二氧化硫吸收塔課程設(shè)計

1、1設(shè)計要求書設(shè)計要求書設(shè)計題目設(shè)計題目 處理量為2400m3/h水吸收二氧化硫填料吸收塔的設(shè)計設(shè)計題目一原始數(shù)據(jù)及條件設(shè)計題目一原始數(shù)據(jù)及條件 1.生產(chǎn)能力：混合氣（SO2空氣）的處理量2400m3/h；2.進塔混合氣中SO2的含量 5%（摩爾分數(shù)）；3.吸收率：95%；4.以清水為吸收劑；5.平衡線方程：Y = 66.7888X1.163726.操作壓力：常壓（101325Pa）；7.吸收溫度：20；（注：吸收過程視為等溫吸收過程。）8.吸收劑的用量為最小用量的 1.5 倍。設(shè)計任務(wù)設(shè)計任務(wù)完成填料吸收塔的工藝設(shè)計及有關(guān)附屬設(shè)備的設(shè)計和選用，繪制填料塔系統(tǒng)帶控制點的工藝流程圖及填料塔的設(shè)計條

2、件圖，編寫設(shè)計說明書。2目錄設(shè)計要求書設(shè)計要求書.1設(shè)計題目.1設(shè)計題目一原始數(shù)據(jù)及條件.1設(shè)計任務(wù).1第 1 章 概述.31.1 吸收塔的概述.31.2 吸收設(shè)備的發(fā)展.31.3 吸收過程在工業(yè)生產(chǎn)上應用.4第第 2 章章 設(shè)計方案設(shè)計方案.42.1 吸收劑的選擇.42.2 吸收流程的確定.62.3 吸收塔設(shè)備的選擇.72.4 吸收塔填料的選擇.7第第 3 章章 吸收塔的工藝計算吸收塔的工藝計算.103.1 物料衡算.103.1.1 液相物性數(shù)據(jù).103.1.2 氣相物性數(shù)據(jù).113.1.3 氣液相平衡數(shù)據(jù).113.1.4 物料衡算.113.2 填料塔的工藝尺寸的計算.133.2.1 塔徑的

3、計算.133.2.2 填料層高度計算.143.2.3 塔高度的確定.173.2.4 塔材料以及壁厚等的確定.173.2.5 填料層壓降的計算.18第第 4 章章 塔內(nèi)件及附屬設(shè)備的計算塔內(nèi)件及附屬設(shè)備的計算.194.1 液體分布器的計算.194.2 填料支撐板.204.3 填料壓緊裝置.214.4 液體除霧器.214.5 筒體和封頭的設(shè)計.224.6 人孔的設(shè)計.234.7 法蘭的設(shè)計.23符號說明.25英文字母.26下標.27希臘字母.27參考文獻.283第第 1 章章 概述概述1.11.1 吸收塔的概述吸收塔的概述氣體混合物的分離，是根據(jù)混合物中各組分間某種物理性質(zhì)和化學性質(zhì)的差異而進行的

4、。吸收作為其中一種，它的基本原理根據(jù)混合物各組分在特定的液體吸收劑中溶解度的不同，實現(xiàn)各組分分離的單元操作。實際生產(chǎn)中，除了少數(shù)情況只需單獨進行吸收外，一般需對吸收后的溶液繼以脫吸，使溶劑再生，循環(huán)使用。因此，除了吸收塔以外，還需與其他設(shè)備一道組成一個完整的吸收-脫吸流程。在設(shè)計上應將兩部分綜合考慮，才能得到較為理想的設(shè)計結(jié)果。作為吸收過程的工藝設(shè)計，其一般性問題是在給定混合氣體處理量、混合氣體組成、溫度、壓力以及分離要求的條件下，完成以下工作：(1) 根據(jù)給定的分離任務(wù)，確定吸收方案；(2) 根據(jù)流程進行過程的物料和熱量衡算，確定工藝參數(shù)；(3) 依據(jù)物料及熱量衡算進行過程的設(shè)備選型或設(shè)備設(shè)

