水吸收低浓度二氧化硫填料吸收塔设计

水吸取低浓度SO2填料吸取塔设计第一部份设计任务、根据和规定设计任务及操作条件一、混合气体（空气中含SO2气体的混合气体）处置量为90kmol/h二、混合气体构成：SO2含量为%（摩尔比例），空气为：%（mol/%）3、规定出塔净化气含SO2为：%（mol/%），H2O为：kmol/h4、吸取剂为水，不含SO2五、常压，气体入塔温度为25°C，水入塔温度为20设计内容一、设计方案的必定二、填料吸取塔的塔径、填料层高度及填料层压强的计算。3、填料塔附属构造的选型与设计。4、填料塔工艺条件图。H2O-SO2在常压20°Cxyxy气体与液体的物理性质数据气体的物理性质：气体粘度SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»气体扩散系数SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»气体密度SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»液体的物理性质：液体粘度SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»液体扩散系数SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»液体密度SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»液体表面张力SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»设计规定一、设计计算阐明书一份二、填料塔图（2号图）一张第二部份SO2净化技术和设备一、SO2的来源、性质及其危害：一、二氧化硫的来源二氧化硫的来源很普遍，几乎全部公司都要产生二氧化硫，最重要途径是含硫化石燃料的燃烧。大概一吨煤中含有5-50kg硫，一吨石油中含有5-30kg硫。这些燃料经燃烧都产生并排放出二氧化硫，占全部排放总量的96%.二氧化硫的来源涉及微生物活动，火山活动，丛林火灾和海水飞沫。重要有自然来源和人为来源两大类：自然来源主如果火山活动，喷出的火山气体中含有大量的二氧化硫气体，地质深处的天然硫元素在火山喷发进程中燃烧氧化为二氧化硫，随火山灰一路喷射到大气中。地球上57%的二氧化硫来自自然界，沼泽、洼地、大陆架等处所排放的硫化氢，进入大气，被空气中的氧氧化为二氧化硫。自然排放大概占大气中全数二氧化硫的二分之一，通过自然循环进程，自然排放的硫大致上是平衡的。人为来源则指在人类进行生产、生活活动中，运用含硫及其化合物的矿石进行燃烧，和硫矿石的冶炼和硫酸、磷肥纸浆的生产等产生的工业废气，从而使其中一部份或全数的硫以二氧化硫的形式排放到大气中，形成二氧化硫污染。这部份二氧化硫占地球上二氧化硫来源的43%。随着化石燃料消费量的不停增加，全世界觉得排放的二氧化硫在不停在增加，其中北半球排放的二氧化硫占人为排放总量的90%。我国的能源重要依靠煤炭和石油，而我国的煤炭、石油普通含硫量较高，因此，火力发电厂、钢铁厂、冶炼厂、化工厂和炼油厂排放出的大量二氧化硫和二氧化碳是造成我国大气污染的重要因素。由于我国部份地区燃用高硫煤，燃煤设备未能采用脱硫措施，致使二氧化硫排放量不停增加，造成严峻的环境污染。二、二氧化硫的性质物理性质：二氧化硫又名亚硫酸酐，英文名称：sulfurdioxide。无色气体，有强烈刺激性气味。分子量密度为m3（原则状况下），密度比空气大。溶解度：mL（25℃）熔点－℃（）沸点－10℃（263K）蒸汽压(2538mmHg，℃)易溶于水，在水中溶解度为%（25℃）；易容于甲醇和乙醇；容于硫酸、乙酸、氯仿和乙醚等。易液化（mp：－10℃）。化学性质：二氧化硫是一种酸性氧化物，它极易溶于水，其水溶液呈酸性，为亚硫酸水溶液。事实上，二氧化硫水溶液中成分为SO2·7H2O，仅含有微量的亚硫酸，可是亚硫酸盐含有亚硫酸根离子。所谓的亚硫酸水溶液能被空气逐步氧化成硫酸，其浓度越低氧化越快，并且一经加热就会有自行氧化。二氧化硫在完全燃烧干燥时几乎不与氧气发生反映，当在有初生态氧的燃烧环境下，或对二氧化硫与氧气的混合物进行放电，则有氧化反映发生。氧化性：SO2+2H2S=3S+2H2O；还原性：能被Cl2、Br2、I2、Fe3+、KMnO4、HNO3等强氧化剂氧化成高价态硫元素。SO2+X2+2H2O=H2SO4+2HX3、二氧化硫的危害二氧化硫对人体及动物健康的危害：主如果对眼角膜和上呼吸道粘膜的强烈刺激作用。其浓度与反映关系以下：毫克/立方米时无不良反映；毫克/立方米时，普遍感到上呼吸道及眼睛的刺激；毫克/立方米时，短时刻作用即可反射性的引发器官、支气管光滑肌收缩，使呼吸道阻力增加。普通觉得空气中二氧化硫浓度达毫克/立方米，对人体健康即为有危害，长久接触重要引发鼻、咽、支气管，嗅觉障碍和尿中硫酸盐增加。吸入高浓度二氧化硫，可引发支气管炎、肺炎，严峻时可发生肺水肿及呼吸中枢麻痹。二氧化硫进入呼吸道后，因其易溶于水，故大部份被阻滞在上呼吸道，在湿润的粘膜上生成含有侵蚀性的亚硫酸、硫酸和硫酸盐，使刺激作用增强。上呼吸道的光滑肌因有末梢神经感受器，遇刺激就会产生窄缩反映，使气管和支气管的管腔缩小，气道阻力增加。上呼吸道对二氧化硫的这种阻留作用，在必然程度上可减轻二氧化硫对肺部的刺激。