SO2氣體填料吸收塔的設(shè)計(jì)

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1、目錄 一 設(shè)計(jì)任務(wù)總概 3 1.1.吸收的定義 3 1.2．吸收的目的 3 1.3．填料吸收塔簡(jiǎn)介 3 二 設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)介 3 2.1方案的確定……………………………………………………………………………………...4 2.2填料的類型與選擇 4 2.3設(shè)計(jì)步驟……………………………………………………………………………………. ….4 三 、工藝計(jì)算 4 3.1基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)…………………………………….……………………………………………..4 3.1.1 液相物性數(shù)據(jù) 5 3.1.2 氣相物性數(shù)據(jù) 5 3.1.3 氣液相平衡數(shù)據(jù) 5 3.1.4 物料衡算 6 3.2填

2、料塔的工藝尺寸的計(jì)算 7 3.2.1塔徑的計(jì)算 7 3.2.2填料層高度計(jì)算 10 3.2.3填料層壓降計(jì)算 14 四、輔助設(shè)備的計(jì)算及選型 15 1. 除霧沫器 15 2.液體分布器簡(jiǎn)要設(shè)計(jì) 16 3.液體再分布器----------升氣管式液體再分布器 17 4.填料支承裝置 17 5.填料限定裝置 18 6．氣體和液體的進(jìn)出口裝置 18 五、設(shè)計(jì)結(jié)果匯總 19 六、主要符號(hào)說(shuō)明 21 七、參考文獻(xiàn) 23 八、 結(jié)語(yǔ) 24 化工原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 一、設(shè)計(jì)任務(wù)：設(shè)計(jì)一臺(tái)SO2氣體填料吸收塔 二、設(shè)計(jì)條件： 生產(chǎn)能力：2000Nm3/h空氣和

3、SO2混合氣 混合氣中SO2組成（體積分?jǐn)?shù)）：10% 排放含量： 0.16% 操作方式：連續(xù)操作 操作溫度：20℃ 操作壓力：常壓 吸收劑：清水 平衡線方程：y=66.76676x1.15237 三、設(shè)計(jì)內(nèi)容 1.設(shè)計(jì)方案和流程的選擇； 2.填料的選擇； 3.填料塔塔徑、塔高及壓降的計(jì)算； 4.附屬裝置的選型和設(shè)計(jì)。 四、設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：參考教材及參考資料。 五、設(shè)計(jì)成果： 1.設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份； 2.調(diào)料吸收塔工藝條件圖（2#圖幅） 六、設(shè)計(jì)時(shí)

4、間安排： 1.查閱資料、設(shè)計(jì)方案：一天 2.設(shè)計(jì)計(jì)算：三天 3.圖紙繪制：一天 4.設(shè)計(jì)整理：半天 一 設(shè)計(jì)任務(wù)總概 1.1.吸收的定義 吸收是分離氣體混合物的單元操作，其分離原理是利用氣體混合物中各組分在液體溶劑中溶解度的差異來(lái)實(shí)現(xiàn)不同氣體的分離。一個(gè)完整的吸收過(guò)程應(yīng)包括吸收和解吸兩部分。氣體吸收過(guò)程是利用氣體混合物中，各組分在液體中溶解度或化學(xué)反應(yīng)活性的差異，在氣液兩相接觸時(shí)發(fā)生傳質(zhì)，實(shí)現(xiàn)氣液混合物的分離。 1.2．吸收的目的 在化工生產(chǎn)過(guò)程中，原料氣

5、的凈化，氣體產(chǎn)品的精制，治理有害氣體，保護(hù)環(huán)境等方面都廣泛應(yīng)用到氣體吸收過(guò)程。本次化工原理課程設(shè)計(jì)的目的是根據(jù)設(shè)計(jì)要求采用填料吸收塔的方法處理含有二氧化硫的混合物，使其達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，采用填料吸收塔吸收操作是因?yàn)樘盍峡梢蕴峁┚薮蟮臍庖簜髻|(zhì)面積而且填料表面具有良好的湍流狀況，從而使吸收易于進(jìn)行，填料塔有通量大，阻力小，壓降低，操作彈性大，塔內(nèi)持液量小，耐腐蝕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，分離效率高等優(yōu)點(diǎn)，從而使吸收操作過(guò)程節(jié)省大量人力和物力。 在設(shè)計(jì)中,以水吸收混合氣中的二氧化硫，在給定的操作條件下對(duì)填料吸收塔進(jìn)行物料衡算。本次設(shè)計(jì)包括設(shè)計(jì)方案的選取、主要設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算--物料衡算、設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝尺寸的

