷填料因 其质脆其质脆、 、 易碎易碎, , 不宜在高冲击强度下使用不宜在高冲击强度下使用。 。 陶瓷填料价格便宜 陶瓷填料价格便宜, , 具有 很好的表面润湿性能的特点很好的表面润湿性能的特点; ; 其次其次, , 矩鞍填料将弧鞍填料两端的弧形 面改为矩

15、形面面改为矩形面, , 且两面大小不等且两面大小不等, , 填料堆积时不会套叠填料堆积时不会套叠, , 液体分布较 均匀均匀, , 其性能优于拉西环其性能优于拉西环。 。 目前目前, , 国内绝大多数应用瓷拉西环的场合 国内绝大多数应用瓷拉西环的场合, , 均已被瓷矩鞍填料所取代。3、确定物性参数3.1气体物性参数:分子量、密度、溶解度、粘度、亨利系数等; 3.2吸收剂物性参数:分子量、密度、溶解度、粘度等。3.3填料物性参数:尺寸、比表面积、空隙率、填充系数等。4、填料塔内件的类型与设计4.1塔内件的类型塔内件主要有填料支承装置、填料压紧装置、液体分布装置、 液体收集再分布装置等。 合理地选

16、择和设计塔内件, 对保证填料塔的 正常操作及优良的传质性能十分重要。4.2塔内件的设计填料塔操作性能好坏、 传质效率的高低在很大程度上与塔内件的 设计有关。在塔内件设计中,最关键的是液体分布器的设计。 4.2.1液体分布器设计的基本要求(1液体分布均匀:评价液体分布均匀的标准是:足够的分布点密 度;分布点的几何均匀性;降液点间流量的均匀性。 分布点密度:液体分布器分布点密度的选取与填料类型及规格、 塔径大小、操作条件等密切相关,各种文献推荐的值也相差很大。 大 致规律是:塔径越大,分布点密度越小;液体喷淋密度越小,分布点 密度越大。 分布点的几何均匀性:分布点在塔截面上的几何均匀分布是较之 分

17、布点密度更为重要的问题。 设计中, 一般需通过反复计算和绘图排 列,进行比较,选择较佳方案。分布点的排列可采用正方形、正三角 形等不同方式。 降液点间流量的均匀性:为保证各分布点的流量均匀,需要分布 器总体的合理设计、 精细的制作和正确的安装。 高性能的液体分布器, 要求各分布点与平均流量的偏差小于 6%。(2操作弹性大:液体分布器的操作弹性是指液体的最大负荷与最小负荷之比。设计中,一般要求液体分布器的操作弹性为 24, 对于液体负荷变化很大的工艺过程,有时要求操作弹性达到 10以 上。(3自由截面积大:液体分布器的自由截面积是指气体通道占塔截 面积的比值。根据设计经验,性能优良的液体分布器,

18、其自由截面积 为 50%70%。设计中,自由截面积最小应在 35%以上。 (4其他液体分布器应结构紧凑、占用空间小、制造容易、调整和 维修方便。(5本塔确定结果及计算详见计算说明书(三 设计计算书某填料吸收塔工艺设计一、设计原始数据项目 数值入口气体量/(m3/h 3000入口气体温度/( 25混合气体 SO2含量/(体积分数 0.06出口气体温度/( 20SO2的回收率不低于 95%二、二、操作条件操作条件1、操作压力:常压2、操作温度:203、吸收剂为:水三、三、确定物性参数确定物性参数1、液相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

19、数据如下:密度为:L=998.2kg/m3粘度为:L=0.001Pas=3.6kg/(mh表面张力为:L=72.6dyn/cm=940896kg/h2SO 2 在水中的扩散系数为:DL=1.4710-5cm 2/s=5.2910-6m 2/h2、气相数据进塔混合气体温度为 25,混合气体的平均摩尔质量为:M Vm =yi M i =0.0664.06+0.9429=31.1036g/mol混合气体的平均密度为:Vm =PMVm /RT=101.331.1036/(8.314298=1.2717kg/m 3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 =1.8110-5P

20、a s=0.065kg/(m h查手册得 SO 2在空气中的扩散系数为:D V =0.108cm2/s=0.051m 2/h3、气、液相平衡数据 由手册查得,常压下 20时 SO 2在水中的亨利系数为:E=3.55103kPa相平衡常数为:m=E/P=3.55103/101.3=35.04溶解度系数为:H=L /EM=998.2/(3.5510318.02=0.0156kmol/kPam34、物料衡算 进塔气相摩尔比为:111y 0.060.063831y 10.06Y =出塔气相摩尔比为:21(1 0.06383(10.95 0.00319A Y Y =进塔惰性气相流量为:27313000(