5、計；(4) 繪制工藝流程圖及主要設(shè)備的工藝條件圖；(5) 編寫工藝設(shè)計說明書。(6) 1.2 吸收設(shè)備的發(fā)展1.21.2 吸收設(shè)備的發(fā)展吸收設(shè)備的發(fā)展吸收操作主要在填料塔和板式塔中進行，尤以填料塔的應用較為廣泛。填料吸收塔是化學工業(yè)中最常用的氣液傳質(zhì)設(shè)備之一。它具有結(jié)構(gòu)簡單、便于用耐腐蝕材料制造以及壓降小等優(yōu)點，采用新型高效填料可以獲得很好的經(jīng)濟效果，常用于吸收、精餾等分離過程。其中塔填料的研究與應用已取得長足的發(fā)展：鮑爾環(huán)、階梯環(huán)、金屬環(huán)矩鞍等的出現(xiàn)標志散裝填料朝高通量、高效率、低阻力方向發(fā)展有新的突破；規(guī)整填料在工業(yè)裝置大型化和要求高分離效率的情況下倍受重視，已成為塔填料的重要品種。填料塔

6、仍處于發(fā)展之中，今后的研究方向主要是提高傳質(zhì)效率，同時考慮填料的強度、操作性能及使用上的通用因素并綜合環(huán)型、鞍型及規(guī)整填料的優(yōu)4點開發(fā)構(gòu)型優(yōu)越、堆積接觸方式合理、流體在整個床層均勻分布的新型填料。目前看來，填料的材質(zhì)以陶瓷、金屬、塑料為主，為滿足化工生產(chǎn)溫度和耐腐蝕要求，已開發(fā)了氟塑料制成的填料。填料塔的發(fā)展，與塔填料的開發(fā)研究是分不開的。除了提高原有填料的流體力學與傳質(zhì)性能外，還開發(fā)了效率高、放大效應小的新型填料。加上塔填料本身具有壓降小、持液量小、耐腐蝕、操作穩(wěn)定、彈性大等優(yōu)點，使填料塔開發(fā)研究達到了新的臺階。1.31.3 吸收過程在工業(yè)生產(chǎn)上應用吸收過程在工業(yè)生產(chǎn)上應用化工生產(chǎn)中吸收操作

7、廣泛應用于混合氣體的分離：凈化或精制氣體，混合氣體中去除雜質(zhì)。如用 K2CO3水溶液脫除合成氣中的，丙酮脫除石油裂解氣中的乙炔等。2CO制取某種氣體的液態(tài)產(chǎn)品。如用水吸收氯化氫氣體制取鹽酸?；旌蠚怏w以回收所需組分。如用汽油處理焦爐氣以回收其中的芳烴。工業(yè)廢氣處理。工業(yè)生產(chǎn)中所排放的廢氣中常含有 SO2，NO，NO2，HF等有害組分，組成一般很低，但若直接排入大氣，則對人體和自然環(huán)境危害都很大。因此排放之前必須加以處理，選用堿性吸收劑吸收這些有害的氣體是環(huán)保工程中最長采用的方法之一。5第第 2 章章 設(shè)計方案設(shè)計方案2.1 吸收劑的選擇吸收劑的選擇吸收劑的對吸收操作過程的經(jīng)濟性由十分重要的影響，

8、因此對于吸收操作，選擇適宜的吸收劑具有十分重要的意義。一般情況下，選擇吸收劑，著重考慮以下方面：（1）對溶質(zhì)的溶解度大所選的吸收劑對溶質(zhì)的溶解度大，則單位的吸收劑能夠溶解較多的溶質(zhì)，在一定的處理量和分離要求條件下，吸收劑的用量小，可以有效地減少吸收劑的循環(huán)量。另一方面，在同樣的吸收劑用量下液相的傳質(zhì)推動力大可以提高吸收效率，減小塔設(shè)備的尺寸。（2）對溶質(zhì)有較高的選擇性對溶質(zhì)有較高的選擇性即要求選用的吸收劑應對溶質(zhì)有較大的溶解度；而對其他組分則溶解度要小或基本不溶。這樣，不但可以減小惰性氣體組分的損失，而且可以提高解吸后溶質(zhì)氣體的純度 。（3）不易揮發(fā)吸收劑在操作條件下應具有較低的蒸氣壓，以避免

9、吸收過程中吸收劑的損失提高吸收過程的經(jīng)濟性。（4）再生性能好由于在吸收劑再生過程中一般要對其進行升溫或氣提等處理，能量消耗較大。因而，吸收劑再生性能的好壞對吸收過程能耗的影響極大。選用具有良好再生性能的吸收劑往往能有效地降低過程的能量消耗。（5）粘度和其他物性吸收劑在操作條件下的粘度越低，其在塔內(nèi)的流動性越好，有助于傳質(zhì)速率和傳熱速率的提高。此外，所選的吸收劑還應盡可能滿足無毒性、無腐蝕性、不易燃易暴、不發(fā)泡、冰點低，價廉易得以及化學性質(zhì)穩(wěn)定的要求。結(jié)合以上吸收劑選擇原則和考慮經(jīng)濟最優(yōu)原則，本設(shè)計采用水作為吸收劑：在水中的溶解度大、吸收推動力大、溶劑用量小、設(shè)備尺寸也?。凰膬r2SO格低廉，而