但进入血液的二氧化硫仍可通过血液循环到达肺部产生刺激作用。二氧化硫进入血液可引发全身性毒作用，破坏酶的活性，影响糖及蛋白质的代谢；对肝脏有必然损害。液态二氧化硫可使角膜蛋白质变性引发视力障碍。二氧化硫与烟尘同时污染大气时，两者有协同作用。因烟尘中含有多个重金属及其氧化物，能催化二氧化硫形成毒性更强的硫酸雾。因加重其毒性作用。动物实验证明，二氧化硫慢性中毒后，机体的免疫受到明显克制。大量吸入可引发肺水肿、喉水肿、声带痉挛而致窒息。急性中毒：轻度中毒时，发生流泪、畏光、咳嗽，咽、喉灼痛等；严峻中毒可在数小时内发生肺水肿；极高浓度吸入可引发反射性声门痉挛而致窒息。皮肤或眼接触发生炎症或灼伤。慢性影响：长久低浓度接触，可有头痛、头昏、乏力等全身症状和慢性鼻炎、咽喉炎、支气管炎、嗅觉及味觉消退等。少数工人有牙齿酸蚀症。二氧化硫浓度为10～15ppm时，呼吸道纤毛运动和粘膜的分泌功效均能受到克制。浓度达20ppm时，引发咳嗽并刺激眼睛。若每天吸入浓度为100ppm8小时，支气管和肺部出现明显的刺激症状，使肺组织受损。浓度达400ppm时可令人产生呼吸困难。二氧化硫与飘尘一路被吸入，飘尘气溶胶微粒可把二氧化硫带到肺部使毒性增加3～4倍。若飘尘表面吸附金属微粒，在其催化作用下，使二氧化硫氧化为硫酸雾，其刺激作用比二氧化硫增强约1倍。长久生活在大气污染的环境中，由于二氧化硫和飘尘的联合作用，可促使肺泡纤维增生。若是增生范畴涉及普遍，形成纤维性病变，进展下去可使纤维断裂形成肺气肿。二氧化硫能够增强致癌物苯并（α）芘的致癌作用。据动物实验，在二氧化硫和苯并（α）芘的联合作用下，动物肺癌的发病率高于单个因子的发病率，在短时刻内即可诱发肺部扁平细胞癌。二氧化硫对植物的危害：大气中含二氧化硫太高，对叶子的危害第一是对叶肉的海绵状软组织部份，第二是对栅栏细胞部份。侵蚀开始时，叶子出现水渗入现象，专门是介于叶边和叶脉之间的部份损害特别严峻。干燥后，受影响的叶脸部份呈白色或乳白色。若是二氧化硫的浓度为（）×SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»，并持续几天后，就会对敏感性植物产生慢性损害。二氧化硫直接进入气孔，叶肉中的植物细胞使其转化为亚硫酸盐，再转化成硫酸盐。当过量的二氧化硫存在时，植物细胞就不能尽快地把亚硫酸盐转化成硫酸盐，并开始破坏细胞构造。菠菜，莴苣和其它叶状蔬菜对二氧化硫最为敏感。棉花和苜蓿也都很敏感。松针也受其影响，不管叶尖或是整片针叶都会变成褐色，并且很脆弱。二氧化硫对建筑物及其它的危害：大气中的二氧化硫及其生成的酸雾、酸滴等，能使金属表面产生严峻的侵蚀，使纺织品、纸品、皮革制品等侵蚀破损，使金属涂料变质，减少其保护效果。造成金属侵蚀最为有害的污染物普通是二氧化硫，已观察到都市大气中金属的侵蚀率约是农村环境中侵蚀率的倍。温度特别是相对湿度皆明显影响着侵蚀速度。含硫物质或硫酸会侵蚀多个建筑材料，如石灰石、大理石、花岗岩、水泥砂浆等，这些建筑材料先形成较易溶解的硫酸盐，然后被雨水冲洗掉。尼龙织物，特别是尼龙管道等，其老化显然是由二氧化硫或硫酸气溶胶造成的。长久的酸雨作用还将对土壤和水质产生不可估计的损失，对生态环境会产生严峻的影响。二、SO2的净化技术：二氧化硫不仅在大气中形成酸雨，造成空气污染，并且严峻侵蚀锅炉尾部设备，影响生产和安全运行。电站锅炉是我国二氧化硫的重要排放源，它的特点是烟气量大，SO2浓度低，综合运用难度大。在电站烟气脱硫的运行费中，脱硫剂的费用占有很高比例。我国发电用煤的平均含硫量高达%，因此，电站烟气脱硫对我国来讲更为重要。控制SO2排放的工艺按其在燃烧进程中所处位置可分为燃烧前、燃烧中和燃烧后脱硫三种。燃烧前脱硫主如果洗煤、煤的气化和液化。洗煤可用作脱硫的辅助手腕，经济合用的煤气化和液化技术在进一步开发当中。就燃烧中脱硫的型煤和循环流化床燃烧来讲，燃用型煤比直接燃用原煤节煤又干净，较多用于中小锅炉上。现在应用的脱硫方式，大致可分为两类，即干法脱硫和湿法脱硫。干法脱硫：该法是用粉状、粒状吸取剂，吸附剂或催化剂去除废气中的二氧化硫。干法的最大优点是治理中无废水、废酸排出，减少了二次污染；缺点是脱硫效率低，设备庞大，操作规定高。湿法脱硫：该法是采用液体吸取剂如水或碱溶液洗涤含二氧化硫的烟气，通过吸取去除其中的二氧化硫，湿法脱硫所用设备较简朴，操作容易，脱硫效率较高。但脱硫后烟气温度减少，于烟囱排烟扩散不利。由于运用不同的吸取剂可获得不同的副产物而加以运用，因此湿法是全国研究最多的方式。湿法脱硫效率较高，并且设备简朴，操作运行方便，运行本钱低，产生的副产物如硫酸盐和压硫酸盐，可回收运用，作为工业原料。因此在本设计当选用湿法脱硫。三、吸取设备：板式塔与填料塔的比较普通为了强化吸取进程，减少设备的投资和运行费用，规定吸取设备应知足下列大致规定：气液之间应有较大的接触面积和必然接触时刻；分离效率高；操作稳固，弹性大；对气体的阻力小；构造简朴，制作维修方便，造价低廉；对应的抗侵蚀能力和防堵塞能力。经常运用的吸取设备有喷淋塔、填料塔、板式塔、湍流塔、鼓泡塔等。这里咱们重要比较板式塔和填料塔各自的特点：板式塔内沿塔高装有若干层塔板(或称塔盘)，液体靠重力作用由顶部逐板流向塔底，并在各块板面上形成流动的液层；气体则靠压强差推动，由塔底向上依次穿过各塔板上的液层而流向塔顶。气、液两相在塔内进行逐级接触，两相的构成沿塔高呈阶梯式转变。

