(完整版)填料吸收塔毕业课程设计.doc

一 设计任务书 （一）设计题目 水吸收 SO2过程填料吸收塔的设计：试设计一座填料吸收塔，用于脱除焙烧炉送出的混合气体 ( 先冷却 ) 中的 SO2，其余为惰性组分，采用清水进行吸收。 混合气体的处理量 m3h 2000 混合气体 SO2 含量（体积分数） 10% SO的回收率不低于 97% 2 吸收剂的用量与最小用量之比 1.3 （二）操作条件 1）操作压力 常压 2）操作温度 25℃ （三）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）填料层压降的计算； 4）液体分布器简要设计； 5）吸收塔接管尺寸计算； 6）绘制吸收塔设计条件图； 7）对设计过程的评述和有关问题的讨论。 设计方案简介 2.1 方案的确定 用水吸收 SO2 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。因用水作为吸收剂，且 SO2 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 SO2 的过程，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。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。 2.3 设计步骤 本课程设计从以下几个方面的内容来进行设计 （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。 三 、工艺计算 3.1 基础物性数据 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纯水的物性数据。由手 册查得， 25℃时水的有关物性数据如下： 密度为 ρ L=997.1 kgm 3 粘度为 μ L=0. Pa ·s= 3.2173 kg(m·cm=932731 kg=0.08 m3m·=（Lw） minat=0.08 ×132.5=10.6m3 m2·cm = 427680 2 kg=0.785×1. 1 ×140=132.9≈133 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 。 分布点采用三角形排列，实际设计布点数为n=132 点. 图二 槽式液体分布器二级槽的布液点示意图 3）布液计算 由重力型液体分布器布液能力计算 由 3 式中 Ls——液体流量， ms； n——开孔数目 ( 分布点数目 ) ； φ ——孔流系数，通常取 φ ＝0.55 ～0.60 ； d0——孔径， m ； △H——开孔上方的液位高度， m。 取 =0.60 ， =160mm, d0  0.5 4LS n 2g H 0.5 4 68188.94/ 997.1 3600 则 3.14 132 0.6 2 9.81 0.16 0.0131m 设计取 液体分布器的安装一般高于填料层表面 150~300 mm (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 0.7~0.8 ，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 200 mm 左 右。 液体再分布器升气管式液体再分布器 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，塔中心处填料的不到好的润湿，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。 由于塔径为 1100mm，因此可选用升气管式再分布器， 分布外径 1180mm，升气管数 8。 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。常用填料支承板有栅板式和气体 喷射式。这里选用分块梁式支承板。 填料限定装置 为防止在上升气流的作用下填料床层发生松动或者跳动，需在填料层 上方设置填料压紧装置。 对于塑料散装填料，本设计选用创层限制板。 3．气体和液体的进出口装置 管道的 75