填料塔課程設(shè)計(jì)

1、化工原理課程設(shè)計(jì)水吸收二氧化硫填料吸收塔設(shè)計(jì) 班級班級: 姓名：姓名： 指導(dǎo)老師：指導(dǎo)老師：一、設(shè)計(jì)對我們的意義 化工原理課程設(shè)計(jì)是學(xué)生學(xué)過相關(guān)基礎(chǔ)課程及化工原理理論與實(shí)驗(yàn)后，進(jìn)一步學(xué)習(xí)化工設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識，培養(yǎng)工程設(shè)計(jì)能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。通過該環(huán)節(jié)的實(shí)踐，可使學(xué)生初步掌握單元操作設(shè)計(jì)的基本程序與方法，得到工程設(shè)計(jì)能力的基本鍛煉?；ぴ碚n程設(shè)計(jì)是以實(shí)際訓(xùn)練為主的課程，學(xué)生應(yīng)在過程中收集設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，在教師指導(dǎo)下完成一定的設(shè)備設(shè)計(jì)任務(wù)，以達(dá)到培養(yǎng)設(shè)計(jì)能力的目的。單元過程及單元設(shè)備設(shè)計(jì)是整個過程和裝備設(shè)計(jì)的核心和基礎(chǔ)，并貫穿于設(shè)計(jì)過程的始終，從這個意義上說，作為相關(guān)專業(yè)的本科生能夠熟練地掌握典型的單元

2、過程及裝備的設(shè)計(jì)過程和方法，無疑是十分重要的。減少環(huán)境污染社會效益一、設(shè)計(jì)的實(shí)際意義在化學(xué)工業(yè)中，氣體吸收操作廣泛應(yīng)用于直接生產(chǎn)在化學(xué)工業(yè)中，氣體吸收操作廣泛應(yīng)用于直接生產(chǎn)化工產(chǎn)品，分離氣體混合物，原料氣的精制及從廢化工產(chǎn)品，分離氣體混合物，原料氣的精制及從廢氣中回收有用組分或除去有害物質(zhì)等。尤其是從保氣中回收有用組分或除去有害物質(zhì)等。尤其是從保護(hù)環(huán)境，防止大氣污染角度出發(fā)，對廢氣中的護(hù)環(huán)境，防止大氣污染角度出發(fā)，對廢氣中的H2S、S0X、及、及NOX等有害物質(zhì)吸收除去過程的開發(fā)研究。等有害物質(zhì)吸收除去過程的開發(fā)研究。本次設(shè)計(jì)清水吸收本次設(shè)計(jì)清水吸收SO2的填料塔的主要意義也是如的填料塔的主要

3、意義也是如此此二、設(shè)計(jì)任務(wù)及條件1. 設(shè)計(jì)題目水吸收二氧化硫填料吸收塔設(shè)計(jì)2. 設(shè)計(jì)任務(wù)及條件混合氣體組成組分 組成（質(zhì)量） SO2 2 空氣 98設(shè)計(jì)條件操作溫度：30o c操作壓力：常壓進(jìn)料狀態(tài)：混合氣體進(jìn)料。SO2排放濃度：0.2%塔填料：填料規(guī)格自選二、設(shè)計(jì)任務(wù)及條件混合氣處理量2000 m3/h 1. 設(shè)計(jì)方案的確定2. 吸收塔設(shè)計(jì)計(jì)算v 吸收塔的物料衡算v 填料層高度計(jì)算v 填料層壓降計(jì)算v 液體分布器計(jì)算3. 其他附屬塔內(nèi)件選擇4. 填料吸收塔設(shè)計(jì)圖設(shè)計(jì)內(nèi)容v 塔徑計(jì)算二、設(shè)計(jì)主要過程三、設(shè)計(jì)方案的確定 吸收劑的確定（任務(wù)已給出） 操作溫度和壓力的確定（任務(wù)已給出） 操作流程的確

4、定 填料的選型和規(guī)格的確定操作流程的確定 操作流程主要有（1）逆流操作(2) 并流操作(3) 吸收劑部分再循環(huán)操作(4) 多塔串聯(lián)操作(5) 串聯(lián)并聯(lián)混合操作 常溫下SO2在水中的溶解度為8g/100ml（30），不滿足高溶解度要求.屬于中等溶解度操作，綜合比較考慮后選擇逆流操作，在逆流操作下，兩相傳質(zhì)平均推動力最大，可減少設(shè)備尺寸，提高吸收率和吸收劑使用效率填料類型和規(guī)格的確定填料是填料塔中傳質(zhì)元件，它可以有各種不同的分類：如按性能分為通用填料和高效填料；按形狀分為顆粒型填料和規(guī)整填料。填料品種很多，最古老的填料是拉西環(huán)；在國外被認(rèn)為較為理想的是鮑爾環(huán)，矩鞍填料和波紋填料等工業(yè)填料，現(xiàn)經(jīng)測試

5、驗(yàn)證，已被推薦為我國今后推廣使用的通用型填料，填料的材質(zhì)可為金屬、陶瓷或塑料。各種填料的結(jié)構(gòu)差異較大，具有不同的優(yōu)缺點(diǎn)，因此在使用上應(yīng)根據(jù)具體情況選擇不同的塔填料。在選擇塔填料時，應(yīng)該考慮如下幾個問題：(1) 選擇填料材質(zhì)(2) 填料類型的選擇(3) 填料尺寸因此對于水吸收S02的過程、操作、溫度及操作壓力較低，工業(yè)上通常選用所了散裝填料。在所了散裝填料中，塑料階梯環(huán)填料的綜合性能較好，故此選用階梯環(huán)填料。從尺寸方面考慮，雖然在同類填料中，尺寸越小的，分離效率越高，但它的阻力將增大，通量減小，填料費(fèi)用也增加很多。用Dn38計(jì)算所得的Dd值也符合階梯環(huán)的推薦值。從材料方面考慮，塑料材質(zhì)具有耐腐蝕