21、115.33/2732522.4V kmol h=+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:12min 12(Y Y L V X m =对于纯溶剂吸收过程,进塔液相组成为:X 2=0min 0.063830.00319(33.2890.06383/35.040LV =取操作液气比为:min 1.5( 1.533.28949.9335LLV V =49.9335115.335758.831L =kmol/h塔底吸收液组成X 1:1212( (V Y Y L X X =1115.33(0.063830.003190.001215758.831X =5、填料塔的工艺尺寸计算

22、5.1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:w v =30001.2717=3815.180kg/h液相质量流量可近似按纯水的流量计算:W L =5758.83118.02=103774.1346kg/h图一填料塔泛点和压降的通用关联图图中 u空塔气速,m /s;湿填料因子,简称填料因子,1/m;水的密度和液体的密度之比;g 重力加速度,m /s2;V、 L分别为气体和液体的密度,kg /m3;w V、 w L分别为气体和液体的质量流量,kg /s。此图适用于乱堆的颗粒形填料, 如拉西环、 弧鞍形填料、 矩鞍形填料、 鲍尔环等, 其上还绘制了整砌拉西环和弦栅填料两

23、种规整填料的泛点曲线。对于其他填料,尚无可靠的填料因子数据。 Eckert 通用关联图的横坐标为 :0.50.5w 103774.13461.2717(0.971w 3815.180998.2V L V L =查图一查得纵坐标值为:20.2u ( 0.018g V F L L=表一 散装填料泛点填料因子平均值 填料类型N16N25N38N50N76金属鲍尔环金属环矩鞍金属阶梯环 塑料鲍尔环 塑料阶梯环 瓷矩鞍 瓷拉西环 查得:1200F m =0.8325/F u m s= =操作气速:对于散装填料,其泛点率的经验值为 u /u F =0.50.85取 u =0.8u F =0.80.8325

24、=0.666m/s由以下公式计算塔径(化工原理课程设计 :1.262D m = =泛点率校核:23000/36000.666/0.7851.262u m s =0.666100%80.07%(0.8325F u u =在允许范围内 填料规格校核:126233.2111538D d =液体喷淋密度校核:取最小润湿速率为:(L wmin=0.08m 3/mh查填表手册得:瓷矩鞍 环 比表面积 a t =131m2/m3U min=(L wmina t =0.08131=10.48m3/m 2h32min2103774.1346/998.283.154m /0.7851.262U m h U =经以

25、上校核可知,填料塔直径选用 D=1200mm 合理。 5.2填料层高度计算1135.040.001210.0424Y mX =220Y mX =脱吸因数为:35.04115.330.7025758.831mV S L =气相总传质单元数为:221ln(1 110.063830ln(10.702 0.70210.7020.0031906.365OG Y Y N S S S Y Y =+=+=气相总传质单元高度采用修正的恩田关联式计算:0.10.20.750.052221exp 1.45w C L t L L t L t L L L L t a U a U U a a g a =查表二:常见材质的

26、临界表面张力值材质 碳瓷玻璃聚丙烯聚氯乙烯钢石蜡表面张 力, mN /m56617333407520查表得:C =61dyn/cm=6112960=790560kg/h2流体质量通量为:22103774.134691803.0207/( 0.7851.2L U kg m h =气膜吸收系数由下式计算:0.050.20.750.1222879056091803.020791803.020713191803.02071exp 1.459408961313.6998.21.2710997.19408961310.798w t a a =气体质量通量为:10.730.237V V t V G t V

27、V V U a D k a D RT =气体质量通量:2230001.27173375/( 0.7851.2V U kg m h =10.73233750.0651310.0390.2371310.0651.27170.0398.3142930.0358/(G k kmol m hkPa =液膜吸收系数由此式计算 :211323121833260.009591803.02073.63.61.27100.00950.7981313.6998.25.2910998.21.095/L L L L w L L L L U g k a D m h=查表三:常见填料塔的形状系数填料类型球形棒形 拉西环 弧

28、鞍 开孔环 值 0.720.7511.191.45本设计填料类型为弧鞍 所以 =1.19,则(1.11.130.03581310.7981.194.532kmol / mkPa G G w k a k a h =0.40.41.0951310.7981.19122.72/L L w k a k a l h=又因u/uF =80.0750 需要按下式进行校正,1.42.219.50.512.60.5G G F L L F u k a k au u k a k au =+=+可得:(1.4 32.2 19.50.80070.54.53212.538kmol / mkPa 12.60.80070.5

29、122.72145.407/G L k a h k a l h=+=+=则(3111.921kmol / mkPa 12.5380.0156145.407G G L K a h k aHk a=+所以2115.330.5241.921101.30.7851.2OG Y G V V H m K a K aP =由 0.5246.3653.335OG OG Z H N m=根据设计经验,填料层的设计高度一般为:Z =(1.21.5Z (4-19式中 Z 设计时的填料高度,m;Z 工艺计算得到的填料层高度,m。 得: Z =1.253.335=4.168m 设计取填料层高度为: 5Z m =查:表四