10、且水無毒性、無腐蝕性、不易燃易暴、不發(fā)泡、冰點低，水的揮發(fā)6性也比較低。本設(shè)計題目要求吸收劑用水。表 1 物理吸收劑和化學吸收劑的特性物理吸收劑化學吸收劑吸收容量（溶解度）正比于溶質(zhì)分壓吸收熱效應很小（近于等溫）常用降壓閃蒸解吸溶質(zhì)含量高而凈化度要求不太高的場合對設(shè)備腐蝕性小，不易變質(zhì)吸收容量對溶質(zhì)分壓不太敏感吸收熱效應顯著用低壓蒸汽氣提解吸溶質(zhì)含量不高而凈化度要求很高的場合對設(shè)備腐蝕性大，易變質(zhì)2.2 吸收流程的確定吸收流程的確定工業(yè)上有多種吸收流程，從所選吸收劑的種類看，有用一種吸收劑的一步吸收流程和用兩種吸收劑的兩步吸收流程；從所用的塔設(shè)備數(shù)量看，有單塔吸收流程和多塔吸收流程；從塔內(nèi)氣液

11、兩相的流向可分為逆流吸收流程，并流吸收流程等基本流程。此外，還有特定條件下的部分溶劑循環(huán)過程。（1）一步吸收流程和兩步吸收流程一步吸收流程一般用于混合氣體溶質(zhì)濃度較低，同時過程的分離要求不高，選用一種吸收劑即可完成吸收任務(wù)的情況。若混合氣體中溶質(zhì)濃度較高且吸收要求也高，難以用一步吸收達到吸收要求或者雖能達到吸收要求，但過程的操作費用較高，從經(jīng)濟性的角度分析不夠適宜時，可以采用兩步吸收流程。（2）單塔吸收流程和多塔吸收流程單塔吸收流程式吸收過程中的常用流程，如過程無特別需要，則一般采用單塔吸收流程。若過程的分離要求較高，使用單塔操作時，所需要的塔體過高，或采用兩步吸收流程時，則需要采用多塔流程。

12、（3）逆流吸收與并流吸收吸收塔或再生塔內(nèi)氣液相可以逆流操作也可以并流操作，由于逆流操作具有傳質(zhì)推動力大，分離效率高的顯著優(yōu)點，工業(yè)上如無特別需要，一般均采用逆流吸收流程。（4）部分溶劑循環(huán)吸收流程由于填料塔的分離效率受填料層上的液體噴淋量影響較大，擋液相噴淋量過小時，將降低填料塔的分離效率。因此當塔的液相負荷過小而難以充分潤濕7填料表面時，可以采用部分溶劑循環(huán)吸收流程，以提高液相噴林量，改善塔的操作條件。結(jié)合設(shè)計要求和以上流程選擇原則，在本設(shè)計中選擇單塔逆流的操作流程：吸收推動力大；吸收任務(wù)不大。2.3 吸收塔設(shè)備的選擇吸收塔設(shè)備的選擇對于吸收過程，一般具有操作液氣比大的特點，因而更適應于填料

13、塔。此外，填料塔阻力小、效率高、有利于過程節(jié)能。所以對于吸收過程來說，以采用吸收塔的多。本設(shè)計中二氧化硫氣體在水中的溶解度比較大，吸收效率高，設(shè)計題目也要求采用填料塔，所以本設(shè)計選用填料塔作為氣液傳質(zhì)設(shè)備。2.4 吸收塔填料的選擇吸收塔填料的選擇（1）填料種類的選擇填料種類的選擇要考慮分離工藝的要求，通?？紤]以下幾個方面。 傳質(zhì)效率 即分離效率，它有兩種表示方法：一是以理論級進行計算的表示方法，以每個理論級當量的填料層高度表示，即 HETP 值；另一是以傳質(zhì)速率進行計算的表示方法，以每個傳質(zhì)單元相當?shù)奶盍蠈痈叨缺硎?，?HTU值。在滿足工藝要求的前提下，應選用傳質(zhì)效率高，即 HETP（或 HT