6、設(shè)計(jì)計(jì)算、工藝流程圖、主要設(shè)備的工藝條件圖等內(nèi)容。 1.3．填料吸收塔簡(jiǎn)介 在化學(xué)工業(yè)中，吸收操作廣泛應(yīng)用于石油煉制，石油化工中分離氣體混合物，原料氣的精制及從廢氣回收有用組分或去除有害組分等。吸收操作中以填料吸收塔生產(chǎn)能力大，分離效率高，壓力降小，操作彈性大和持液量小等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。 二 設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)介 2.1方案的確定 用水吸收SO2屬中等溶解度的吸收過(guò)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? 2.2填料的類型與選擇 填料是填料塔中氣液接觸的基本構(gòu)件，其性能的優(yōu)劣是決定填料塔操作性能的主要元素，因此，填料的選擇是填料塔設(shè)

7、計(jì)的重要環(huán)節(jié)。 散裝填料是一個(gè)個(gè)具有一定幾何形狀和尺寸的顆粒體，一般以隨機(jī)的方式堆積在塔內(nèi)，又稱為亂堆填料或顆粒填料。散裝填料根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的不同，又可分為環(huán)形填料，鞍形填料，環(huán)鞍形填料及球形填料等。 對(duì)于水吸收SO2的過(guò)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，故此選用DN38聚丙烯階梯環(huán)填料。 階梯環(huán)是對(duì)鮑爾環(huán)的改進(jìn)。與鮑爾環(huán)相比，階梯環(huán)高度減少了一半，并在一端增加了一個(gè)錐形翻邊。由于高徑比減少，使得氣體繞填料外壁的平均路徑大為縮短，減少了氣體通過(guò)填料層的阻力。錐形翻邊不僅增加了填料的機(jī)械強(qiáng)度，而且使填料之間由線接觸

8、為主變成以點(diǎn)接觸為主，這樣不但增加了填料間的空隙，同時(shí)成為液體沿填料表面流動(dòng)的匯集分散點(diǎn)，可以促進(jìn)液膜的表面更新，有利于傳質(zhì)效率的提高。階梯環(huán)的綜合性能優(yōu)于鮑爾環(huán)，成為目前所使用的環(huán)形填料中最為優(yōu)良的一種。 2.3設(shè)計(jì)步驟 本課程設(shè)計(jì)從以下幾個(gè)方面的內(nèi)容來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì) （一） 吸收塔的物料衡算； （二） 填料塔的工藝尺寸計(jì)算；主要包括：塔徑，填料層高度及壓降； （三） 輔助設(shè)備的選型； （四） 繪制有關(guān)吸收操作圖紙。 三 、工藝計(jì)算 3.1基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù) 3.1.1 液相物性數(shù)據(jù) 對(duì)低濃度吸收過(guò)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)

9、據(jù)如下： 密度為 ρL=998.2 kg/m3 粘度為 μL=0.001 Pas=3.6kg/(mh) 表面張力為σL=72.6 dyn/cm=940896 kg/h2 SO2在水中的擴(kuò)散系數(shù)為 DL=1.4710-5m2/s=5.2910-6m2/h （依Wilke-Chang計(jì)算，查《化學(xué)工程基礎(chǔ)》） 3.1.2 氣相物性數(shù)據(jù) 設(shè)進(jìn)塔混合氣體溫度為25℃， 混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為 MVm=ΣyiMi=0.164.06+0.929=32.506g/mol 混合氣體的平均密度為 ρVm=PM/RT=101.32532.506/（8.314293.15）=1.3138

10、kg/ m3 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 μV=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=0.018cm2/s=0.039 m2/h （依計(jì)算，其中273K時(shí)，1.01310-5Pa時(shí)SO2在空氣中的擴(kuò)散系數(shù)為1.2210-5m2/s，查《化學(xué)工程基礎(chǔ)》） 3.1.3 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 溶解度系數(shù)為 H=ρ/EM=998.2/4.1310318.02=0.0156kmol/（kPam3） 3.

