SO2吸收填料塔設(shè)計(jì)任務(wù)書

1、SO2吸收填料塔設(shè)計(jì)任務(wù)書礦石焙燒爐送出的氣體冷卻到25后送人填料塔中，用20清水洗滌以除去其中的SO2。人塔的爐氣流量為 2 400 m3/h，其中SO2的摩爾分率為 0.05，要求SO2的吸收率為 95%。吸收塔為常壓操作，因該過程液氣比很大，吸收溫度基本不變，可近似取為清水的溫度。 試設(shè)計(jì)該填料吸收塔。 1 設(shè)計(jì)方案的確定 用水吸收SO2屬中等溶解度的吸收過程，為提高傳質(zhì)效率，選用逆流吸收流程。因用水作為吸收劑，且SO2不作為產(chǎn)品，故采用純?nèi)軇?2 填料的選擇 對(duì)于水吸收SO2的過程，操作溫度及操作壓力較低，工業(yè)上通常選用塑料散裝填料。在塑料散裝填料中，塑料階梯環(huán)填料的綜合性能較好，故

2、此選用DN38聚丙烯階梯環(huán)填料。 3 基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù) （1）液相物性數(shù)據(jù) 對(duì)低濃度吸收過程，溶液的物性數(shù)據(jù)可近似取純水的物性數(shù)據(jù)。由手冊(cè)查得，20時(shí)水的有關(guān)物性數(shù)據(jù)如下： 密度為 L=998.2 kg/m3粘度為 L=0.001 Pa·s=3.6kg/(m·h)表面張力為L(zhǎng)=72.6 dyn/cm=940896 kg/h2SO2在水中的擴(kuò)散系數(shù)為 DL=1.47×10-5cm2/s=5.29×10-6m2/h（2）氣相物性數(shù)據(jù) 混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為 MVm=yiMi=0.05×64.06+0.95×29=30.75混合氣體的平均密度

3、為 混合氣體的粘度可近似取為空氣的粘度，查手冊(cè)得20空氣的粘度為 V=1.81 ×10-5Pa·s=0.065kg/(m·h)查手冊(cè)得SO2在空氣中的擴(kuò)散系數(shù)為 DV=0.108cm2/s=0.039m2/h（3） 氣液相平衡數(shù)據(jù) 由手冊(cè)查得，常壓下20時(shí)SO2在水中的亨利系數(shù)為 E=3.55 ×103 kPa相平衡常數(shù)為 溶解度系數(shù)為 4 物料衡算 進(jìn)塔氣相摩爾比為 出塔氣相摩爾比為 進(jìn)塔惰性氣相流量為 該吸收過程屬低濃度吸收，平衡關(guān)系為直線，最小液氣比可按下式計(jì)算，即 對(duì)于純?nèi)軇┪者^程，進(jìn)塔液相組成為 X2=0取操作液氣比為 L=46.61

4、5;93.25=4346.38kmol/hV(Y1-Y2)= L(X1-X2)5 填料塔的工藝尺寸的計(jì)算 （1）塔徑計(jì)算 采用Eckert通用關(guān)聯(lián)圖計(jì)算泛點(diǎn)氣速。 氣相質(zhì)量流量為 wV2400×1.2573016.8 kg/h液相質(zhì)量流量可近似按純水的流量計(jì)算，即 wL4346.38×18.0278321.77kg/hEckert通用關(guān)聯(lián)圖的橫坐標(biāo)為 查圖4-5得 查表4-4得 F=170m-1取 u=0.7uF=0.7×1.027=0.719m/s由 圓整塔徑，取D=l.2m。 泛點(diǎn)率校核： 填料規(guī)格校核： 液體噴淋密度校核： 取最小潤(rùn)濕速率為 （Lw）min=

5、0.08 m3/m·h查填料手冊(cè)得 at=132.5m2/m3Umin=（Lw）minat=0.08×132.5=10.6m3/ m2·h經(jīng)以上校核可知，填料塔直徑選用D=1200mm合理。 (2) 填料層高度計(jì)算 脫吸因數(shù)為 氣相總傳質(zhì)單元數(shù)為 氣相總傳質(zhì)單元高度采用修正的恩田關(guān)聯(lián)式計(jì)算： 查表4-5得 c=33 dyn/cm=427680kg/h2液體質(zhì)量通量為 氣膜吸收系數(shù)由下式計(jì)算： 氣體質(zhì)量通量為 =0.0336kmol/(m2·h·kPa)液膜吸收系數(shù)由下式計(jì)算： =1.099m/h由 kGa=kGaw1.1，查表5-14得 =1.

6、45則 kGa=kGaw1.1=0.0336×0.592×132.5×1.451.1=3.966kmol/( m3·h·kPa)kLa=kLaw0.4=1.099×0.592×132.5×1.450.4=100.02l/h由 ，得 則 由 由 Z=HOGNOG=0.681×7.062=4.785m，得 設(shè)計(jì)取填料層高度為 查表4-8，對(duì)于階梯環(huán)填料，。 取 ，則 h=8×1200=9600mm計(jì)算得填料層高度為6000mm，故不需分段。 6 填料層壓降計(jì)算 采用Eckert通用關(guān)聯(lián)圖計(jì)算填料層壓

7、降。 橫坐標(biāo)為 查表4-10得，P=116m-1縱坐標(biāo)為 查圖4-5得 P/Z=107.91Pa/m填料層壓降為 P=107.91×6=647.46 Pa7 液體分布器簡(jiǎn)要設(shè)計(jì) (1) 液體分布器的選型 該吸收塔液相負(fù)荷較大，而氣相負(fù)荷相對(duì)較低，故選用槽式液體分布器。 (2) 分布點(diǎn)密度計(jì)算 按 Eckert建議值，D1200時(shí)，噴淋點(diǎn)密度為42點(diǎn)/m2，因該塔液相負(fù)荷較大，設(shè)計(jì)取噴淋點(diǎn)密度為120點(diǎn)/m2。 布液點(diǎn)數(shù)為 n=0.785×l.22×120=135.6點(diǎn)136點(diǎn) 按分布點(diǎn)幾何均勻與流量均勻的原則，進(jìn)行布點(diǎn)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)結(jié)果為：二級(jí)槽共設(shè)七道，在槽側(cè)面開孔，槽寬度為80mm，槽高度為210mm，兩槽中心