14、U）值低的填料。對于常用的工業(yè)填料，其 HETP(或 HTU)值可由有關(guān)手冊或文獻中查到，也可以通過一些經(jīng)驗公式來估算。 通量 在相同的液體負荷下，填料的泛點氣速愈高或氣相動能因子愈大，則通量愈大，它的處理能力也愈大。因此，在選擇填料種類時，在保證具有較高傳質(zhì)效率的前提下，應選擇具有較高泛點氣速或氣相動能因子的填料。對于大多數(shù)常用填料，其泛點氣速或氣相動能因子可在有關(guān)手冊或文獻中查到，也可由一些經(jīng)驗式來估算。 填料層的壓降 填料層的壓降是填料的主要應用性能，壓降越低，動力消耗越低，操作費用越小。選擇低壓降的填料對熱敏性物系的分離尤為重要。比較填料層的壓降尤兩種方法：一是比較填料層單位高度的壓降

15、；另一是/p z比較填料層單位傳質(zhì)效率的比壓降 。填料層的壓降可用經(jīng)驗公式計算，/Tp N8亦可從有關(guān)圖標中查出。 填料的操作性能 填料的操作性能主要指操作彈性，抗污堵性及抗熱敏性等。所選填料應具有較大的操作彈性，以保證塔內(nèi)氣液負荷發(fā)生波動時維持操作穩(wěn)定。（2）填料規(guī)格的分類 散裝填料規(guī)格的分類 散裝填料的規(guī)格通常是指填料的公尺直徑。工業(yè)塔常用的散裝填料主要有 DN16、DN25、DN38、DN50、DN76 等幾種規(guī)格。同類填料，尺寸越小，分離效率越高；但阻力增加，通量減小，填料費用也增加很多。而大尺寸的填料應用于小直徑塔中，又會產(chǎn)生液體分布不良及嚴重的壁流，使塔的分離效率降低。因此，對塔徑

16、與填料尺寸的比值要有一定的規(guī)定。表 2 常用填料的塔徑與填料公稱直徑比值 D/d 的推薦值填料種類D/d 的推薦值拉西環(huán)鞍環(huán)鮑爾環(huán)階梯環(huán)環(huán)矩鞍D/d2030D/d15D/d1015D/d8D/d8 規(guī)整填料規(guī)格的分類 工業(yè)上常用規(guī)整填料的型號和規(guī)格的表示方法很多，國內(nèi)習慣用比表面積表示，主要有 125，150，250，350，500，700 等幾種規(guī)格，同種類型的規(guī)整填料，其表面積越大，傳質(zhì)效率越高，但阻力增加，通量減小，填料費用也明顯增加。選用時應從分離要求，通量要求，場地條件，物料性質(zhì)及設(shè)備投資，操作費用等方面綜合考慮，使所選填料既能滿足工藝要求，又具有經(jīng)濟合理性。應予指出，一座填料塔可以

17、選用同種類型，同一規(guī)格的填料，也可選用同種類型，不通規(guī)格的填料；可以選用同種類型的填料，也可以選用不同類型的填料，有的塔段可選用規(guī)整填料，而有的塔段可選用散裝填料。一的原則來選擇填料的規(guī)格。 填料材質(zhì)的分類設(shè)計時應靈活掌握，根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟統(tǒng)工業(yè)上，填料的9材質(zhì)分為陶瓷，金屬和塑料三大類。a） 陶瓷填料 陶瓷填料具有良好的耐腐蝕性及耐熱性，一般能耐除氫氟酸以外的各種無機酸，有機酸的腐蝕，對強堿介質(zhì)，可以選用耐堿配方制造的耐堿陶瓷填料。陶瓷填料因其質(zhì)脆，易碎，不易在高沖擊強度下使用，陶瓷填料價格便宜，具有很好的表面潤濕性能，工業(yè)上，主要用于氣體吸收，氣體洗滌，液體萃取等過程。b）金屬填料 金屬填料可

18、用多種材質(zhì)制成，金屬材質(zhì)的選擇主要根據(jù)物系的腐蝕性和金屬材質(zhì)的耐腐蝕性來綜合考慮。炭鋼填料造價低，且具有良好的表面潤濕性能，對于無腐蝕或低腐蝕性物系應優(yōu)先考慮使用；不銹鋼填料耐腐蝕性強，一般能耐除以外常見物系的腐蝕，但其造價較高，鈦材，特種合Cl金鋼材質(zhì)制成的填料造價極高，一般只在某些腐蝕性極強的物系下使用。金屬填料可制成薄壁結(jié)構(gòu)（0.21.0mm） ，與同種類型，同種規(guī)格的陶瓷，塑料填料相比，它的通量大，氣體阻力小，且具有很高的抗沖擊性能，能在高溫，高壓，高沖擊強度下使用，工業(yè)應用主要以金屬填料為主。c） 塑料填料 塑料填料的材質(zhì)主要包括聚丙烯（PP） ，聚乙烯（PE）及聚氯乙?。≒VC）等

