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1、课程设计任务书1.设计题目：水吸取二氧化硫过程填料吸取塔的设计矿石焙烧炉送出的气体冷却到25后送入填料塔中，用2清水洗涤除去其中的S2。入塔的炉气流量为2250m3/h，其中进塔SO2的摩尔分数为00，规定SO的吸取率为96%。吸取塔为常压操作,因该过程液气比很大，吸取温度基本不变，可近似取为清水的温度。吸取剂的用量为最小量的4倍。2.工艺操作条件:(1) 操作平均压力 常压10.5p（2) 操作温度=2(4） 所用填料为D3聚丙烯阶梯环形填料。.设计任务完毕填料吸取塔的工艺设计与计算，有关附属设备的设计和选型，绘制吸取系统工艺流程图和吸取塔工艺条件图，编写设计阐明书。目录摘要11绪论1.吸取
2、技术概况212吸取过程对设备的规定及设备的发展概况2.3吸取在工业生产中的应用21.3.1吸取的应用概况31.3.2典型吸取过程2设计方案421吸取措施及吸取剂的选择42.1.1吸取措施4.2吸取剂的选择:2.吸取工艺的流程52.1吸取工艺流程的拟定52.2.2吸取工艺流程图及工艺过程阐明62.3操作参数的选择62.1操作温度的选择6.3.2操作压力的选择62.3吸取因子的选择72.4吸取塔设备及填料的选择8.4.1吸取塔的设备选择82.42填料的选择83吸取塔的工艺计算3.1基本物性数据93.液相物性数据93.1.2气相物性数据91.气液平衡数据3.2物料衡算3塔径的计算03.塔径的计算10
3、3.3.泛点率校核13.3.3填料规格校核:113.3.4液体喷淋密度校核11.4填料层高度计算1.4.1传质单元高度计算1134.2填料层高度的计算：123.5填料层压降P的计算:136填料塔附属高度计算133.7离心泵的选择 3.8进出液气接管管口的计管 结论13参照文献14重要符号阐明4摘要在化工生产中,气体吸取过程是运用气体混合物中，各组分在液体中溶解度或化学反映活性的差别，在气液两相接触是发生传质,实现气液混合物的分离。在化学工业中，常常需将气体混合物中的各个组分加以分离,其目的是: 回收或捕获气体混合物中的有用物质，以制取产品; 除去工艺气体中的有害成分,使气体净化,以便进一步加工
4、解决;或除去工业放空尾气中的有害物，以免污染大气。 实际过程往往同步兼有净化和回收双重目的。 气体混合物的分离,总是根据混合物中各组分间某种物理和化学性质的差别而进行的。根据不同性质上的差别,可以开发出不同的分离措施。吸取操作仅为其中之一,它运用混合物中各组分在液体中溶解度或化学反映活性的差别,在气液两相接触时发生传质，实现气液混合物的分离。一般说来，完整的吸取过程应涉及吸取和解吸两部分。在化工生产过程中，原料气的净化，气体产品的精制，治理有害气体，保护环境等方面都要用到气体吸取过程。填料塔作为重要设备之一,越来越受到青睐。二氧化硫填料吸取塔,以水为溶剂，经济合理,净化度高，污染小。此外，由于
5、水和二氧化硫反映生成硫酸，具有很大的运用。1绪论11吸取技术概况在化学工业中,运用不同气体组分在液体溶剂中的溶解度的差别,对其进行选择性溶解，从而将混合物各组分分离的传质过程称为吸取。气体吸取过程是化工生产中常用的气体混合物的分离操作,其基本原理是运用混合物中各组分在特定的液体吸取剂中的溶解度不同,实现各组分分离的单元操作。实际生产中，吸取过程所用的吸取剂常需回收运用,故一般来说，完整的吸取过程应涉及吸取和解吸两部分,因而在设计上应将两部分综合考虑,才干得到较为抱负的设计成果。作为吸取过程的工艺设计，其一般性问题是在给定混合气体解决量、混合气体构成、温度、压力以及分离规定的条件下，完毕如下工作