填料塔内装有多个形式的固体填充物，即填料。液相由塔顶喷淋装置分布于填料层上，靠重力作用沿填料表面流下；气相则在压强差推动下穿过填料的间隙，由塔的一端流向另一端。气、液在填料的润湿表面上进行接触，其构成沿塔高持续地变化。

现在在工业生产中，当解决量大时多采用板式塔，而当解决量较小时多采用填料塔。蒸馏操作的规模往往较大，所需塔径常达一米以上，故采用板式塔较多；吸取操作的规模普通较小，故采用填料塔较多。板式塔与填料塔的比较项目塔型备注板式塔填料塔造价Ф600下列，安装较困难普通填料塔Ф800下列造价普通较板式塔便宜，直径大则昂贵由于填料塔造价随体积几乎正比的增大，单位体积造价减少分离效率每块塔板的效率较稳定，大塔效率比小塔效率有所提高工业塔等板高度与板式塔差不多，但塔径增大效率下降，高效填料能够达成高的分离效率，有助于塔高减少生产能力允许空塔速度较高，生产能力较大允许空塔速度较高，生产能力较小压降压降较大压降小，特别是丝网填料操作弹性浮阀，泡罩等含有大的操作弹性操作弹性较小填料塔采用鲍尔环等操作弹性有了扩大液气比L/V的范畴液气比的适应范畴大小的L\V时，分离效率差版式塔中，即使L小，仍能保持一定液层，填料塔中喷淋密度太小，就不能充足润湿清洗的方便性清洗较方便清洗费时对腐蚀介质的适应性因构造复杂，较难用防腐蚀材料制作，但无溢流栅板塔等能够易用防腐蚀材料制作塔中持液量持液量大持液量小，特别是高效丝网填料有助于精密分离塔中换热的可能性能够实现困难材料规定普通用金属材料制作可用非金属耐腐蚀材料安装维修较容易较难重量较轻重按照板式塔与填料塔的特点比较，和按照设计的条件和规定，本次设计应采用填料塔最为适合。四、填料塔的构造：示用意填料塔也是一种重要的气液传质设备。它的构造很简朴，在塔体内充填必然高度的填料，其下方有支承板，上方为填料压板及液体散布装置。液体自填料层顶部份散后沿填料表面流下而润湿填料表面；气体在压强差推动下，通过填料间的间隙由塔的一端流向另一端。气液两相间的传质普通是在填料表面的液体与气相间的界面上进行的。

塔壳可由陶瓷、金属、玻璃、塑料制成，必要时可在金属筒体内衬以防腐材料。为确保液体在整个截面上的均匀分布，塔体应含有良好的垂直度。

填料塔不仅构造简朴，并且有阻力小和便于用耐腐材料制造等优点，特别对于直径较小的塔、解决有腐蚀性的物料或规定压强降小的真空蒸馏系统，填料塔都体现出明显的优越性。另外，对于某些液气比甚大的蒸馏或吸取操作，若采用板式塔，则降液管将占用过多的塔截面积，此时也宜采用填料塔。重要构造以下所示：重要构造作用重要规定外壳操作系统与环境的隔离界面要含有一定的强度，需要时应能耐腐蚀填料气液两相的接触元件，实现过程操作的核心构造含有一定的强度，比表面积大，空隙率大，可使气、液的解决量大气体压力减少填料支承支承填料，并使气流分布均匀自由截面积大，应>=65%。强度大液体分布器使液体均匀地喷淋在填料上喷洒均匀，防堵再分布器为避免液体的壁流效应，填料层需要分段，在段间使液体集中再重新分布喷洒均匀，截面积大，拉西环分段每段不超出4m，其它填料不超出5~6m除雾器避免气速过大，在塔顶出塔的气体中带出大量液体除雾效率高，压力降小构造示用意以下所示：SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»五、工艺流程及工艺流程图气体从填料塔的下端由鼓风机1鼓入，吸取液由填料塔上端进入从塔底流出，进行充足的接触、吸取。送入贮液槽2中加药、沉淀，然后被水泵打到进水管，循环进行吸取。在进水管处装有转子流量计4，测量进液管中吸取液的流量。SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»第三部份吸取塔的工艺计算（L、ΔP、D、H）一、吸取剂用量的计算（最小液气比）由原始数据已知：入口气体量y1=﹪；出口气体量y2=﹪低浓度吸取时：Y1=y1Y2=y2入口液体不含二氧化硫因此x2=0SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»由H2O─SO2在常压20oC的平衡数据，得X1SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»=SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»=SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»=SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»=低浓度时有GSKIPIF1<0«SkipRecordIf...»≈G=90kmol/h吸取剂的最小用量：SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»=SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»×G=×90=（kmol/h）L=～SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»，取L=SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»吸取剂实际用量为L=×=（kmol/h）逆流吸取塔操作示用意以下：YYXX1Y1X2Y2X：表达水中含有溶质的摩尔分数Y：表达空气中含有溶质气体的摩尔分数二、气液相进出口构成一、气相入口构成构成入口质量流速（kg/h）质量比例(Wt%)摩尔流量(kmol/h)摩尔比例(mol%)空气SO2H2O∑10090100二、气相出口构成构成出口质量流速（kg/h）质量比例(Wt%)摩尔流量(kmol/h)摩尔比例(mol%)空气SO2H2O∑1001003、液相入口构成组成入口质量流量（kg/h）质量比例(Wt%)摩尔流量(kmol/h)摩尔比例(mol%)SO2H2O100100∑1001004、液相出口构成构成出口质量流速（kg/h）质量比例(Wt%)摩尔流量(kmol/h)摩尔比例(mol%)SO2H2O∑100100三、填料的选择填料是填料塔的核心。