19、，國內(nèi)一般多采用聚丙烯材質(zhì)。塑料填料的耐腐蝕性能好，可耐一般的無機酸，堿和有機溶劑的腐蝕。其耐溫性良好，可長期在 100以下使用，聚丙烯填料在低溫（低于 0）時具有冷脆性，在低于 0 的條件下使用要慎重，可選用耐低溫性能好的聚氯乙稀填料。塑料填料具有質(zhì)輕，價廉，耐沖擊，不易破碎等優(yōu)點，多用于吸收，解吸，萃取，除塵等裝置中。塑料填料的缺點是表面潤濕性能差，在某些特殊應用場合，需要對其表面進行處理，以提高表面潤濕性能。根據(jù)以上選擇，考慮到以下方面（1）選擇填料材質(zhì) 選擇填料材質(zhì)應根據(jù)吸收系統(tǒng)的介質(zhì)和操作溫度而定，一般情況下，可選用塑料，金屬，陶瓷等材料。對于腐蝕性介質(zhì)應采用相應的抗腐蝕性材料，如陶

20、瓷，塑料，玻璃，石墨，不銹鋼等，對于溫度較高的情況，應考慮材料的耐溫性能。（2）填料類型的選擇 填料類型的選擇是一個比較復雜的問題。一般來說，同一類填料塔中，比表面積大的填料雖然具有較高的分離效率，但是由于在同10樣的處理量下，所需要的塔徑較大，塔體造價升高。（3）填料尺寸的選擇 實踐表明，填料塔的塔徑與填料直徑的比值應保持不低于某一下限值，以防止產(chǎn)生較大的壁效應，造成塔的分離效率下降。一般來說，填料尺寸大，成本低，處理量大，但是效率低，使用大于 50mm 的填料，其成本的降低往往難以抵償其效率降低所造成的成本增加。所以，一般大塔經(jīng)常使用 50mm 的填料。表 3 填料尺寸與塔徑的對應關(guān)系塔徑

21、/mm填料尺寸/mmD300300D900D900202525385080塔徑與填料尺寸按照一定比值規(guī)定，階梯環(huán)的一端制成喇叭口形狀，因此，在填料層中填料之間成多點接觸，床層均勻且孔隙率大，往往可以降低流體空氣阻力，提高生產(chǎn)能力。采用塑料階梯環(huán) DN50 的填料。11第第 3 章章 吸收塔的工藝計算吸收塔的工藝計算3.1 物料衡算物料衡算3.1.1 液相物性數(shù)據(jù)液相物性數(shù)據(jù)對低濃度吸收過程，溶液的物性數(shù)據(jù)。由化工原理1查得 20時水的有關(guān)數(shù)據(jù)如下：密度： 3/2 .998mkgL粘度： =0.001LsmPasPa1表面張力： =72.67LmmN在水中的擴散系數(shù)： =1.472SOLD910

22、sm23.1.2 氣相物性數(shù)據(jù)氣相物性數(shù)據(jù)混合氣體的平均質(zhì)量： molgMiyMivm/75.302995. 007.6405. 0混合氣體的平均密度： 3/279. 1293314. 875.303 .101mkgRTPMVmVm混合氣體的粘度可近似取空氣的粘度，查化工原理1 20空氣粘度： sPa51081. 1查百度文庫在空氣中的擴散系數(shù)：2SO sm /1008. 1D25V3.1.3 氣液相平衡數(shù)據(jù)氣液相平衡數(shù)據(jù)查化工原理1得常壓下 20時 SO2在水中的亨利系數(shù)為：kPaPaE361055. 31055. 3相平衡常數(shù)： 04.353 .1011055. 33PEm12溶解度系數(shù)：

23、 )/(0156. 002.181055. 32 .99833mkPkmolEMHasL3.1.4 物料衡算物料衡算如下圖所示，全塔物料衡算是一個定態(tài)操作逆流式接觸的吸收塔，各個符號表示的意義如下：表 4 物料衡算示意圖V惰性氣體流量，kmol/h；L純吸收劑流量，kmol/h；Y1、Y2進出吸收塔氣體的摩爾比；X1、X2進出塔液體中溶質(zhì)質(zhì)量的摩爾比進塔氣體摩爾比：0526. 005. 0105. 01Y111yy出塔氣體摩爾比：00251. 005. 005. 0105. 005. 01222yyY進塔空氣相流量： V=hmol578.94)0526. 01 (202732734 .2224