30、 散装填料分段高度推荐值填料类型 h /D H max/m拉西环 2.54矩鞍 586鲍尔环 5106阶梯环 8156环矩鞍5156对于矩鞍环填料, 58m hD =, max 6h m取 5hD =,则 h=51200=6000mm50006000mm mm为便于吸收塔的维修故将其分为两段,每段高 2.5m。5.3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:0.50.971V L V L w w =表五 散装填料压降填料因子平均值填料类型填料因子, 1/mD N16D N25D N38D N50D N76金属鲍尔环 306-11498-金属环矩鞍 -13893.4

31、7136金属阶梯环 -11882-塑料鲍尔环 34323211412562塑料阶梯环 -17611689-瓷矩鞍环 700215140160-瓷拉西环 1050576450288-查表得,p=140m-1纵坐标为:220.20.20.66614011.271710.008069.81998.2V P L L u g =查 Eckert 通用关联图 得:P/Z=199.8=186.2Pa/m填料层压降为:P=186.25=931Pa6、 辅助设备的计算及选型6.1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分布点密度计算表六

32、Eckert 的散装填料塔分布点密度推荐值塔径,mm 分布点密度,点/m 2塔截面D=400330D=750170D120042北京建筑工程学院课程设计专用纸按 Eckert 建议值,因该塔液相负荷较大,设计取喷淋点密度为 130点/m2。布液点数为 n=0.7851.22130=146.952147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 ,相邻两孔中心矩为 80mm。分布点采用三角形排列,实际设计布点数为 n=146点. 图二 槽式液体分布器二级槽的布液点示意图(3布

33、液计算由重力型液体分布器布液能力计算由 204 S L d n =式中 L s液体流量,m 3/s; n 开孔数目(分布点数目;孔流系数,通常取=0.550.60;d 0孔径,m ;H 开孔上方的液位高度,m。取 =0.58, H =160mm,则0.5 00.5 0.015d m =设计取 015d mm=7、填料塔塔内件的设计与选型计算7.1填料支承装置填料支承结构用于支承塔内填料及其所持有的气体和液体的 重量之装置。 对填料的基本要求是:有足够的强度以支承填料的重量; 提供足够的自由截面以使气液两相流体顺利通过,防止在此产生液 泛;有利于液体的再分布;耐腐蚀,易制造,易装卸等。常用填料支

34、 承板有栅板式和气体喷射式。这里选用栅板式支承板。根据环境工程设备设计手册查得,当塔直径为 1200mm 时,栅板需分为三块, 栅条数为 10,支撑圈数为 6。7.2填料压紧装置为防止在上升气流的作用下填料床层发生松动或跳动,需在填 料层上方设置填料压紧装置。填料压紧装置有压紧栅板、压紧网板、 金属压紧器等不同的类型。对于散装填料,可选用压紧网板,也可选 用压紧栅板,在其下方,根据填料的规格敷设一层金属网,并将其与 压紧栅板固定; 设计中. 为防止在填料压紧装置处压降过大甚至发生 液泛,要求填料压紧装置的自由截面积应大于 70%。对于陶瓷填料:填料层顶部的填料将发生移动、跳跃或撞击, 严 重时

35、会使填料破碎。填料破碎后,碎片淤积在床层内,堵塞通道, 导 致压力降增加,效率降低,生产能力下降。对于金属或塑料填料:因其重量较轻, 在流体压力差和冲击作用 下,填料层逐渐膨胀升高,以致改变填料层的初始堆积状态。这样, 当填料层不均匀膨胀后, 流体将主要流经阻力较小区域, 因而勾流现 象增加,流体不均匀分布加剧,于是降低了塔的效率,有时顶层的填 料还可能被气流带出塔外。因此, 由于本填料塔选择的填料材质为陶瓷, 所以安装填料压板。 此填料塔使用的填料压板为丝网压板:用金属丝编织成的大孔与 扁钢圈焊接而成,压板外径为 1185mm,为便于安装拆卸,制成四块 分块结构,用螺栓连成一体7.3液体分布

36、装置液体分布器的安装一般高于填料层表面 150300mm (取决于操 作弹性,槽式分布器主槽分槽高度均取 210mm,主槽宽度为塔径的 0.70.8。这里取塔径的 0.7,分槽宽度由液体量及停留时间确定,最低液 位为 50mm 为宜,最高液位由操作弹性塔内允许高度及造价确定,一 般为 200mm 左右。7.4液体收集再分布装置在离填料顶面一定距离处, 喷淋的液体便开始向塔壁偏流, 然后 沿塔壁下流,塔中心处填料得不到好的润湿,形成所谓的“干锥体” 的不正常现象, 减少了气液两相的有效接触面积。 因此每隔一定的距 离设置液体再分布装置,以克服此现象。对直径大于 0.6m 的填料塔, 当填料的液体