6、，質(zhì)量輕，價格低等優(yōu)點(diǎn)，所以我選擇了塑料材質(zhì)填料。綜上考慮，我選擇的Dn38塑料階梯環(huán)作為填料的選擇v 塔徑的計(jì)算 塔徑的計(jì)算v 核算v 塔徑的確定與圓整（1）泛點(diǎn)率核算；(空塔氣速和泛點(diǎn)氣速之比）（2）填料規(guī)格D / d 核算；（3）最小液體噴淋密度核算，?。↙W)min=0.08。v采用Eckert計(jì)算泛點(diǎn)氣速四、填料吸收塔的工藝計(jì)算校核泛點(diǎn)率校核：填料規(guī)格校核：液體噴淋密度校核：)%(34.59%100193. 1708. 0/708. 01785. 03600/20002在允許的范圍內(nèi)Fuusmu832.26381000dDmin292.911785. 07 .995/506.7185

7、1UU經(jīng)以上校核可知填料塔直徑選用D=1000mm合理 填料層高度計(jì)算（傳質(zhì)單元數(shù)法）v 求洗脫因數(shù)，氣相總傳質(zhì)單元數(shù)v查表得到要用到的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)v計(jì)算得液體和氣體質(zhì)量通量，氣膜吸收系數(shù)v用修正的恩田關(guān)聯(lián)式算出填料層工藝計(jì)算高度v算出設(shè)計(jì)高度，進(jìn)行分層 四、吸收填料塔的工藝計(jì)算6maxh階梯環(huán)填料階梯環(huán)填料設(shè)計(jì)高度為設(shè)計(jì)高度為7000mm，所以需要分層，所以需要分層 填料層壓降計(jì)算v 采用Eckert通用關(guān)聯(lián)圖計(jì)算填料層壓降四、吸收填料塔的工藝計(jì)算先根據(jù)氣液負(fù)荷及有關(guān)物性數(shù)據(jù)，求出橫坐標(biāo)值，先根據(jù)氣液負(fù)荷及有關(guān)物性數(shù)據(jù)，求出橫坐標(biāo)值，再根據(jù)操作空塔氣速及有關(guān)物性求出縱坐標(biāo)值。通再根據(jù)操作空塔氣速

8、及有關(guān)物性求出縱坐標(biāo)值。通過作圖得出交點(diǎn)，讀出過交點(diǎn)的等壓線數(shù)值，即得過作圖得出交點(diǎn)，讀出過交點(diǎn)的等壓線數(shù)值，即得出每米填料層的壓降值。出每米填料層的壓降值。填料類型填料因子金屬鮑爾環(huán)30611498金屬環(huán)矩鞍13893.47136金屬階梯環(huán)11882塑料鮑爾環(huán)34323211412562塑料階梯環(huán)17611689瓷矩鞍700215140160瓷拉西環(huán)1050576450288 液體分布器計(jì)算v 液體分布器的選型槽式液體分布器v 分布點(diǎn)密度計(jì)算v 布液點(diǎn)排列v 布液計(jì)算四、填料塔的工藝計(jì)算二級槽式液體分布器示意圖液體分布器簡要說明 按Eckert建議值，D=750時，分布點(diǎn)密度為170點(diǎn)m2，

9、D1200mm時，噴淋點(diǎn)密度為42點(diǎn)m2，因該塔液相負(fù)荷較大，對比設(shè)計(jì)指導(dǎo)，本次設(shè)計(jì)取噴淋點(diǎn)密度為140 點(diǎn)m2?？偛家嚎讛?shù)為 點(diǎn)110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：二級槽共設(shè)七道，液點(diǎn)分布為5:6:7:8:9:10:11:11:10:9:8:7:6:5，在槽側(cè)面開孔，槽寬度為80mm，槽高度為200mm，兩槽中心矩為130mm。分布點(diǎn)采用三角形排列，實(shí)際設(shè)計(jì)布點(diǎn)數(shù)為n=112點(diǎn)其他附屬塔內(nèi)件的選擇 液體再分布器 填料支撐板 填料壓板與床層限制板 除沫器（除霧器）附錄主體設(shè)備設(shè)計(jì)條件圖示例結(jié)束語 在這兩周里，應(yīng)該就是一邊學(xué)一邊實(shí)踐吧，前面的理論知識和實(shí)踐相結(jié)合的時候還是有些茫然，不知道到該在什么地方用正確的東西，也只能跟著指導(dǎo)書的步驟來一步步進(jìn)行，這樣雖然提高了嚴(yán)謹(jǐn)性，可是少了些創(chuàng)造思維，略顯呆板了。不過科學(xué)就是要嚴(yán)謹(jǐn)，這也給自己上了一課就是什么都要實(shí)事求是，客觀嚴(yán)謹(jǐn)，容不得一點(diǎn)馬虎，正路上才少有彎路！ 這個設(shè)計(jì)過程有汗水也有淚水（夸張下），艱辛在于對韌性的磨