11、1.4 物料衡算 (l). 進(jìn)塔混合氣中各組分的量 近似取塔平均操作壓強(qiáng)為101.3kPa，故： 混合氣量＝ kmol／h 混合氣SO2中量＝83.190.1＝8.319 kmol／h＝8.31964.06=532.921kg／h 設(shè)混合氣中惰性氣體為空氣，則混合氣中空氣量＝83.19-8.319＝74.87kmol／h ＝74.8729＝2171.26kg／h (2)．混合氣進(jìn)出塔的摩爾組成 （3）混合氣進(jìn)出塔摩爾比組成 進(jìn)塔氣相摩爾比為 出塔氣相摩爾比為 （4）出塔混合氣量 出塔混合氣量=74.87+8.3190.0016=74.8833kmol/h

12、 =2171.26+532.920.0016=2172.11kg/h （5）吸收劑（水）的用量L 該吸收過(guò)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 對(duì)于純?nèi)軇┪者^(guò)程，進(jìn)塔液相組成為X2=0 取操作液氣比為 kmol/h (6)塔底吸收液組成X1 3.2填料塔的工藝尺寸的計(jì)算 3.2.1塔徑的計(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wv=20001.3514=2702.8 kg/h 液相質(zhì)量流量可近似按純水的流量計(jì)算，即 WL=3194.1018.02=57557.68 kg/h 其中： ρL =

13、998.2kg/m3 ρV =1.3287 kg/m3 g = 9.81 m/s2 = 1.27108 m/h2 WV = 2702.8 kg/h WL = 57557.68 kg/h μL =0.00100 Pas （1）采用Ecekert通用關(guān)聯(lián)圖法計(jì)算泛點(diǎn)氣速uF。 通用填料塔泛點(diǎn)和壓降的通用關(guān)聯(lián)圖如下： 填料塔泛點(diǎn)和壓降的通用關(guān)聯(lián)圖（引自《化工原理》） 上圖中 u0——空塔氣速，m /s； φ——濕填料因子，簡(jiǎn)稱填料因子，1 /m； ψ——水的密度和液體的密度之比； g——重力加速度，m /s2； ρV、ρL——分別為氣體和液體的密

14、度，kg /m3； wV、wL——分別為氣體和液體的質(zhì)量流量，kg /s。 此圖適用于亂堆的顆粒形填料，如拉西環(huán)、弧鞍形填料、矩鞍形填料、鮑爾環(huán)等，其上還繪制了整砌拉西環(huán)和弦柵填料兩種規(guī)整填料的泛點(diǎn)曲線。對(duì)于其他填料，尚無(wú)可靠的填料因子數(shù)據(jù)。 Eckert通用關(guān)聯(lián)圖的橫坐標(biāo)為 查圖一查得縱坐標(biāo)值為 表一 散裝填料泛點(diǎn)填料因子平均值 填料類型 填料因子，1/m DN16 DN25 DN38 DN50 DN76 金屬鮑爾環(huán) 410 — 117 160 — 金屬環(huán)矩鞍 — 170 150 135 120 金屬階梯環(huán) —

15、 — 160 140 — 塑料鮑爾環(huán) 550 280 184 140 92 塑料階梯環(huán) — 260 170 127 — 瓷矩鞍 1100 550 200 226 — 瓷拉西環(huán) 1300 832 600 410 — （ 《化工原理課程設(shè)計(jì)》附錄十一） 查得： （2）操作氣速 由以下公式計(jì)算塔徑：（《化工原理課程設(shè)計(jì)》） 對(duì)于散裝填料，其泛點(diǎn)率的經(jīng)驗(yàn)值為u/uF=0.5~0.85 取 u=0. 7uF=0.71.1679=0.8175m/s （3）塔徑 由 圓整塔徑，取D=l.0m。 （

16、4）泛點(diǎn)率校核： （5）填料規(guī)格校核： （6）液體噴淋密度校核： 取最小潤(rùn)濕速率為 （Lw）min=0.08 m3/mh 查填料手冊(cè)得 塑料階梯環(huán)比表面積at=132.5m2/m3 Umin=（Lw）minat=0.08132.5=10.6m3/ m2h 經(jīng)以上校核可知，填料塔直徑選用D=1000mm合理。 3.2.2填料層高度計(jì)算 (1)傳質(zhì)單元數(shù)NOG 由平衡關(guān)系式可知平衡線為曲線，故采用數(shù)值積分法 Y X Y* 1/Y-Y* 0.00176 0 0 568.18 0.01258 0.000254 0

