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1、 化工原理 课程设计报告题目：处理量为 1000m3/h 清水吸收二氧化硫填料吸收塔设计学 院： 环境科学与工程学院 专业班级： 环境工程 11（2）班 姓 名： 陈 新 林 学 号： 3111007481 指导教师： 郑 育 英 （课程设计时间：2013 年 12 月 30 日2014 年 1 月 12 日）广东工业大学 化工原理课程设计 2目 录1课程设计目的 32课程设计题目描述和要求 33课程设计报告内容53.1 基础物性数据43.1.1 液相物性数据 4 3.1.2 气相物性数据 53.1.3 气液相平衡数据 63.2 物料衡算63.3 塔径计算73.4 填料层高度的计算93.4.1
2、 传质单元数的计算9 3.4.2 传质单元高度的计算103.4.3 填料层高度的计算113.5 填料塔附属高度的计算113.6 液体分布器计算123.6.1 液体分布器的选型 123.6.2 布液计算133.7 其他附属塔内件的选择133.7.1 填料支承装置的选择 133.7.2 填料压紧装置 163.7.3 塔顶除雾器 173.8 吸收塔的流体力学参数计算173.81 吸收塔的压力降 173.8.2 吸收塔的泛点率 183.8.3 气体动能因子 183.9 附属设备的计算与选择183.9.1 离心泵的选择与计算 183.9.2 吸收塔主要接管尺寸选择与计算 22工艺设计计算结果汇总与主要符
3、号说明244总结26参考文献 27 化工原理课程设计 3表格 3-1图 3-1图 3-2 化工原理课程设计 43.4.2 传质单元高度的计算查资料【5】有： sPasmDmDNNGLC5 29231086. /10.,/497气相总传质单元高度采用修正的恩田关联式计算： ,2, ,20.750.10.50.1exp.4()()()WCLtLt Lt taWaga液体质量通量 , 2236.576.8/()094LKmh气体质量通量 , 221.5/()VGWg2308.96/am代 入 数 值 得 ：气膜吸收系数： , 0.71/32.23()()()05.149/()GtGGt aDkRTk
4、molsp液膜吸收系数： , 2/30.51/30.5()()()9.187.7/LLLLWgkaDms 化工原理课程设计 5,1. 1,0.41.4, 12.,5328.519.(05).052.6.9GWLFGGFLLkasuukakas故 继 续 修 正 ：110.84.25LGlLOKasHkVm3.4.3 填料层高度的计算由 1.253964.OLZHN填料有效高度取：Z=1.3Z=6.435m设计取填料层高度为 6.435mZ3.5 填料塔附属高度的计算塔的附属高度主要包括塔的上部空间高度，安装液体分布器所需的空间高度，塔的底部空间高度等。塔的上部空间高度是为使随气流携带的液滴能够
5、从气相中分离出来而留取的高度，可取 1.2m（包括除沫器高度） 。设塔定液相停留时间为 10s，则塔釜液所占空间高度为 2 210364.5/095.710/ =16m.78578.LWD水考虑到气相接管的空间高度，底部空间高度取为 0.5 米，那么塔的附属空间高度可以取为 1.7m。吸收塔的总高度为 h.4358. 化工原理课程设计 63.6 液体分布器计算液体分布器可分为初始分布器和再分布器，初始分布器设置于填料塔内，用于将塔顶液体均匀的分布在填料表面上，初始分布器的好坏对填料塔效率影响很大，分布器的设计不当，液体预分布不均，填料层的有效湿面积减小而偏流现象和沟流现象增加，即使填料性能再好
6、也很难得到满意的分离效果。因而液体分布器的设计十分重要。特别对于大直径低填料层的填料塔，特别需要性能良好的液体分布器。液体分布器的性能主要由分布器的布液点密度（即单位面积上的布液点数） ，各布液点均匀性，各布液点上液相组成的均匀性决定，设计液体分布器主要是决定这些参数的结构尺寸。对液体分布器的选型和设计，一般要求：液体分布要均匀；自由截面率要大；操作弹性大；不易堵塞，不易引起雾沫夹带及起泡等；可用多种材料制作，且操作安装方便，容易调整水平。液体分布器的种类较多，有多种不同的分类方法，一般多以液体流动的推动力或按结构形式分。若按流动推动力可分为重力式和压力式，若按结构形式可分为多孔型和溢流型。其