24、00k該吸收塔過程屬最低濃度吸收，平衡關(guān)系為直線，最小液氣比可按下式計算，即：2max, 121minXXYYVL對于純?nèi)軇┪者^程，進塔液相組成： 02X由相平衡方程： 00150. 004.350526. 0X1max1,mY13最小液氣比： 39.3300150. 000251. 00526. 02max, 121minXXYYVL取操作液氣比： 085.5039.335 . 1minVLAVL吸收劑用量為： hkmolVLV/939.4736578.9439.335 . 15 . 1Lmin出塔吸收液濃度： 001. 0085.5000251. 00526. 002121YYLVXX3

25、.2 填料塔的工藝尺寸的計算填料塔的工藝尺寸的計算3.2.1 塔徑的計算塔徑的計算采用?？颂赝ㄓ藐P(guān)聯(lián)圖(如下圖 1)計算泛點氣速：氣相質(zhì)量流量： hkghkgwv/6 .3069/279. 12400液相質(zhì)量流量近似按純水的流量計算，即： hkgwL/641.8535902.18939.473614 圖 1 ?？颂赝ㄓ脡航店P(guān)聯(lián)圖?？颂赝ㄓ藐P(guān)聯(lián)圖的橫坐標： 995. 02 .998279. 16 .3069641.853595 . 05 . 0LVVLww查化工原理課程設(shè)計3得： 0243. 02 . 02LLVFguYsmYguLVLF/040. 111721279. 12 .99881. 9

26、0243. 02 . 02 . 0取=0.7 得；uFusmu/728. 0由； 圓整塔徑，取mmmuVDs1080080. 1728. 014. 33600/240044； mD2 . 1泛點率校核： ； smDVus/590. 02 . 114. 33600/24004422 （在允許范圍內(nèi)）567. 0040. 1590. 0Fuu填料規(guī)格校核： （滿足條件） ；824501200dD噴淋密度的校核： 填料直徑時，取最小潤濕速率： mm75 hmmLw./08. 03min查化工原理課程設(shè)計3得：；32/8 .121mmat；hmmaLtminm23min/74. 98 .12108.

27、0UU=；min2322)/(649.752 . 1785. 02 .99864.8535941uhmmDwLL經(jīng)以上校核可知，填料塔在直徑選用 D=1200mm 合理。3.2.2 填料層高度計算填料層高度計算 ；02*2 mXY15脫因系數(shù)為：；700. 0085.5004.35LmVS氣相總傳質(zhì)單元數(shù)為：；480. 6700. 0000251. 000526. 0)700. 01ln(700. 011)1ln(11*22*21OGOGNSYYYYSSN氣相總傳質(zhì)單元高度采用修正的恩田關(guān)聯(lián)式計算：，查化工原2 . 0205. 0221 . 075. 0L45. 1exp1tLLLLtLLtL

28、ctwaugauauaa理課程設(shè)計3得： （聚丙烯） ；mmNc33液體質(zhì)量為：；smkghmkgDwULL2222/976.20)/(774.755122 . 1785. 064.853594615. 0)8 .12107267. 02 .998976.20()81. 92 .9988 .121976.20()8 .121101976.20()67.7233(45. 1exp145. 1exp12 . 0205. 0221 . 0375. 02 . 0205. 0221 . 075. 0LtLLLLtLLtLctwaugauauaa故 ；32/965.748 .121615. 0mmaaaa

29、ttww查化工原理課程設(shè)計得 ； 345. 1氣膜吸收系數(shù)由下式計算： ；1 . 13/17 . 0)()()(237. 0RTDaDaUkVtVVVVtVG氣體質(zhì)量通量： ；)(754. 0)/(499.27152 . 1785. 06 .306942222smkghmkgDwUVV16 )/(1025. 145. 1)293314. 80000108. 08 .121()0000108. 0279. 10000181. 0()0000181. 08 .121754. 0(237. 0)()()(237. 0251 . 13/17 . 01 . 13/17 . 0kpahmkmolRTDaD

30、aUkVtVVVVtVG液膜吸收系數(shù)又下式計算： ;smgDaUkLLLLLLwLL/10869. 345. 1)2 .99881. 9001. 0()1047. 12 .998001. 0()001. 0965.74976.20(0095. 0)()()(0095. 044 . 03/12/193/24 . 0312/13/2；%50%731.56%100040. 1590. 0Fuu由 ；得：akuuakGFG4 . 15 . 05 . 91akuuakLFL2 . 25 . 06 . 21；00114. 0965.741025. 1)50. 0567. 0(5 . 91 54 . 1ak