6、：（1)根据给定的分离任务,拟定吸取方案;（2）根据流程进行过程的物料和热量衡算,拟定工艺参数；(3）根据物料及热量衡算进行过程的设备选型或设备设计；(4)绘制工艺流程图及重要设备的工艺条件图；()编写工艺设计阐明书。1.2吸取过程对设备的规定及设备的发展概况近年来随着化工产业的发展，大规模的吸取设备已经广泛用于实际生产过程中。对于吸取过程，可以完毕分离任务的塔设备有多种,如何从众多的塔设备中选择合适类型是进行工艺设计的首要任务。而进行这一项工作则需对吸取过程进行充足的研究后，并经多方面对比方能得到满意的成果。一般而言，吸取用塔设备与精馏过程所需要的塔设备具有相似的原则规定,用较小直径的塔设备
7、完毕规定的解决量，塔板或填料层阻力要小，具有良好的传质性能，具有合适的操作弹性，构造简朴,造价低,便于安装、操作和维修等。但是吸取过程,一般具有液气比大的特点，因而更合用填料塔。此外,填料塔阻力小，效率高，有助于过程节能。因此对于吸取过程来说,以采用填料塔居多。近年来随着化工产业的发展，大规模的吸取设备已经广泛用于实际生产当中。具有了很高的吸取效率,以及在节能方面也日趋完善。填料塔的工艺设计内容是在明确了装置的解决量,操作温度及操作压力及相应的相平衡关系的条件下,完毕填料塔的工艺尺寸及其她塔内件设计。在此后的化学工业的生产中,对吸取设备的规定及效率将会有更高的规定，因此日益完善的吸取设备会逐渐
8、应用于实际的工业生产中。1.3吸取在工业生产中的应用1.3.1吸取的应用概况在化工生产中，原料气的净化，气体产品的精制，治理有害气体保护环境等方面得到了广泛的应用，在研究和开发过程中,在措施上多从吸取过程的传质速率着手，但愿在整个设备中，气液两相为持续微分接触过程,这一特点则与填料塔得到了良好的结合，由于填料塔的通量大，阻力小，使得其在某些解决量大规定压降小的分离过程中备受青睐,特别近年高效填料塔的开发,使得填料塔在分离过程中占据了重要的位置。吸取在化工的应用大体有如下几种:（1） 原料气的净化。（2） 有用组分的回收。（3） 某些产品的制取。（4） 废气的解决。1.3.典型吸取过程煤气脱苯为
9、例:在炼焦及制取都市煤气的生产过程中，焦炉煤气内具有少量的苯、甲苯类低碳氢化合物的蒸汽(约5）应予以分离回收，所用的吸取溶剂为该工业生产过程中的副产物，即焦煤油的精制品称为洗油。回收苯系物质的流程涉及吸取和解吸两个大部分。含苯煤气在常温下由底部进入吸取塔，洗油从塔顶淋入，塔内装有木栅等填充物。在煤气与洗油接触过程中,煤气中的苯蒸汽溶解于洗油,使塔顶拜别的煤气苯含量降至某容许值（)，而溶有较多苯系物质的洗油(称富油)由吸取塔底排出。为取出富油中的苯并使洗油可以再次使用(称溶剂的再生),在另一种称为解吸塔的设备中进行与吸取相反的操作-解吸。为此，可先将富油预热到170左右由解吸塔顶淋下,塔底通入过
10、热水蒸气。洗油中的苯在高温下逸出而被水蒸气带走,经冷凝分层将水除去，最后可得苯类液体（粗苯）,而脱除溶质的洗油(称贫油)经冷却后可作为吸取溶剂再次送入吸取塔循环使用. 2设计方案吸取过程的设计方案重要涉及吸取剂的选择、吸取流程的选择、解吸措施选择、设备类型选择、操作参数的选择等内容.用水吸取S2属中档溶解度的吸取过程,为提高传质效率,选用逆流吸取流程。因用水作为吸取剂，且2不作为产品，故采用纯溶剂。2.1吸取措施及吸取剂的选择2.11吸取措施完毕同一吸取任务,可选用不同吸取剂，从而构成了不同的吸取措施,如以合成氨厂变换器脱2的为例，若配合焦炉气为原料的制氢工艺,宜选用水，碳酸丙烯酯,冷甲酸等作
