水吸收二氧化硫填料塔

..WORD完美格式專業(yè)知識編輯整理化工原理課程設(shè)計設(shè)計名稱水吸收SO2-空氣混合氣填料塔的設(shè)計學(xué)院能源與環(huán)境學(xué)院班級環(huán)境131學(xué)號201301144120姓名高鵬壘指導(dǎo)教師石鳳娟2016年1月22日..化工原理課程設(shè)計任務(wù)書一、設(shè)計題目水吸收SO2-空氣混合氣填料塔的設(shè)計：試設(shè)計一座填料吸收塔,用20℃的清水吸收SO2-空氣混合氣中的SO2。已知入口空氣中含SO2的摩爾分率為0.05,操作壓力為101.3KPa,相對濕度為70%。要求SO2的回收率為96%。采用清水進(jìn)行吸收,吸收劑的用量為最小用量的1.5倍。二、設(shè)計操作條件〔1入塔爐氣流量：1200〔1800+n*10=1400〔說明:n為學(xué)號尾數(shù)后兩位〔2常壓101.3KPa?！?操作溫度20℃。三、填料類型選用聚丙烯階梯環(huán)填料,填料規(guī)格自選。四、工作日每年300天,每天24h連續(xù)運行。五、廠址XX省XX市。六、設(shè)計內(nèi)容〔1填料塔的物料衡算；〔2填料塔的工藝尺寸計算；〔3填料層壓降的計算；〔4液體分布器簡要設(shè)計；〔5填料塔接管尺寸計算；〔6繪制生產(chǎn)工藝流程圖〔A2號圖紙〔7繪制填料塔裝配圖〔A1號圖紙〔8對設(shè)計過程的評述和有關(guān)問題的討論。摘要：介紹了吸收技術(shù)的基本知識；敘述了水吸收SO2的設(shè)計方案和流程；根據(jù)操作條件設(shè)計出符合要求的填料塔,包括塔設(shè)備的工藝尺寸計算、填料選擇及輔助設(shè)備的選型和計算。關(guān)鍵字：課程設(shè)計 SO2吸收 填料塔..目錄TOC\o"1-3"\h\u23321一、前言 B、填料層壓力降氣體通過填料層的壓力降采用Eckert關(guān)聯(lián)圖計算,有前面計算可知其中橫坐標(biāo)為查《散裝填料壓降填料因子平均值》得m-1縱坐標(biāo)為=0.0758查Eckert關(guān)聯(lián)圖得所以填料層壓力降其它塔內(nèi)間的壓力降較小,因此可忽略于是得到吸收塔的總壓力降為9、吸收塔主要接管的尺寸計算本設(shè)計中填料塔有多處接管,但主要的是氣體和液體的進(jìn)料口和出料口接管。在此分別以液體進(jìn)料管和氣體進(jìn)料管的管徑計算為例進(jìn)行說明。氣體和液體在管道中流速的選擇原則為：常壓塔氣體進(jìn)出口管氣速可取10～20m/s〔高壓塔氣速低于此值；液體進(jìn)出口流速可取0.8～3.0m/s〔必要時可加大些9.1液體進(jìn)料接管進(jìn)料管的結(jié)構(gòu)類型很多,有直管進(jìn)料管、彎管進(jìn)料管、T型進(jìn)料管。本設(shè)計采用直管進(jìn)料管,管徑計算如下1查《流體輸送用不銹鋼無縫鋼管規(guī)格：GB/T14976-94》可知,可選用熱軋無縫鋼管管徑為。則實際管內(nèi)徑為109mm.實際通過液體接管的液速為：。9.2氣體進(jìn)料接管采用直管進(jìn)料。取氣速所以查《流體輸送用不銹鋼無縫鋼管規(guī)格：GB/T14976-94》可知取管徑為實際管內(nèi)徑為。則實際通過氣體接管的氣速為：9.3吸收劑輸送管路直徑及流速計算根據(jù)管材規(guī)范,選擇型的熱軋無縫管道,其內(nèi)徑為145mm,其實際流速為：。四、填料塔設(shè)計計算結(jié)果匯總與主要符號說明1、填料塔工藝尺寸計算結(jié)果表：表-1項目符號數(shù)值與計量單位氣相質(zhì)量流量1759.8kg/h液相質(zhì)量流量50959.84kg/h塔徑700mm空塔氣速1.011泛點率50.9%噴淋密度U132.72m3/<m2.h>解吸因數(shù)S0.6854氣相總傳質(zhì)單元數(shù)6.821液體質(zhì)量通量UL132483.7氣體質(zhì)量通量UG4575.07氣膜吸收系數(shù)0.0446kmol/<m2.h.kpa>液膜吸收系數(shù)2.097<m/h>氣相總吸收系數(shù)<校正后>3.87kmol/<m3.h.kpa>液相總吸收系數(shù)〔校正后138.47<l/h>氣相總傳質(zhì)系數(shù)1.386kmol/<m3.h.kpa>氣相傳質(zhì)單元高度1.0243填料層高度Z′8.37,圓整后8.5m填料塔上部空間高度1.2填料塔下部空間高度3.0塔附屬高度4.2塔高12.7布液孔數(shù)75點孔徑d00.015m開孔上方高度h0.162m液位保持管高度h′0.186m2、流體力學(xué)參數(shù)計算結(jié)果匯總：表-2項目符號數(shù)值與計量單位氣體進(jìn)口壓力降△P1321.492Pa;氣體出口壓力降△P2160.746Pa;填料層壓力降△P310271.070Pa;吸收塔總壓力降△P10753.308Pa;泛點率50.9%氣體動能因子F3、附屬設(shè)備計算結(jié)果匯總：表-3項目選型數(shù)值與計量單位液體進(jìn)出口接管熱軋無縫鋼管液體實際流速氣體進(jìn)出口接管熱軋無縫鋼管氣體實際流速吸收劑輸送管路熱軋無縫鋼管吸收劑實際流速4、所用聚丙烯塑料階梯環(