填料塔操作性能的好坏，与所选用的填料有直接关系。填料的种类诸多，可分为实体填料和网体填料两大类。前者有拉西环、鲍尔环、鞍形、波纹填料等。塔填料的选择是填料塔设计重要的环节之一。塔设备内装入填料的目的是增加两种介质的接触表面积，从而增进传质进程的进行。良好的填料，应含有下列特性：单位容积的重量要小(其数值成为容重，按照填料的堆积方式，即乱堆或整砌而不同)，如此可使塔设备的自重减低，基础的负荷减轻.这一特性常以符号SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»(公斤力/米SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»)表达之。比表面积要大(其数值也因填料的堆砌方式而不同)，比表面积就是单位体积填料的总表面积，常以a(米SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»/米SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»)表达之.比表面积大即意味着气液的接触表面大，有助于传质的进行;亦即操作时可允许较高的气、液体的流速.但必需注意填料的真正气液接触表面，并非必然与比表面积成正比例，而决定于喷淋液所实际润湿的表面，且也和喷淋液在填料层中的散布有关。间隙体积要大(其数值也因填料的堆积方式而不同)，间隙体积亦称自由体积，就是单位体积填料中的总间隙量，常以V(米SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»/米SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»)表达之。要有较高的间隙率。单位体积填料层所含有的间隙体积称为填料的间隙率。以ε表达，其单位为m3/m3。普通说来，填料的间隙率多在～范畴之内。当填料的间隙率较高时，气、液通过能力大且气流阻力小，操作弹性范畴较宽。制造容易，价钱低廉。含有化学耐蚀性。含有足够的机械强度，不易破裂，否则损耗变，检修频繁，增加操作费用。填料的几何特性数据：填料的几何特性数据重要涉及比表面积、间隙率、填料因子等，是评价填料性能的大致参数。填料性能的好坏普通按照效率、通量及压降三要素衡量。在相似的操作条件下，填料的比表面积越大，气液散布越均匀，表面的润湿性能越好，则传质效率越高；填料的间隙率越大，构造越开敞，则通量越大，压降亦越低。填料名称特性拉西环填料拉西环填料是最早提出的工业填料，其构造为外径与高度相等的圆环，可用陶瓷、塑料、金属等材质制造。拉西环的缺点是构造不敞开，有效空隙率比实际空隙率小得多，故压力降较大；布液能力差，堆放后整个床层不易宜均匀；向壁偏流严重。鲍尔环填料鲍尔环是在拉西环的基础上改善而得。其构造为在拉西环的侧壁上开出两排长方形的窗孔，被切开的环壁的一侧仍与壁面相连，另一侧向环内弯曲，形成内伸的舌叶，诸舌叶的侧边在环中心相搭，可用陶瓷、塑料、金属等材质制造。鲍尔环由于环壁开孔，大大提高了环内空间及环内表面的运用率，气流阻力小，液体分布均匀。与拉西环相比，含有生产能力大、阻力低、效率高、操作弹性大等特点。在普通状况下，同样压降时，解决量能够比拉西环大50%以上；同样解决量时，压降可对应减少；传质效率可提高20%左右，故鲍尔环是现在合用于工业大塔的一种良好填料。阶梯环填料阶梯环是今年来新发展的填料。阶梯环是对鲍尔环的改善。与鲍尔环相比，阶梯环高度减少了二分之一，并在一端增加了一种锥形翻边。由于高径比减少，使得气体绕填料外壁的平均途径大为缩短，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，并且使填料之间由线接触为主变成以点接触为主，这样不仅增加了填料间的空隙，同时成为液体沿填料表面流动的聚集分散点，能够增进液膜的表面更新，有助于传质效率的提高。阶梯环的综合性能优于鲍尔环，成为现在所使用的环形填料中最为优良的一种。弧鞍填料弧鞍填料属鞍形填料的一种，其形状犹如马鞍，普通采用瓷质材料制成。弧鞍填料的特点是表面全部敞开，不分内外，液体在表面两侧均匀流动，表面运用率高，流道呈弧形，流动阻力小。其缺点是易发生套叠，致使一部分填料表面被重叠，填料表面不能得以充足运用，在流体力学和传值性能方面均不如弧鞍填料。弧鞍填料强度较差，容易破碎。现在国内这种填料使用较少。矩鞍填料将弧鞍填料两端的弧形面改为矩形面，且两面大小不等，即成为矩鞍填料。矩鞍填料堆积时不会套叠，液体分布较均匀；强度也较好。它的流体阻力小，解决物料能力大，传质效率高，比鲍尔环制造方便，是一种性能良好的填料。