7、中，多孔型液体分布器又可分为：莲蓬式喷洒器、直管式多孔分布器、排管式多孔型分布器和双排管式多孔型分布器等。溢流型液体分布器又可分为：溢流盘式液体分布器和溢流槽式液体分布器。根据本吸收的要求和物系的性质可选用重力型排管式液体分布器，布液孔数应应依所用填料所需的质量分布要求决定，喷淋点密度应遵循填料的效率越所需的喷淋点密度越大这一规律。3.6.1 液体分布器的选型时，建议采用盘式分布器（筛孔式）80Dm3.6.2 液体分布器的选择：按 Eckert 建议值， ，275060cmD时 ， 每 塔 截 面 设 一 个 喷 淋 点按分布点几何均匀与流量均匀的原则，进行布点设计。设计结果为：盘式分布器（筛
8、孔式）：【5】分布盘直径：600mm【5】分布盘厚度：4mm【5】 化工原理课程设计 73.6.3 布液计算由HgndLoS24取015.6.81925.01364. 30./8160,58.0 2/1/ mS设计取 d1503.7 其他附属塔内件的选择3.7.1 填料支承装置的选择填料支承装置的作用是支承填料以及填料层内液体的重量，同时保证气液两相顺利通过。支承若设计不当，填料塔的液泛可能首先发生在支承板上。为使气体能顺利通过，对于普通填料塔，支承件上的流体通过的自由截面积为填料面的 50%以上，且应大于填料的空隙率。此外，应考虑到装上填料后要将支承板上的截面堵去一些，所以设计时应取尽可能大
9、的自由截面。自由截面太小，在操作中会产生拦液现象。增加压强降，降低效率，甚至形成液泛。由于填料支承装置本身对塔内气液的流动状态也会产生影响，因此作为填料支承装置， 化工原理课程设计 8除考虑其对流体流动的影响外，一般情况下填料支承装置应满足如下要求：（1） 足够的强度和刚度，以支持填料及所持液体的重量（持液量） ，并考虑填料空隙中的持液量，以及可能加于系统的压力波动，机械震动，温度波动等因素。足够的开孔率（一般要大于填料的空隙率） ，以防止首先在支撑处发生液泛；为使气体能顺利通过，对于普通填料塔，支承件上的流体通过的自由截面积为填料面的 50%以上，且应大于填料的空隙率。此外，应考虑到装上填料
10、后要将支承板上的截面堵去一些，所以设计时应取尽可能大的自由截面。自由截面太小，在操作中会产生拦液现象。增加压强降，降低效率，甚至形成液泛 12。结构上应有利于气液相的均匀分布，同时不至于产生较大的阻力（一般阻力不大于 20Pa） ；结构简单，便于加工制造安装和维修。要有一定的耐腐蚀性。因栅板支承板结构简单，制造方便，满足题目各项要求，故选用栅板支承板。栅板两块 查资料【5】(单位：mm)D R sht880 440 65025栅板 1：（单位：mm）l1L1n2l3l连接板长度270 880 10 250 7 270栅板 2：（单位：mm）l1n2l3l连接板长度303 10 250 9 26
11、0如图： 化工原理课程设计 9支承板支撑圈两块 查资料【5】)(1mD)(2mD厚度（mm）894 794 8 化工原理课程设计 10升气管式再分布器3.7.2 填料压紧装置为保证填料塔在工作状态下填料床能够稳定，防止高气相负荷或负荷突然变动时填料层发生松动，破坏填料层结构，甚至造成填料损失，必须在填料层顶部设置填料限定装置。填料限定可分为类：一类是将放置于填料上端，仅靠自身重力将填料压紧的填料限定装置，称为填料压板；一类是将填料限定在塔壁上，称为床层限定板。填料压板常用于陶瓷填料，以免陶瓷填料发生移动撞击，造 化工原理课程设计 11成填料破碎。床层限定板多用于金属和塑料填料，以防止由于填料层
12、膨胀，改变其开始堆积状态而造成的流体分布不均匀的现象。一般要求压板和限制板自由截面分率大于 70%。本任务由于使用塑料填料，故选用床层限定板。3.7.3 塔顶除雾器由于气体在塔顶离开填料塔时，带有大量的液沫和雾滴，为回收这部分液相，经常需要在顶设置除沫器。根据本吸收塔的特点，此处用丝网除雾器： 52341mD3.8 吸收塔的流体力学参数计算3.81 吸收塔的压力降气体通过填料塔的压强降，对填料塔影响较大。如果气体通过填料塔的压强降大，则操作过程的消耗动力大，特别是负压操作更是如此，这将增加塔的操作费用。气体通过填料塔的压力降主要包括气体进入填料的进口及出口压力降，液体分布器及再分布器的压力降，填料支撑及压紧装置压力降以及除沫器压力降等。填料层压降的计算