huán)填料主要性能參數(shù)匯總：表-4項目符號數(shù)值與計量單位公稱直徑38mm塔徑與填料公稱直徑比值D/d>8填料因子平均值173臨界表面張力值33形狀修正系數(shù)1.45填料分段高度推薦值h/D=8～15m壓降填料因子平均值116m-15、主要符號說明：5.1英文字母表-5——填料層的潤滑比表面積m2/m3；S——脫吸因數(shù);無因次;——填料層的有效傳質(zhì)比表面積〔m2/m3——擴(kuò)散系數(shù),m2/s;塔徑,m;——液體質(zhì)量通量——氣體質(zhì)量通量——亨利系數(shù),KPa;——重力加速度,kg/<m2.h>;——溶解度系數(shù),kmol/<m3.KPa>;——氣相傳質(zhì)單元高度,m;——液相傳質(zhì)單元高度,m;——氣相總傳質(zhì)單元高度,m;——液相總傳質(zhì)單元高度,m;——液體噴淋密度;——相平衡常數(shù),無因次;——氣相傳質(zhì)單元數(shù),無因次;——液相傳質(zhì)單元數(shù),無因次;——氣相總傳質(zhì)系數(shù),無因次——液相總傳質(zhì)系數(shù),無因次;——總壓,KPa;——溫度,0C;——氣體通用常數(shù),kJ/<kmol.K>——填料直徑,mm；——空塔速度,m/s;——液泛速度,m/s;——惰性氣體流量,kmol/h;——混合氣體體積流量,m3/h;—液膜吸收系數(shù)m/h;——氣膜吸收系數(shù),kmol/<m2.h.kpa>;—氣相總吸收系數(shù)kmol/<m3.h.kpa>;—液相總吸收系數(shù),l/h;—氣相總傳質(zhì)系數(shù)kmol/<m3.h.kpa>;—液相總傳質(zhì)系數(shù)l/h;——吸收劑用量kmol/h;kmol/s;——是吸收液量kmol/h——吸收劑質(zhì)量流量kg/h；——氣體質(zhì)量流量,kg/h；——密度kg/m3——填料因子,m-1;修正系數(shù),無因次5.2希臘字母表-6——粘度Pa.s——密度kg/m3——表面張力kg/h2——平均的,對數(shù)平均的——最小的——最大的五、課程設(shè)計總結(jié)歷時兩周的課程設(shè)計結(jié)束了,這次的課設(shè)對我的觸發(fā)很大,使我對化學(xué)工程的過程設(shè)計及設(shè)備的選擇的有了一個更深層次的理解。在設(shè)計過程中遇到的問題主要有：未知條件的選??；文獻(xiàn)檢索的能力；對吸收過程的理解和計算理論的運用；對實際操作過程中設(shè)備的選擇和條件的最優(yōu)化；對工藝流程圖的理解以及繪制簡單的流程圖和設(shè)備結(jié)構(gòu)；一些專用軟件的使用,比如本文編輯數(shù)學(xué)公式所用的MathType軟件還有制圖所用的CAD軟件；還有一些其他的問題,例如計算的準(zhǔn)確度等等。當(dāng)然,在本次設(shè)計中也為自己再次重新的復(fù)習(xí)化工這門學(xué)科提供了一個動力,對化工設(shè)計過程中所遇到的問題也有了一個更深的理解。同時利用網(wǎng)絡(luò)查找了很多資料,尤其是中國知網(wǎng),在上面認(rèn)真學(xué)習(xí)了20多篇論文。理論和實際的結(jié)合也是本次設(shè)計的重點,為日后從事相關(guān)工作打下了一定的基礎(chǔ)。最后,感謝石老師對我們的指導(dǎo),通過這次課設(shè)我深感要完成一個設(shè)計是相當(dāng)艱巨的一個任務(wù),如何細(xì)節(jié)的出錯都會造成后續(xù)工作的錯誤,都有可能造成實際操作中的經(jīng)濟(jì)損失甚至生命安全。六、參考文獻(xiàn)夏清,陳常貴.《化工原理》上冊修訂版.天津大學(xué)出版社.夏清,陳常貴.《化工原理》下冊第三版.天津工業(yè)出版社,賈紹義,柴誠敬主編.《化工原理課程設(shè)計〔化工傳遞與單元操作課程設(shè)計》.天津:天津大學(xué)出版社,2002.8陳敏恒,叢德滋,方圖南,齊鳴齋編.《化工原理》上冊第三版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2006.5厲玉鳴主編.《化工儀表及自動化》第四版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2010.7七、附錄附錄〔一水的物性數(shù)據(jù)表溫度t/℃密度Ρ/kg/m3黏度μ表面張力0999.91.78975.65999.81.54774.910999.71.30574.115999.01.15573.420998.21.00472.6925997.080.893771.9530995.70.800771.235994.00.72770.440992.20.65369.6〔查自：《化工原理實驗》附表附錄〔二塔徑與填料公稱直徑的比值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/d>8〔查自：《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計》附錄〔三貝恩〔Bain--霍根〔Hougen關(guān)聯(lián)式中的A、K值散裝填料類型AK規(guī)整填料類型A