环矩鞍填料环矩鞍填料(国外称为Intalox)是兼顾环形和鞍形构造特点而设计出的一种新型填料，该填料普通以金属材质制成，故又称为金属环矩鞍填料。环矩鞍填料将环形填料和鞍形填料两者的优点集于一体，其综合性能优于鲍尔环和阶梯环，是工业应用最为普遍的一种金属散装填料。共轭环共轭环是华南理工大学开发的一种新型填料，是一种高效散堆填料，这种填料的特点是：①在塔内堆放时不会发生沿轴向重叠。②其内肋构造呈共轭形状，在塔内堆放时很均匀，故使液体在填料表面上的分布均匀。③相邻填料的内肋与表面接触的点多，能够加速液体的聚散和表面更新。以上特点使共轭环对流体的阻力小，而提供气、液相接触的表面大，从而改善了填料的流体力学和传质性质。制造共轭环填料所需金属和塑料用量在相似传质单元高度及塔径下比现在工业上使用的多个国产散堆填料用量少。填料的选择是一种复杂的问题：1）.填料用材的选择：设备操作温度低，塑料能长久操作无变形，体系对塑料无溶胀的情形下可考虑塑料，因其价钱低廉，性能良好，有较好的耐侵蚀性。而陶瓷填料普通用于侵蚀性介质，金属填料普通耐高温，但价钱昂贵。是水吸取低浓度SOSKIPIF1<0«SkipRecordIf...»，介质含有轻微侵蚀性，因此本次课程设计用陶瓷填料。2）.填料类型的选择：要在众多的填料当选出最适宜的塔填料，须对这些填料在规定的工艺条件下，做出全方面的技术经济评价。由于乱堆填料较规则填料经济，因此本次课程设计采用乱堆填料法。对于不同类型的乱堆填料，同样的尺寸、材质的鲍尔环在同压降、处置量比拉西环达50%以上，效率高出30%以上。可是，本次课程设计的处置量较小，用鲍尔环浪费，因此本次课程设计选用拉西环。3）.填料尺寸的选择：普通来讲，填料尺寸小，单位堆积体积的数量增加，填料层的比表面积增大而间隙减小，气体的流动阻力对应增加。实践证明，塔径与材料外径的适合比值有一种限值，瓷拉西环为20-30。拉西环填料是最古老、最典型的一种填料。由于它构造简朴，制造容易，价钱低廉，性能数据较齐全和机械强度高，因此，长久以来，即使它存在严峻缺点，但仍受厂家欢迎，沿用至今。综上考虑，本次课程设计用的填料是：瓷拉西环Dg25。其：外径d=25mm比表面积at=190(mSKIPIF1<0«SkipRecordIf...»/mSKIPIF1<0«SkipRecordIf...»)间隙率SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»(mSKIPIF1<0«SkipRecordIf...»/mSKIPIF1<0«SkipRecordIf...»)堆积密度SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»=505(kg/mSKIPIF1<0«SkipRecordIf...»)临界表面张力σL=61(dyn/cm)=×10SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»(N/m)湿填料因子SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»=400(1/m)四、吸取塔的塔径和压强的计算：一、塔径的计算：液相的质量流速WSKIPIF1<0«SkipRecordIf...»=h气相的质量流速WSKIPIF1<0«SkipRecordIf...»=h气体的密度ρG=mSKIPIF1<0«SkipRecordIf...»液相的密度ρL=998.2kg/mSKIPIF1<0«SkipRecordIf...»埃克特通用关联图的横坐标X=WSKIPIF1<0«SkipRecordIf...»SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»WSKIPIF1<0«SkipRecordIf...»SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»=SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»=查乱堆填料塔液泛速度通用关联图，横坐标X=的纵坐标为Y=纵坐标公式Y=SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»式中：SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»=400mSKIPIF1<0«SkipRecordIf...»/mSKIPIF1<0«SkipRecordIf...»SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»为液体校正系数，水的密度和液体的密度之比将各项数据代入公式经计算，得液泛气速Vf==s实际气速取泛点气速的50%～80%，取65%操作气速V=Vf·70%=×65%=s气体处置量Qv=SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»=SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»=（m3/h）=(mSKIPIF1<0«SkipRecordIf...»