17、.00480 128.53 0.02340 0.000507 0.01065 78.38 0.03423 0.000761 0.01701 58.07 0.04505 0.001014 0.02440 48.41 0.05880 0.001269 0.03066 39.65 0.06670 0.001522 0.03781 34.61 0.07758 0.001776 0.04518 30.91 0.08835 0.002097 0.05470 29.72 0.09917 0.002283 0.06033 25.75 0.01

18、100 0.002537 0.06813 23.88 Y2=Y0 Y1=Yn n=10 用辛普森公式 （2）傳質(zhì)單元高度的計(jì)算 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 查表二: 常見材質(zhì)的臨界表面張力值 材質(zhì) 碳 瓷 玻璃 聚丙烯 聚氯乙烯 鋼 石蠟 表面張力, mN /m 56 61 73 33 40 75 20 得 = 33 dyn/cm = 427680 kg/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: 氣體質(zhì)量通量: 液膜吸收系數(shù)由下式計(jì)算:

19、 查表三: 常見填料塔的形狀系數(shù) 填料類型 球形 棒形 拉西環(huán) 弧鞍 開孔環(huán) Ψ值 0.72 0.75 1 1.19 1.45 本設(shè)計(jì)填料類型為開孔環(huán) 所以 Ψ=1.45,則 又因 u/uF=60.60﹪＞50﹪ 需要按下式進(jìn)行校正，即 可得： 則 由 （3）填料層高度的計(jì)算 由 根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，填料層的設(shè)計(jì)高度一般為 Z′＝(1.2~1.5)Z (4-19) 式中 Z′——設(shè)計(jì)時(shí)的填料高度，m； Z ——工藝計(jì)算得到的填料層高度，m。 得: = 1.255.25= 6.56 m 設(shè)計(jì)取填料層高度

20、為 查： 表四 散裝填料分段高度推薦值 填料類型 h/D Hmax/m 拉西環(huán) 2.5 ≤4 矩鞍 5～8 ≤6 鮑爾環(huán) 5～10 ≤6 階梯環(huán) 8～15 ≤6 環(huán)矩鞍 5～15 ≤6 對(duì)于階梯環(huán)填料， ， 取 ，則h=81000=8000 mm 故需分為兩段，每段高3.4m。 3.2.3填料層壓降計(jì)算 采用Eckert通用關(guān)聯(lián)圖計(jì)算填料層壓降。 橫坐標(biāo)為: 表五 散裝填料壓降填料因子平均值 填料類型 填料因子, 1/m DN16 DN25 DN38 DN50 DN76 金屬鮑爾環(huán) 306

21、 - 114 98 - 金屬環(huán)矩鞍 - 138 93.4 71 36 金屬階梯環(huán) - - 118 82 - 塑料鮑爾環(huán) 343 232 114 125 62 塑料階梯環(huán) - 176 116 89 - 瓷矩鞍環(huán) 700 215 140 160 - 瓷拉西環(huán) 1050 576 450 288 - 查表得，Φp =116 m-1 縱坐標(biāo)為: 查Eckert通用關(guān)聯(lián)圖得: △P/Z = 132Pa/m 填料層壓降為: △P=1327.0=924Pa 四、輔助設(shè)備的計(jì)算及選型 1. 除霧沫器 穿過(guò)填料層

22、的氣體有時(shí)會(huì)夾帶液體和霧滴，因此需在塔頂氣體排出口前設(shè)置除沫器，以盡量除去氣體中被夾帶的液體霧沫，常用的型式有填料除霧器、折流板式除霧器、絲網(wǎng)除霧器這幾類，SO2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。 絲網(wǎng)除霧沫器：一般取絲網(wǎng)厚度H=100~150 mm，氣體通過(guò)除沫器的壓降約為120~250pa。 2.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 表六 Eckert的散裝填料塔分布點(diǎn)密度推薦值 塔徑,mm

23、 分布點(diǎn)密度,點(diǎn)/ m2塔截面 D=400 330 D=750 170 D≥1200 42 按Eckert建議值，因該塔液相負(fù)荷較大，設(shè)計(jì)取噴淋點(diǎn)密度為140點(diǎn)/m2 。 布液點(diǎn)數(shù)為n=0.7851.02140=110≈112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 。兩槽中心矩為 160mm 。 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). 圖二 槽式液體分布器二級(jí)槽的布液點(diǎn)示意圖 （3）布液計(jì)算 由重力型液體分布器布液能力計(jì)算 由 式中 Ls——液體

