傳質(zhì)分離技術(shù)課程設(shè)計VIP

1、蘭州文理學(xué)院大學(xué)生專業(yè)課課程設(shè)計題 目： 關(guān)于用清水為吸收劑吸收焙燒塔中 二氧化硫的吸收塔的設(shè)計 作 者： 麻 啊 龍 指導(dǎo)老師： 張 興 輝 化 工 學(xué)院 號 應(yīng)用化工技術(shù) 專業(yè) 12 級 三 年制 6 班 2013 年 12 月 10 日 傳質(zhì)與分離技術(shù)課程設(shè)計一、設(shè)計任務(wù)1.1設(shè)計題目： 水吸收SO2過程填料吸收塔的設(shè)計：試設(shè)計一座填料吸收塔，用于脫除焙燒爐送出的混合氣體（先冷卻）中的SO2，其余為惰性組分，采用清水進行吸收?；旌蠚怏w的處理量m3/h2000混合氣體中SO2含量（體積分數(shù)）10 %SO2的回收率97 %吸收劑的用量與最小用量之比1.31.2操作條件：（1） 操作壓力：常壓

2、 （2）操作溫度：251.3設(shè)計內(nèi)容：（1） 吸收塔物料衡算；（2） 吸收塔的工藝尺寸（塔高、塔徑）計算；（3） 有關(guān)輔助設(shè)備的選擇；（4） 繪制吸收塔設(shè)計圖或者吸收過程工藝圖。二、設(shè)計方案2.1方案的確定：SO2是最常見的硫氧化物。無色氣體，且易溶于水。大氣主要污染物之一。在許多工業(yè)過程中也會產(chǎn)生二氧化硫。由于煤和石油通常都含有硫化合物，因此燃燒時會生成二氧化硫。當二氧化硫溶于水中，會形成亞硫酸（酸雨的主要成分）。比較SO2的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，選擇用清水作為吸收劑用逆流吸收法吸收SO2。2.2填料類型的選擇： SO2溶于水會生成具有腐蝕性的亞硫酸，所以應(yīng)該選擇具有防腐蝕性的材料制作的填料，

3、在本任務(wù)中，填料我們選擇用塑料做的鮑爾環(huán)，采用亂堆的填料堆放方式。2.3設(shè)計步驟(1)吸收他的物料衡算；(2)吸收塔的工藝尺寸（塔高、塔徑）計算；(3)有關(guān)輔助設(shè)備的選擇；(4)繪制吸收塔設(shè)計圖或者吸收過程工藝圖。三、工藝計算3.1基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)3.1.1液相物性參數(shù)物性參數(shù)密度粘度表面張力擴散系數(shù)分子量H2O998.2kg/m30.0008937×106Pa·s932731kg/h26.206×10-6m2/h183.1.2氣相的物性參數(shù)混合氣中的惰性氣體為空氣，相對分子量為M=29，易容組分為SO2，所以，混合氣體的相對平均分子質(zhì)量為： 在常溫常壓下，可計算出混合

4、氣體的平均密度，由公式： 可得： 所以，氣相的物性參數(shù)如下表物性參數(shù)密度粘度表面張力擴散系數(shù)分子量混合氣體1.33kg/m31.88×10-5Pa·s932731kg/h20.051m2/h32.53.1.3平衡時的數(shù)據(jù)相平衡常數(shù)m0.031恒力系數(shù)E40.76溶解度系數(shù)H0.01343.1.4物料衡算（1）進塔混合氣體各組分的量： 由公式 可計算出在標準狀況下的總體積V，既有： 混合氣體總量： 混合氣體中SO2的含量：混合氣體中惰性氣體的含量：（2）混合氣體進出塔的摩爾組成： （3）混合氣體進出塔的摩爾比組成： （4）吸收劑的用量： 在低濃度吸收時，吸收劑通常為最少吸收劑

5、的（1.12.0）倍，在本任務(wù)中，取校正系數(shù)為1.3，則有 要計算出吸收劑的用量，首先要計算出吸收劑的最小用量，在低濃度計算時，可以先計算出最小液氣比，既： 所以本任務(wù)中吸收劑清水的用量為.(5)塔底吸收液的濃度組成：吸收液的濃度可由全塔物料衡算式求出 ；（6）操作線方程：在吸收過程中，假設(shè)沒有物料損失，則可得到物料衡算方程： 將上式改寫成：；由前面計算，我們可得： 所以，操作線方程為：；3.2填料塔尺寸的計算3.2.1塔徑的計算：（1）塔徑的計算公式：；其中，Vs為操作條件下混合氣體的體積流量，u為空塔氣速，適宜的空塔氣速u為泛點氣速的倍，既；（2）泛點氣速的求?。?填料塔液泛速度的求取一般

6、借助于?？颂氐耐ㄓ藐P(guān)聯(lián)圖（見教參）。在此關(guān)聯(lián)圖中是以為橫坐標，以為縱坐標，所以，只要計算出本操作條件下泛點氣速在埃克特的通用關(guān)聯(lián)圖中的橫、縱坐標，就可以查出該條件下的泛點氣速，在本任務(wù)中，由已知，可求出橫坐標，即；在該橫坐標下，由?？颂氐耐ㄓ藐P(guān)聯(lián)圖查出在本操作條件下的縱坐標約為0.024，即,（已知，),所以 求得該操作條件下的橫縱坐標為 ，算出泛點氣速。（3） 塔徑的計算： 由前面的計算可知：Vs=0.56m3/s，取校正系數(shù)為0.65，則空塔氣速，所以，塔徑1.032m，由壓力容器標準圓整D=1.1m.即取填料塔的塔徑為1.1m.將塔徑數(shù)值D帶入計算公式，得u=0.584m/s，u在適宜速

7、率范圍內(nèi)，所以，確定吸收塔塔徑為1.1m。3.2.2塔高的計算 填料塔的高度是總傳質(zhì)單元高度與總傳質(zhì)單元數(shù)之積，即：；其中：； （已知：）； .所以塔高為：.根據(jù)經(jīng)驗，得，圓整后，取塔高為7.3m.4、 有關(guān)輔助設(shè)備的選擇4.1填料支撐裝置 本任務(wù)中，我們選擇了用塑料制的鮑爾環(huán)作填料塔的填料，采用亂堆的方式堆放，考慮到氣液接觸后會生成具有腐蝕性的酸，所以，選擇用瓷質(zhì)的升氣管式填料支撐裝置。 4.2液體分布裝置 為了使氣液相充分接觸，在吸收塔內(nèi)還要安裝液體分布裝置，本任務(wù)中，我們選擇盤式分布器，因為它的自由截面積較大，且不易堵塞，不易起泡，可以基本保證液體的分布均勻。4.3液體再分布裝置為了改善壁流造