/s)塔径DT=SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»=SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»=圆整为DT=则塔截面面积A=SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»=SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»=（m2）由DT=，计算实际操作的空塔气速：V=SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»=SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»=0.0.506m/s安全系数SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»=SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»==%范畴在50%～80%，因此符合规定计算最小喷淋密度，因填料尺寸不大于75mm，故取(LSKIPIF1<0«SkipRecordIf...»)SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»=0.08mSKIPIF1<0«SkipRecordIf...»/(m﹒h)LSKIPIF1<0«SkipRecordIf...»=(LSKIPIF1<0«SkipRecordIf...»)SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»﹒aSKIPIF1<0«SkipRecordIf...»=×190=15.2mSKIPIF1<0«SkipRecordIf...»/(mSKIPIF1<0«SkipRecordIf...»﹒h)操作条件下的喷淋密度为：L=SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»=24.02mSKIPIF1<0«SkipRecordIf...»/(mSKIPIF1<0«SkipRecordIf...»﹒h)>15.2mSKIPIF1<0«SkipRecordIf...»/(mSKIPIF1<0«SkipRecordIf...»﹒h)校核SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»=SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»=48>30能够避免避流现象 二、压降的计算为求压降，需找出设计气速V下的纵坐标Y现Y与YSKIPIF1<0«SkipRecordIf...»的不同仅是气速不同Y=YSKIPIF1<0«SkipRecordIf...»(SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»)SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»=×(SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»)SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»=查关联图Y=，X=，点处得：SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»=392Pa/m 五、吸取塔塔高的计算：h=HOG×NOG1、气相总传质单元数：NOG=由定积分的几何意义，通过图解法求得曲线下的面积。环节：（1）先求出操作线方程；（2）在y1与y2之间任意取定y值，通过操作线方程获得x；（3）查“H2O—SO2在常压20℃下的平衡数据”得ye；（4）求出的值。求解进程：(1)低浓度气体吸取的操作线方程：y=SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»x+(ySKIPIF1<0«SkipRecordIf...»-SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»xSKIPIF1<0«SkipRecordIf...»)代入数据得：y=SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»x+SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»×0)=+在y1与y2之间任意取定y值，通过操作线方程获得xx0y0xy用坐标纸，图解法(以y为横坐标，觉得纵坐标，在座标纸上作图)SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»由定积分的几何意义，得：NOG==SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»计量小格的数量，不满半格不计，超出半格的按一格计，共4092个格，则可求出NOG=。