31、G；0292. 0965.7410869. 3)50. 0567. 0(6 . 21 42 . 2akL則 kpasmaHkakakLGG34/kmol10255. 30156. 00292. 0100114. 011111； ;smkmolPakakGY34/0330. 03 .10110255. 3由 ；maKVHYOG704. 02 . 1785. 00330. 03600/578.942由 ；mNHZOGOG564. 4480. 6704. 0取 25%富余量，則完成設(shè)計任務(wù)需的填料層高度： ；mZZ705. 5564. 425. 125. 1查化工原理課程設(shè)計3得：對于階梯環(huán)填料 ；

32、158Dhmmh6max17設(shè)計取填料層高度為：，??；mZ66Dhmmh720012006計算得填料層高度為 6000mm，故不需分段。3.2.3 塔高度的確定塔高度的確定塔上部空間高度；mh075. 21塔下部空間高度；mh375. 22塔的總高度；mhhhH45.100 . 6375. 2075. 2213.2.4 塔材料以及壁厚等的確定塔材料以及壁厚等的確定1.此次吸收的是為弱酸性，溫度為 20，壓力為低壓，16MnRD。2SO2.確定參數(shù)化工設(shè)備機械基礎(chǔ) 5，1200mm，MPaPc44. 01 . 14 . 0iD MPat181（采用帶墊板的單面焊對接接頭，局部無損檢測） ，取8

33、. 0mmC0 . 123.厚度計算計算厚度 mmpDpctic286. 144. 08 . 01812120044. 0 2GB 150.12011壓力容器 第 1 部分；通用要求中對容器最小厚度的規(guī)定是：對碳素鋼、低合金鋼制容器，不小于 3mm；對高合金鋼制容器，一般應不小于 2mm。故取 mm3設(shè)計厚度 mmCd42根據(jù) GB 713，mmC3 . 01名義厚度 圓整量=4.3+圓整量1Cdn圓整后，取名義厚度為。該塔體可用 5mm 厚度 16MnRD 制作。mmn54.校核水壓試驗強度18eLeeiTTRDp9 . 02)(式中，（t200，MPappT55. 044. 025. 12

34、5. 1）MPappct44. 0; 1mmCne7 . 33 . 15MPaReL315MPaT464.897 . 32)7 . 31200(55. 0而 MPaReL8 .2263158 . 09 . 09 . 0可見 ，所以水壓試驗強度足夠。eLTR9 . 03.2.5 填料層壓降的計算填料層壓降的計算采用?？颂赝ㄓ藐P(guān)聯(lián)圖計算填料層壓降：橫坐標： ，查化工原理課程設(shè)計3得：995. 0)(5 . 0LVVLww；1100mP縱坐標： ；00692. 012 .998279. 181. 91100728. 02 . 022 . 02LLVpgu查化工原理課程設(shè)計3得： ；mpaZP/81.

35、 915填料層壓降為： paP9 .88281. 915619第第 4 章章 塔內(nèi)件及附屬設(shè)備的計算塔內(nèi)件及附屬設(shè)備的計算4.1 液體分布器的計算液體分布器的計算（1）液體分布器的選型該塔液相負荷較大，而氣相負荷相對較低，故選用排管式液體分布器。（2）分布點密度計算對于散裝填料，根據(jù)填料尺寸每平方米塔截面積要求 50100 個分布點，因該塔液相負荷較大，設(shè)計取噴淋密度為 100 點/m2。布液點數(shù)為： 5124.501008 . 0785. 0100)4(22Dn按分布點幾何均勻與流量均勻的原則，設(shè)計結(jié)果為：主管直徑 125mm 支管數(shù) 5 外緣直徑 800mm 布液點數(shù) 51 孔徑 10mm

36、（3）布液計算由 取，；HgndLs24206 . 0mmH600；設(shè)計取 d0=9mm。mHgnLds009. 0)24(2/1020圖 2 排管式液體分布器示意圖4.2 填料支撐板填料支撐板填料支撐裝置對保證填料塔的操作性能具有巨大的作用，對填料支撐裝置的基本要求是：有足夠的強度以支撐填料的重量；提供足夠大的自由截面，盡量減小 8 兩相的流體阻力；有利于液體分布；乃腐蝕性能好，便于各種材料制造，以及安裝拆卸方便。評價填料支撐裝置的性能優(yōu)劣，主要根據(jù)它能否在支撐板與填料的接觸壓力，提供足夠大的自由截面。常用的填料支撐裝置有柵板型，孔管型，駝峰型等，對于散裝填料，通常選用孔管型、駝峰型等。當塔