24、流量，m3/s； n——開孔數(shù)目(分布點(diǎn)數(shù)目)； φ——孔流系數(shù)，通常取φ＝0.55～0.60； d0——孔徑，m ； △H——開孔上方的液位高度，m。 取=0.60， =160mm, 則 設(shè)計(jì)取 液體分布器的安裝一般高于填料層表面150~300 mm (取決于操作彈性)，槽式分布器主槽分槽高度均取210mm，主槽寬度為塔徑的0.7~0.8，這里取塔徑的0.7，分槽寬度由液體量及停留時(shí)間確定，最低液位為50mm為宜，最高液位由操作彈性塔內(nèi)允許高度及造價(jià)確定，一般為200 mm 左右。 3.液體再分布器----------升氣管式液體再分布器 在離填料頂面一定距

25、離處，噴淋的液體便開始向塔壁偏流，然后沿塔壁下流，塔中心處填料的不到好的潤(rùn)濕，形成所謂的“干錐體”的不正?，F(xiàn)象，減少了氣液兩相的有效接觸面積。因此每隔一定的距離設(shè)置液體再分布裝置，以克服此現(xiàn)象。 由于塔徑為1000mm，因此可選用升氣管式再分布器，分布外徑1080mm，升氣管數(shù)8。 4.填料支承裝置 填料支撐結(jié)構(gòu)是用于支承塔內(nèi)填料及其所特有的氣體和液體的重量之裝置。對(duì)填料支承結(jié)構(gòu)的基本要求是：有足夠的強(qiáng)度以支承填料的重量；提供足夠的自由截面以使氣、液兩相流體順利通過(guò)，防止產(chǎn)生液泛；有利于液體的再分布；耐腐蝕，易制造，易裝卸等。 常用的填料支承板主要有柵板式和氣體噴射式等結(jié)構(gòu)。 1）柵

26、板式支承板 柵板式的支承結(jié)構(gòu)較為常見，由豎立的扁鋼制成。柵板可以制成整塊式或分塊式的。一般直徑小于500mm的塔可以采用整塊式柵板；直徑為大于600mm的塔，可以根據(jù)情況將柵板分成若干塊，每塊寬度在300~400mm之間，以便于裝卸。柵條間距為填料外徑的0.6~0.8倍。在直徑較大的塔中，當(dāng)填料環(huán)尺寸較小時(shí)，也可采用間距較大的柵板、 2）氣體噴射式支承板 氣體噴射式支承板的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：為氣體和液體提供了不同的通道，氣體易于進(jìn)入填料層，液體也可自由排出，避免了因液體積聚而發(fā)生液泛的可能性，并有利于液體的均勻再分配。 氣體噴射式支承板有圓柱升氣管式和梁式，而以梁式較為優(yōu)越，梁式支承板用于小

27、塔可制成整體式，用于大塔則分塊制作或塔內(nèi)組裝。它可提供超過(guò)90%的自由截面（有時(shí)甚至達(dá)到100%），保證氣體通量大，阻力小。因此，在新型填料塔中廣泛采用了這種結(jié)構(gòu)。 這里選用分塊梁式支承板。 5.填料限定裝置 為防止在上升氣流的作用下填料床層發(fā)生松動(dòng)或者跳動(dòng)，需在填料層上方設(shè)置填料壓緊裝置。 對(duì)于塑料散裝填料，本設(shè)計(jì)選用創(chuàng)層限制板。 6．氣體和液體的進(jìn)出口裝置 管道的公稱通徑 75 80 90 100 120 130 140 160 185 205 235 260 315 （1）氣體和液體的進(jìn)出口直徑的計(jì)算 由公式 Vs 為流體的體積流量

28、，m3/s u 為適宜的流體流速，m/s . 常壓氣體進(jìn)出口管氣速可取10~20m/s；液體進(jìn)出口速度可取0.8~1.5 m/s（必要時(shí)可加大）。 選氣體流速為15 m/s 由VS=2000/3600=0.556 m3/s 代入上公式得d=217mm圓整之后，氣體進(jìn)出口管徑為d=369mm 選液體流速為2.0 m/s，由VS=3194.1018.02／（3600998.2）=0.016m3/s 代入上公式得 d=100 mm,圓整之后液體進(jìn)出口管徑為d=110 mm （2）底液出口管徑：選擇 d= 75 mm （3）泵的選型由計(jì)算結(jié)果可以選用：IS100-80-125型的泵 （4