二、气相总传质单元高度SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»的计算(可通过实际测量和关联式计算等方式实现).(1)传质系数关联式：恩田模型及修正公式单位不换算成国标单位。在恩田式中：填料的润湿表面积aw=有效比表面积aSKIPIF1<0«SkipRecordIf...»式中：填料的润湿表面积aw=_m2/m3填料的比表面积aSKIPIF1<0«SkipRecordIf...»=190m2/m3液体的质量流量L=kg/（m2﹒h）填料材质的临界表面张力σL=61dyn/cm(陶瓷)液体的表面张力σ=73dyn/cm=×10SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»kg/hSKIPIF1<0«SkipRecordIf...»液体的粘度uLSKIPIF1<0«SkipRecordIf...»Kg/(m﹒h)重力加速度g=*108m/h2代入数据得：SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»=1-exp×(SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»)SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»×(SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»)SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»×(SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»)SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»×(SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»)SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»=aSKIPIF1<0«SkipRecordIf...»=0.69aSKIPIF1<0«SkipRecordIf...»=×190=131.1mSKIPIF1<0«SkipRecordIf...»/mSKIPIF1<0«SkipRecordIf...»(2)气相传质系数公式：SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»式中：气体的质量流量V=kg/(m2/h气体粘度μG=kg/(m•h)气体扩散系数DG=s液体扩散系数DL=SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»m2/sR=(kmol*K)气体密度SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»=m3温度T=298K填料的环状修正系数Ψ=1(拉西环)代入数据计算得；kSKIPIF1<0«SkipRecordIf...»=×(SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»)SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»×(SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»)SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»×(SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»)×1SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»=(kmol/mSKIPIF1<0«SkipRecordIf...»﹒h﹒kpa)(3)液相传质系数公式：SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»式中：液体粘度μL=SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»kg/(m•h)SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»=×(SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»)SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»×(SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»)SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»×(SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»)SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»×1SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»=当V≥50%Vf时，须对上两式求出的kL、kG进行修正实际气速V=s，则V=SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»VSKIPIF1<0«SkipRecordIf...»