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1、原始 数据二、填 料吸 收塔 设计设计 项目计算与说明计算结果、原始数据矿石焙烧炉出来的气体中含 S02,为了防止大气污染， 采用清水洗涤工艺除去其中的 S02。焙烧炉出来的气体温度 为25C，洗涤水的温度为常温20C。试设计一座吸收塔，设 计参数如下：序号炉气流量 Nm3/h炉气SO2含量（摩尔分数）操作压力MPa操作温度要求SO2 的吸收率%530000.060. 152095采用常规逆流操作流程，气体自塔底进入，由塔顶排出,方案 的确 疋1、吸 收工 艺流 程的 确定液相相反，特点是传质推动力大，传质速率快，分离效率高, 吸收剂利用率高。吸收流程如下：尾气*风机采用常规逆 流操作流程幣填
2、r料液体再分布器T A 2填 料人ViHXht Ijl温度计排入地寿M-r塔島取样2、填 料的 选择公称直径(d)mm实际尺寸(d H) mm个数(n )/m3比表面(a)/m3838X19X1.027200132.5空隙率()m3/m3堆积密度p/kg m 3干填料因/ m 19157.5175主要性能参数见下表:采用塑料38mm 19m mX1.0mm塑料阶2、填料的选择作为吸收过程，一般要求具有操作液气比大等特点，因 而更适合选用填料塔。填料塔阻力小，效率高，有利于过程 节能。与板式塔相比，具有生产能力大、分离效率高、压降小、 操作弹性大、塔内持液量小等突出优点。对于水吸收二氧化硫的过程
3、，操作温度及操作压力较低, 二氧化硫吸收产物具有腐蚀性，而塑料材料的耐酸腐蚀性比 较好，故工业上通常选用塑料散装填料。在塑料散装填料中，塑料阶梯环的综合性能较好，故选 用38mM 19mM 1.0mm聚丙烯阶梯环填料。三、基础物性数据三、基1、液相物性数据础性据1、相性据对低浓度吸收过程，溶液的物性数据可近似取纯水的物 性数据。20C时水的有关物性数据如下：密度：l998.2kg/m3粘度：L103Pa s 3.6kg/(mh)表面张力：L940896 kg/h2SO2在水中的扩散系数：Dl 1.47 10 5m2/s 5.29 106m2/h2、气相物性数据 混合气体的平均摩尔质量：2、气
4、相物 性数 据M VmyiMi0.06 64 0.94 29 31.1kg/mol 混合气体的平均密度:VmPMVmRT15031.18.3142981.883 kg/m20 C时空气的 混合气体的粘度可近似取为空气的粘度, 粘度如下：5v 1.81 10 Pa s 0.065kg/(m h) 查手册得，SO2在空气中的扩散系数:DV 0.039m2/h3、气液相平衡数据3、气 液相 平衡 数据查手册得，20C时SO2在水中的亨利系数:3E 3.55 10 kPa相平衡常数:E 3.55 103m 26.67P 150溶解度系数:EMs998.233.55 1018.020.0526四、物料衡
5、算四、物料衡进塔气相摩尔比:0.061 0.060.0638 出塔气相摩尔比:so )0.0638(1 0.94)0.00383 进塔惰性气相流量：2168273V(1 0.06)83.35kmol/h22.4298该吸收过程属于低浓度吸收，平衡关系为直线，最小液气比可按 LY筠 计算，又因为对于纯溶剂吸收过V min 七 /m X2程，进塔液相组成X2为0，则（V）minYi Y2Y1 /m X20.0638 0.0038320.780.0683/23.670 取操作液气比为1.4,则:LV1.4 20.7829.092L 29.092 83.352424.8182kmol/h 物料衡算:V
6、(Y 丫2) L(X1 X2)X183.352424.8182(0.0683 0.00383)0.00213五、填料塔的工艺尺寸的计算1、塔径计算填塔工尺的算塔计 応料的艺寸计仁径算采用Eckert通用关联图计算泛点气速。 气相质量流量：Wv 2168 1.883 4082.344kg/h液相质量流量可近似按纯水的流量计算，即wL 2424.8182 18.0243695.2240 kg/h.Eckert通用关联图的横坐标:WlT5 43695.2240(1.883)0.5 0.4649wVL4082.344998.2.查图5-21得2:2UF FV 0.2Lg l0.021.查表5-11得2