37、分布性能差时, 再分布 器最好采用升级管式分布板,以改善气液分布情况,保证传质效果。 (化工原理清华大学出版社 P251由于本塔径为 1200mm,因此可选用升气管式再分布器,分布外径 1180mm,升气管数 8。 (环境工程原理设备设计手册 8、 气体和液体的进出口装置管道的公称通径7580901001201301401601852052352603158.1气体和液体的进出口直径的计算由公式 d =Vs 为流体的体积流量,m 3/su 为适宜的流体流速,m/s.常压气体进出口管气速可取 1020m/s; 液体进出口速度可取 0.81.5 m/s(必要时可加大 。选气体流速为 16m/s由

38、VS=3000/3600=0.833m 3/s代入上公式得 d=258mm圆整之后,气体进出口管径为 d=260mm选液体流速为 1.5m/s,由 VS=5758.83118.02/(3600998.2 =0.029m3/s代入上公式得 d=157mm,圆整之后液体进出口管径为 d=160mm8.2底液出口管径 :选择 d=140mm8.3塔附属高的确定塔的附属空间高度主要包括塔的上部空间高度, 安装液体分布器 和液体再分度器所需的空间高度, 塔的底部空间高度以及塔的群坐高 度。塔的上部空间高度是指塔填料层以上,应有一足够的空间高度, 以使随气流携带的液滴能够从气相中分离出来,该高度一般取 1

39、.2-1.5。安装液体再分布器所需的塔空间高度依据所用分布器的形 式而定一般需要 1-1.5m 的高度。8.4人孔公称压力 公称直径 密封面型 标准号常压 450mm 平面(FSHG21515-95(四(四、 设计结果汇总课程设计名称 水吸收 SO2填料吸收塔的设计操作条件 操作温度 20摄氏度 操作压力:常压 物性数据液相 气相液体密度 998.2kg/m3混合气体平均摩尔质量31.1036kg/kmol液体粘度 3.6kg/(m h 混合气体的平均密度1.2717kg/m3液体表面张力 940896混合气体的粘度0.065kg/(mhSO 2 在水中的扩散系数 5.2910-6m 2/hS

40、O2在空气中的扩散系数0.051m 2/h重力加速度 1.27108m/h气相平衡数据SO2在水中的亨利系数 E 相平衡常数 m 溶解度系数 H3.55103kpa 35.040.0156kmol/kPam3物料蘅算数据Y1Y2X1X2气相流量 G 液相流量 L 最小液气比操作液气 比 0.063830.003190.001210115.33kmol/h 5758.831kmol/h 33.28949.9335工艺数据气相质量流量 液相质量流量 塔径 气相总传质单元数气相总传质单元高度填料层高度填料层压降3815.180103774.13461.2m 6.3650.524m 5m 931pa填

41、料塔附件除沫器 液体分布器 填压紧装置 填料支承板 液体再分 布器 丝网式 二级槽式 丝网压板 分块栅板 升气管式(五(五、小结为期五天的课程设计结束了。在这周的学习中,我学到了很多, 也找到了自己身上的不足。感受良多,获益匪浅。课程设计是理论联系实际的桥梁,让我体会到了工程实际问题的 复杂性,使我们对环境工程设计的基本知识有了更深一层的理解, 对 化学工程的过程设计及设备的选择有了一个深层次的锻炼, 对实际操 作加深了理解, 使我懂得了理论与实际相结合是很重要的, 只有理论 知识是远远不够的, 只有把所学的理论知识与实践相结合起来, 从理 论中得出结论, 才能真正为社会服务, 从而提高自己的

42、实际动手能力 和独立思考的能力。几天里本人严格按照老师的要求合理安排时间, 与同学一起借阅 相关材料,研读老师下发的任务书,理解其目的后查找数据、分析数 据、设计计算及校核有关数据,选定类型,画图,完成个人总结。 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;通过本课程设计的实践及其前后准备与总结, 复习了环境工程原 理课堂上所学的吸收知识, 更深入领会了吸收方法在实际工程中应用 的意义,巩固了吸收知识中气液相平衡的计算、塔径计算,填料层高 度计算等。除此之外,通过与同学沟通、相互学习,提高了个人查阅 资料的能力, 学到了更多课堂上学不到的详细知识, 体会了几门课程知识点的融汇贯通。这次设计让我更贴切的了解了本专业工作的内 容, 也为自己再次重新的深入学习环境工程原理这门学科提供了一个 动力。 这次设计使我对吸收塔设计过程中所遇到的问题也有了一个更 深的理解, 对课程设计的过程有了清楚的了解, 为以后的课程设计及 工作奠定了一定的基础。回想设计的伊始,困难重重,重来没有做过类似严谨的设