=%，VSKIPIF1<0«SkipRecordIf...»>50%Vf，因此需对kL、kG进行修正：xSKIPIF1<0«SkipRecordIf...»=1+(SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»=1+SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»=xSKIPIF1<0«SkipRecordIf...»=1+(SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»=1+SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»=因此：kSKIPIF1<0«SkipRecordIf...»·a=xSKIPIF1<0«SkipRecordIf...»kSKIPIF1<0«SkipRecordIf...»·aSKIPIF1<0«SkipRecordIf...»=××=kSKIPIF1<0«SkipRecordIf...»·a=xSKIPIF1<0«SkipRecordIf...»kSKIPIF1<0«SkipRecordIf...»·aSKIPIF1<0«SkipRecordIf...»=××=按照SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»=SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»+SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»其中SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»代入数据得：SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»=SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»+SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»即得kSKIPIF1<0«SkipRecordIf...»a=HSKIPIF1<0«SkipRecordIf...»=SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»=SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»=SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»=×=2.590m安全系数为～，取，则实际填料高度h=×=圆整为：h=4m，不需要分层压降△P=392kPa/m×4m=1568kPa第四部份填料塔的设计计算一、塔体的构成：填料塔由塔底段、吸取段、塔帽三部份构成。一、塔底段（进气段、贮液槽段）塔底段的重要组件有：进气管、贮液槽、进液管、供水管、放空管、维修人孔、窥视镜（一对）二、吸取段吸取段的重要组件有：支承板、填料、维修人孔、气液再散布器、填料投加口、进液管、布水器、除雾板3、塔帽：排气管二、塔体各部份的设计计算：一、塔底段（进气段、贮液槽段）H1（1）贮液槽：贮液槽的重要作用是贮存吸取液，在吸取液循环的进程中能够起到一种缓冲的作用，使吸取液的流量均匀。在贮液槽中能够对吸取液进行加药，去除吸取液中的二氧化硫，使吸取液能够循环运用。取有效液面高度SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»=700mm（500-1000mm）则贮液槽的容积为：V=SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»=SKIPIF1<0«SkipRecordIf...»=（2）进气管：进气管管径的选用，影响到气体进入时的流速，选用较小的管径，气体流速大，无益于气体在气体散布器上的散布；选用较大管径，气体流速较小，有助于气体在塔内的均匀散布，使气液结合充足。普通可将进气管做成斜切口以改善气体散布或采用较大管径使其流速减少，达成气体散布均匀的目的。对于直径米的塔，管的结尾可做成向下的喇叭行扩大口。对于更大的塔，应考虑盘管式散布构造。进气管直径250mm(250-300mm)进气管中心线距支承板下表面距离350mm进气管中心线距贮液槽液面高度350mm(300-350mm)进气管口的半径为155mm（3）进液管：进液管中心线与有效液面相平。进液管直径：100mm（中心线与液面持平）（4）设于气液进出口或塔底和塔釜，通过维修人孔能够对塔内进行维修维修人孔直径500mm（500-600mm）外部长100mm维修人孔中心线距塔底高度700mm（5）放空管：通过放空管能够去除操作进程中产生的废渣放空管直径150mm（100-150mm