37、內(nèi)氣液負荷較大或負荷波動較大時，塔內(nèi)填料將發(fā)生浮動或相互撞擊，破壞塔的正常操作甚至損壞填料，為此，一般在填料層頂部設(shè)壓板或床層限制板。設(shè)計中,為防止填料支撐裝置處壓降過大甚至發(fā)生液泛,要求填料支撐裝置的自由截面積應大于 75%。本設(shè)計依據(jù)塔徑選用柵板型支撐板。21圖 3 柵板式填料支承裝置示意圖4.3 填料壓緊裝置填料壓緊裝置為防止在上升氣流的作用下填料床層發(fā)生松動或跳動,需在填料層上方設(shè)置填料壓緊裝置.填料壓緊裝置有壓緊柵板,壓緊網(wǎng)板,金屬壓緊器等不同類型.對于散裝填料,可選用壓緊網(wǎng)板,液可選用壓緊柵板,在其下方,根據(jù)填料的規(guī)格敷設(shè)一層金屬網(wǎng),并將其與壓緊柵板固定;對于規(guī)整填料,通常選用壓緊

38、柵板.設(shè)計中,為防止在填料壓緊裝置處壓降過大甚至發(fā)生液泛,要求填料壓緊裝置的自由截面積應大于 70%.本設(shè)計中填料塔在填料裝填后于其上方安裝填料壓緊柵板。4.4 液體除霧器液體除霧器除沫裝置安裝在液體再分布器上方，用以除去出氣口氣流中的液滴。除沫劑種類很多，常見的有折除沫器，絲網(wǎng)除沫器，旋流除沫器。絲網(wǎng)除沫劑是用金屬絲或者塑料絲編結(jié)而成。由于二氧化硫溶于水中易于產(chǎn)生泡沫為了防止泡沫隨出氣管排出，影響吸收效率，采用除沫裝置，根據(jù)除沫裝置類型的使用范圍，該填料塔選取絲網(wǎng)除沫器。圖 3 DN900-1600 下裝式絲網(wǎng)除沫器22標記：HG/T21618 絲網(wǎng)除沫器 S1400-100 SP NS-8

39、0/316表 6 DN900 下裝式絲網(wǎng)除沫器 主要外形尺寸重量（kg）公稱直徑 DNHH1D絲網(wǎng)格柵及定距桿支承件90010017611.1511.3216.114.5 筒體和封頭的設(shè)計筒體和封頭的設(shè)計（1）筒體的設(shè)計選用標準：筒體（JB1153-73）表 7 筒體的容積、面積及重量公稱直徑Dg(mm)一米高的容積V(m3)一米高的內(nèi)裹面積Fg(m2)壁厚S(mm)一米高筒節(jié)鋼板理論重量(kg)12001.1313.775179（2）封頭的設(shè)計圖 5 橢圓形封頭的結(jié)構(gòu)示意圖選用標準：選取橢圓形封頭（JB1153-73）表 8 封頭的容積、面積及重量23公稱直徑Dg(mm)曲面高度h1(mm)

40、直邊高度H2(mm)厚度(mm)重量G(kg)120025075558.934.6 人孔的設(shè)計人孔的設(shè)計選用標準：常壓人孔（HG/T21515-2005）標記：人孔（A-XB350） 450 HG/T21515-2005各尺寸見表 9表 9 常壓人孔尺寸表 （mm） 螺栓螺母螺栓密封面型式公稱直徑 DNdwsDD1bb1b2H1H2數(shù)量直徑總質(zhì)量(kg)全平面FF 型45048065705351410121609020M165044.4 4.7 法蘭的設(shè)計法蘭的設(shè)計 （1）管法蘭的選擇選用標準：HG20593-97 板式平焊鋼制管法蘭（歐洲體系）表 10 PN0.25MPa（2.5bar）板式

41、平焊鋼制管法蘭（mm） 管子直徑/mm1A法蘭內(nèi)徑/mm1B螺栓孔中心圓直徑/mmK公稱直徑/mmDN螺栓孔直徑/mmL螺栓孔數(shù)量 n法蘭外徑/mmD法蘭厚度/mmC法蘭理論重量kg氣體進出口150161225150188265225.14液體進出口125135200125188240184.08標記：24氣體進出口：HG 20593 法蘭 PL150-0.25 FF Q235-A液體進出口：HG 20593 法蘭 PL125-0.25 FF Q235-A（2）容器法蘭的選擇選用標準：JB/T4701-2000 甲型平焊法蘭標記：法蘭 P 1400-0.25 JB/T4701-2000圖 7 板式平焊法蘭平面密