11、吸取剂，既能脱O2，又能脱除有机杂质。后继配以碱洗和低温液氨洗构成了一种完整的净化体系,若以天然气为原料制H和N2时,宜选用催化热碳酸钾溶液作吸取剂,净化度高。后继再配以甲烷化法，经济合理。其中,前者为物理吸取,后者则为化学吸取。一般而言，当溶剂含量较低，而规定净化度又高时，宜采用化学吸取法;若溶质含量较高,而净化度又不很高时,宜采用物理吸取法。.1.2吸取剂的选择:对于吸取操作,选择合适的吸取剂,具有十分重要的意义.其对吸取操作过程的经济性有着十分重要的影响.一般状况下,选择吸取剂,要着重考虑如下问题.(一)对溶质的溶解度大所选的吸取剂多溶质的溶解度大,则单位量的吸取剂可以溶解较多的溶质，在
12、一定的解决量和分离规定下,吸取剂的用量小,可以有效地减少吸取剂循环量,这对于减少过程功耗和再生能量消耗十分有利另一方面,在同样的吸取剂用量下,液相的传质推动力大,则可以提高吸取效率,减小塔设备的尺寸.(二)对溶质有较高的选择性对溶质有较高的选择性,即规定选用的吸取剂应对溶质有较大的溶解度,而对其她组分则溶解度要小或基本不溶，这样，不仅可以减小惰性气体组分的损失，并且可以提高解吸后溶质气体的纯度.(三)不易挥发吸取剂在操作条件下应具有较低的蒸气压，以避免吸取过程中吸取剂的损失,提高吸取过程的经济性.(四）再生性能好由于在吸取剂再生过程中,一般要对其进行升温或气提等解决,能量消耗较大,因而,吸取剂
13、再生性能的好坏,对吸取过程能耗的影响极大,选用品有良好再生性能的吸取剂,往往能有效地减少过程的能量消耗.以上四个方面是选择吸取剂时应考虑的重要问题，另一方面,还应注意所选择的吸取剂应具有良好的物理、化学性能和经济性其良好的物理性能重要指吸取剂的粘要小,不易发泡,以保证吸取剂具有良好的流动性能和分布性能.良好的化学性能重要指其具有良好的化学稳定性和热稳定性,以避免在使用中发生变质，同步规定吸取剂尽量无毒、无易燃易爆性,对有关设备无腐蚀性(或较小的腐蚀性）.吸取剂的经济性重要指应尽量选用便宜易得的溶剂.表21 物理吸取剂和化学吸取剂的特性物理吸取剂化学吸取剂（1)吸取容量（溶解度)正比于溶质分压(
14、2）吸取热效应很小(近于等温)（）常用降压闪蒸解吸(4）适于溶质含量高,而净化度规定不太高的场合（)对设备腐蚀性小,不易变质(）吸取容量对溶质分压不太敏感(2)吸取热效应明显（3)用低压蒸汽气提解吸（4）适于溶质含量不高，而净化度规定很高的场合(）对设备腐蚀性大，易变质2.2吸取工艺的流程22.吸取工艺流程的拟定工业上使用的吸取流程多种多样，可以从不同角度进行分类,从所选用的吸取剂的种类看，有仅用一种吸取剂的一步吸取流程和使用两种吸取剂的两步吸取流程，从所用的塔设备数量看,可分为单塔吸取流程和多塔吸取流程,从塔内气液两相的流向可分为逆流吸取流程、并流吸取流程等基本流程，此外，尚有用于特定条件下的部分溶剂循环流程。(一)一步吸取流程和两步吸取流程一步流程一般用于混合气体溶质浓度较低，同步过程的分离规定不高，选用一种吸取剂即可完毕任务的状况。若混合气体中溶质浓度较高且吸取规定也高,难以用一步吸取达到规定的吸取规定，但过程的操作费用较高,从经济性的角度分析不够合适时，可以考虑采用两步吸取流程。（二）单塔吸取流程和多塔吸取流程单塔吸取流程是吸取过程中最常用的流程，如过程无特别需要,则一般采用单塔吸取流程。若过程的分离规定较高,使用单塔操作时,所需要的塔体过高,或采用两步吸取流程时，则需要采用多塔流程（一般是双塔吸取流程)(三）逆流吸取与并流吸取吸取塔或再生塔内气液相可以