29、）塔附屬高的確定 塔的附屬空間高度主要包括塔的上部空間高度，安裝液體分布器和液體再分度器所需的空間高度，塔的底部空間高度以及塔的群坐高度。塔的上部空間高度是指塔填料層以上，應(yīng)有一足夠的空間高度，以使隨氣流攜帶的液滴能夠從氣相中分離出來(lái)，該高度一般取1.2-1.5。安裝液體再分布器所需的塔空間高度依據(jù)所用分布器的形式而定一般需要1-1.5m的高度。 塔的底部空間高度是指塔底最下一塊塔板到塔底封頭之間的垂直距離。該空間高度含釜液所占的高度及釜液面上方的氣液分離高度的兩部分。釜液所占空間高度的確定是依據(jù)塔的釜液流量以及釜液在塔內(nèi)的停留時(shí)間確定出空間容積，然后根據(jù)該容積和塔徑計(jì)算出塔釜所占的空間高

30、度。 塔底液相液相停留時(shí)間按1min考慮，則塔釜液所占空間為 考慮到氣相接管所占的空間高度，底部空間高度可取1.5米，所以塔的附屬空間高度可以取3.7米。 （5）人孔 公稱壓力 公稱直徑 密封面型 標(biāo)準(zhǔn)號(hào) 常壓 450 mm 平面(FS) HG21515-95 五、設(shè)計(jì)結(jié)果匯總 課程設(shè)計(jì)名稱 水吸收SO2填料吸收塔的設(shè)計(jì) 操作條件 操作溫度 20攝氏度 操作壓力：常壓 物性數(shù)據(jù) 液相 氣相 液體密度 998.2 kg/m3 混合氣體平均摩爾質(zhì)量 33.505 kg/kmol 液體粘度 3.6 kg/(m h) 混合氣體的平均密度

31、 1.3514 kg/m3 液體表面張力 940896 混合氣體的粘度 0.065 kg/(mh) SO2在水中的擴(kuò)散系數(shù) 5.9210-6 m2/h SO2在空氣中的擴(kuò)散系數(shù) 0.039 m2/h 重力加速度 1.27108 m/h 氣相平衡數(shù)據(jù) SO2在水中的亨利系數(shù)E 相平衡常數(shù)m 溶解度系數(shù)H 3.55103 kpa 35.5 0.0156kmol/kPam3 物料衡算數(shù)據(jù) Y1 Y2 X1 X2 氣相流量G 液相流量L 最小液氣比 操作液氣比 0.11 0.00176 0.00254 0 74.8

32、7 kmol/ h 3194.10 kmol/ h 30.47 42.66 工藝數(shù)據(jù) 氣相質(zhì)量流量 液相質(zhì)量流量 塔徑 氣相總傳質(zhì)單元數(shù) 氣相總傳質(zhì)單元高度 填料層高度 填料層壓降 2762.8 57557.68 1.0m 9.857 0.590m 6.8m 924pa 填料塔附件 除沫器 液體分布器 填料限定裝置 填料支承板 液體再分布器 絲網(wǎng)式 二級(jí)槽式 床層限制版 分塊梁式 升氣管式 六、主要符號(hào)說(shuō)明 at——填料的總比表面積，m2/m3 aW——填料的潤(rùn)濕比表面積，m2/m3 d——填料直徑，m； D——塔徑，m；

33、DL——液體擴(kuò)散系數(shù)，m2/s； Dv——?dú)怏w擴(kuò)散系數(shù)，m2/s ； ev——液沫夾帶量,kg(液)/kg(氣)； g——重力加速度，9.81 m/s2 ； h——填料層分段高度，m； HETP關(guān)聯(lián)式常數(shù)； hmax——允許的最大填料層高度，m； HB——塔底空間高度，m； HD——塔頂空間高度，m； HOG——?dú)庀嗫倐髻|(zhì)單元高度，m； kG——?dú)饽の障禂?shù)，kmol/(m2skPa)； kL——液膜吸收系數(shù)，m/s； KG——?dú)庀嗫偽障禂?shù)，kmol/(m2skPa)； Lb——液體體積流量，m3/h； LS——液體體積流量，m3/s；