7、:【0.021g L-07F V L0.021 9.81 998.2170 1 1.883 10.2F 170mUf0.8015m/su 0.7uf 0.5610m/s由.4VS.43.124160X0 1.17m圆整塔径，取Di 1.2m .泛点率校核:2168/36000.53m/s(1.2) 2u 0.53100%66.13%50% uf 0.8015 .填料规格校核:D 120031.578d 380.08m3/m h查附录五得 、液体喷淋密度校核：取最小润湿速率为（Lw ） minat 132.5m2/m332Umin (LW)minat 0.08 132.5 10.6m /m h4
8、3695.2240/ 998.238.70 U min2、填 料层 高度 计算脱因系数mVL23.67 83.352424.81820.8136经以上校核可知，填料塔直径选用 Di =1200mm合理。2、填料层高度计算与液相平衡时的摩尔比Y* mX,23.67 0.0011 0.026037Y； mX20.气相总传质单元数1Y Y*Nogln(1 S) S1 S场丫2 气膜吸收系数kG 0.237( UV_)0.7(_V_)1/3严V) at v vDv RT 气体质量通量UV2725-176 2410.81kg/(m2 h)4 (12)2由中式子，得：kG0.02852kmol/(m2 h
9、 kPa) 、液膜吸收系数kL 1.0439m/h 由 kGa kGaw 1.1 查表 5-14 得2 :1.45则kGakGaw1.10. 028520. 5778132. 51. 451.13. 286kmol/(m 3 hkPa)kLag 0.41.0439 0.5778 132.51.450.492.73/ hu51.61%50%Uf1.4.kGa19.5 0.5kGaUf33.382 kmol/(mh kPa)2.2u&a 12.60.5daUfkLa 92.76/h13KGa111.013kmol/(m h kPa)kGa HkLaVV84.23H OG“a怎护1.013 150
10、_ (1.2)24=0.491mZ Hog Nog 0.491 7.026 3.450mZ1.3 3.454.485m所以，设计取填料高度为Z 5m查表5-16得2，对于阶梯环填料，分段高度与塔径之比8 15，允许的最大填料层咼度hmax 6mDi取8Di则h 8 12009600mm计算得填料层咼度Z =5000mmhmax不需分段六、填料层压降计算 采用Eckert通用关联图计算填料层压降横坐标为Wl（ V）.50.4649WvL六、填 料层 压降 计算.查表5-18得2，P 116m 1纵坐标为2UPV20.20.53116 11.883 10.2998.2g lL9.810.0063.
11、查图5-21得2 , P/Z78.48Pa/mP 78.48 5392.4Pa七、液体分布器简要设计按Eckert建议值，Di 1200mm时，每240cm2的塔截面设一个喷淋点，即喷淋密度为 42点/ m2。因该塔液相负荷较大，设计取喷淋密度为 120点m2。七、液 体分 布器 简要 设计布液点数：n(1.2)2 120 135.6点136点。按分布4点几何均匀与流量均匀的原则，进行布点设计。结果为：进 液管内径为158mm面积为19606.68，取小孔直径为8,需布 点数为390点，布3排，每排130点，八、持液量计算I对水的持液量Ltw 1.7 10 5（Gl ）0.6dp WL4369
12、5.2240a z 2 uGl l3.86 10 kg/m hA （1.2）24八、持 液量 计算每个填料的表面积=an132.5272004.8711031当量球形填料直径dp （驾）2 0.039m453.86 10 0 6m3 /Ltw 1.7 10 5 ()0.6 0.0673m 30.039m全塔持液量998.2 0.0673 4 (2)2 5 379.9 kg除沫器设计九、塔 的附 件设 计除沫器是用来除去填料 层顶部逸出的气体中的液滴，安 装在液体分布器上方。根据需要，选用全径型丝网除沫器。丝网除沫器是一种 分离效率高，阻力较小，重量较轻，所占空间不大的除沫器。 由金属或塑料丝编
13、织成网，卷成盘状而成。1.设计气速的计算气体通过除沫器的速度是影响除沫器取得高效率的重要因 素。这里我们采用DP式丝网。2.丝网盘直径设计气速Umaxk=0.1980.1998.2 1.883 叫1.8834.55m/s6严佳0.41m丝网除沫器的操作气速Ug (0.5 0.8Umax)这里我们取UG 3m/s1m/ s Umax 3m/s金属丝网直径为610mm,取丝网厚度 H=100mm, 丝网重度为2000 N/m 3，丝网层的蓄液厚度为30mm。裙座的设计塔体常采用裙座支承。裙座形式根据承受载荷情况不同， 可分为圆筒形和圆锥形两种。这里我们采用圆筒形裙座，因 为圆筒形裙座制造方便，经济上合理。裙座与塔底焊接采用对接接头，裙座筒体外与塔