34、 LW——潤(rùn)濕速率，m3/(ms)； m——相平衡常數(shù)，無(wú)因次； n——篩孔數(shù)目； NOG——?dú)庀嗫倐髻|(zhì)單元數(shù)； P——操作壓力，Pa； △P——壓力降，Pa； u——空塔氣速，m/s； uF——泛點(diǎn)氣速，m/s u0.min——漏液點(diǎn)氣速，m/s； u′0——液體通過(guò)降液管底隙的速度，m/s； U——液體噴淋密度，m3/(m2h) UL——液體質(zhì)量通量，kg/(m2h) Umin——最小液體噴淋密度，m3/(m2h) Uv——?dú)怏w質(zhì)量通量，kg/(m2h) Vh——?dú)怏w體積流量，m3/h； VS——?dú)怏w體積流量，kg/s； wL——液體

35、質(zhì)量流量，kg/s； wV——?dú)怏w質(zhì)量流量，kg/s； x——液相摩爾分?jǐn)?shù)； X——液相摩爾比Z y——?dú)庀嗄柗謹(jǐn)?shù)； Y——?dú)庀嗄柋龋? Z——板式塔的有效高度，m； 填料層高度，m。 希臘字母 ε——空隙率，無(wú)因次； μ——粘度，Pas； ρ——密度，kg/m3； σ——表面張力，N/m； φ——開孔率或孔流系數(shù)，無(wú)因次； Φ——填料因子，l/m； ψ——液體密度校正系數(shù)，無(wú)因次。 參考文獻(xiàn) 1. 夏清，陳常貴,《化學(xué)原理》，天津大學(xué)出版社,2007. 2. 馬江權(quán)，冷一欣《化工原理課程設(shè)計(jì)》（第二版）， 中國(guó)石化出版

36、社，2009. 3. 眶國(guó)柱,史啟才,《化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》，化學(xué)工業(yè)出版社，2002. 4.賈紹義，柴誠(chéng)敬,《化工原理課程設(shè)計(jì)》,天津大學(xué)出版社, 2002. 5. 涂偉萍，陳佩珍，程達(dá)芳, 《化工過(guò)程及設(shè)備設(shè)計(jì)》,化學(xué)工業(yè)出版社,2000. 6. 楊祖榮，劉麗英，劉偉,《化工原理》,北京： 化學(xué)工業(yè)出版社, 2004. 7. 管國(guó)峰，《化工原理》，北京：化學(xué)工業(yè)出版，2003. 八、 結(jié)語(yǔ) 在這次設(shè)計(jì)的過(guò)程中,我遇到了許多問(wèn)題,有計(jì)算機(jī)的,還有其他的.因此，課程設(shè)計(jì)讓我認(rèn)識(shí)到很多問(wèn)

37、題，發(fā)揮主觀能動(dòng)性獨(dú)立地去通過(guò)書籍、網(wǎng)絡(luò)等各種途徑查閱資料、查找數(shù)據(jù)，確定設(shè)計(jì)方案,這為我們以后的工作和學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ),通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)提高了我的認(rèn)識(shí)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。更加重要的是還學(xué)會(huì)了一種認(rèn)真做事的態(tài)度。這無(wú)疑會(huì)對(duì)自己的工作和生活產(chǎn)生影響。這次設(shè)計(jì)對(duì)我來(lái)說(shuō)受益匪淺。 設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的問(wèn)題主要有：（1）未知條件的選取；（2）文獻(xiàn)檢索的能力；（3）對(duì)吸收過(guò)程的理解和計(jì)算理論的運(yùn)用；（4）對(duì)實(shí)際操作過(guò)程中設(shè)備的選擇和條件的最優(yōu)化；（5）對(duì)工藝流程圖的理解以及繪制簡(jiǎn)單的流程圖和設(shè)備結(jié)構(gòu)；（6）還有一些其他的問(wèn)題，例如計(jì)算的準(zhǔn)確度等等。 當(dāng)然，在本次設(shè)計(jì)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(gè)動(dòng)力，對(duì)化工設(shè)計(jì)過(guò)程中所遇到的問(wèn)題也有了一個(gè)更深的理解。理論和實(shí)際的結(jié)合也是本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，為日后從事相關(guān)工作打下了一定的基礎(chǔ)。 最后，深感要完成一個(gè)設(shè)計(jì)是相當(dāng)艱巨的一個(gè)任務(wù)，如何細(xì)節(jié)的出錯(cuò)都有可能造成實(shí)際操作中的經(jīng)濟(jì)損失甚至生命安全。