课程设计水吸收二氧化硫填料塔设计.doc

课程设计-水吸收二氧化硫填料塔设计 河南城建学院化工原理课程设计-水吸收二氧化硫导师陈 湘姓名秦光明 班级1014101 学号101410139目录目录1摘要3第一章 绪论51·1吸收技术概况51·2 吸收设备的发展613吸收在工业生产中的应用7第二章 设计方案721吸收剂的选择722 吸收流程的选择8com 气体吸收过程分类8com置的流程923吸收塔设备及填料的选择9com 吸收塔设备9com 填料的选择1024 吸收剂再生方法的选择1025 操作参数的选择11第三章 吸收塔的工艺计算1131 基础物性数据11com 液相物性数据11com 气相物性数据12com平衡数据1232物料衡算1233塔径计算13com 塔径的计算13com校核14com淋密度得校核1434 填料层高度的计算14com 传质单元数的计算14com元高度的计算15com高度的计算1635 填料塔附属高度的计算1736 液体分布器计算17com布器的选型18com数的计算18com算1837 其他附属塔内件的选择18com承装置的选择18com紧装置19com雾器1938吸收塔的流体力学参数计算20381 吸收塔的压力降20com 吸收塔的泛点率21com 气体动能因子2139 附属设备的计算与选择21com 离心泵的选择与计算21com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号说明23设计过程的评述和有关问题的讨论26主要参考文献27结束语28吸收操作系统的工艺流程图29吸收操作系统的设备条件图30摘要 气体吸收过程是利用气体混合物中各组分在液体中溶解度或化学反应活性的差异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收过程应包括吸收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广泛应用到气体吸收过程填料塔由于其通量大阻力小压降低操作弹性大塔内持液量小填料易用耐腐蚀材料制造结构简单分离效率高等优点 使得其在某些处理量大要求压降小的分离过程中得到了广泛的应用并作为主要设备之一越来越受到青睐 本设计任务是用20清水洗收录其中的对于气体的吸收应该采用气液传质设备填料塔因为它具有较高的比表面积用水吸收属中等溶解度的吸收过程为提高传质效率选用逆流吸收流程在此吸收过程中操作温度及操作压力较低选用塑料散装填料因塑料阶梯环的综合性能较好所以选用DN8聚丙烯阶梯环填料梁型支承板的性能优良有利于气液传质因此选用梁型支承板因该吸收塔液相负荷较大而气相负荷相对较低故选用槽式液体分布器Abstract Gas absorption process is the use of the gas mixture each component in the solubility in liquid or chemical reactivity of the differences in the two-phase gas-liquid mass transfer occurs when the contact gas-liquid mixture to achieve separation In general the integrity of the process should include the absorption and desorption absorbing two parts In the chemical production process the raw material of gas purification gas refined products management of hazardous gases and protect the environment are widely used in the process of absorbing the gas Packed column because of its large flux small resistance the pressure to reduce operating flexibility the tower holding a small amount of fluid easy-to-use filler material corrosion-resistant simple structure high efficiency separation making its deal with some of the large volume of requests The small drop in the process of separation is widely used as one of the major equipment more and more popular The present task is to design with 20 of water to wash ones record The gas should be used to absorb the gas-liquid mass transfer equipment packed column as it has a high surface area In the medium to absorb water solubility of the absorption process in order to improve the efficiency of mass transfer absorption current selection process In the absorption process the operating temperature and low pressure operation the selection of bulk plastic filler Plastic ring ladder as a result of the comprehensive performance is better so choose DN8 polypropylene packing ring ladder Liang-board support of high-performance in favor of gas-liquid mass transfer the choice of beam-board support The liquid absorption tower as a result of a greater load and the gas load is relatively low the selection of trough liquid distributor 第一章 绪论11 吸收技术概况利用混合气体中各组分在同一种溶剂吸收剂中溶解度的不同分离气体混合物的单元操作称为吸收吸收是分离气体混合物最常见的单元操作之一工业吸收操作是在吸收塔内进行的在吸收操作中通常将混合气体中能够溶解于溶剂中的组分称为溶质或吸收质以A表示而不溶或微溶的组分称为载体或惰性气体以B表示吸收所用的溶剂称为吸收剂以S表示经吸收后得到的溶液称为吸收液被吸收后排出吸收塔的气体称为吸收尾气吸收就是吸收质从气相转入液相的过程1吸收过程通常在吸收塔中进行根据气液两相的流动方向分为逆流操作和并流操作两类工业生产中以逆流操作为主吸收剂以塔顶加入自上向下流动与从下向上流动的气体接触吸收了吸收质的液体从塔底排出净化后的气体从塔顶排出吸收塔操作示意图如图片2-1所示 在工业生产中除以制取溶液产品为目的的吸收之外大都要将吸收液进行解吸以便得到纯净的溶质或使吸收剂再生后循环使用解吸也称为脱吸它是使溶质从吸收液中释放出来的过程解吸通常在解吸塔中进行图2-2所示图2-2 吸收塔设备是气液接触的传质设备一般可分为逐级接触型和微分接触型两类板式塔属于逐级接触型的气液传质设备它是在塔体内按照一定距离设置许多塔盘气体以鼓泡或喷射的方式穿过塔盘上的液层填料塔属于微分接触型气液传质设备它是在塔体内装有一定数量的填料填料的作用是提供气液间的传质面积在塔内液体沿填料表面下流形成一层薄膜气体沿填料空隙上升在填料表面的液层与气体的界面上进行传质过程212 吸收设备的发展 吸收操作主要在填料塔和板式塔中进行几种常用的吸收塔有填料塔湍球塔板式塔等其中填料塔的应用较为广泛 填料塔的历史较久早在19世纪中期已开始用于生产到20世纪初人们以碎石短管段等为填料用来蒸馏原油改进了原来的釜式蒸馏技术促进了石油工业的发展但由于当时对填料两相的流动研究很少塔的优越性未能全部发挥故不久就为泡罩塔所取代后来随着石油酸碱肥料石油化工等工业的飞速发展人们对填料塔的实践和认识才进一步不断加深制造了多种形式的填料对填料塔的压降和泛点得出了较为可靠的关联式为设计和操作提供了依据3 填料塔它由外壳填料填料支承液体分布器中间支承和再分布器气体和液体进出口接管等部件组成塔外壳多采用金属材料也可用塑料制造填料是填料塔的核心它提供了塔内气液两相的接触面填料与塔的结构决定了塔的性能填料必须具备较大的比表面有较高的空隙率良好的润湿性耐腐蚀一定的机械强度密度小价格低廉等常用的填料有拉西环鲍尔环弧鞍形和矩鞍形填料20世纪80年代后开发的新型填料如QH1型扁环填料八四内弧环刺猬形填料金属板状填料规整板波纹填料格栅填料等为先进的填料塔设计提供了基础塔填料的研究与应用已获得长足的发展鲍尔环阶梯环莱佛厄派克环金属环矩鞍等的出现标志着散装填料朝高通量高效率低阻力方向发展有新的突破规整填料在工业装置大型化和要求高分离效率的情况下倍受重视已成为塔填料的重要品种其中金属与塑料波纹板造价适中抗污力强操作性能好并易于工业应用可作为通用填料使用栅格填料对液体负荷和允许压降要求苛刻的过程十分有利并具有自净机能即使应用在污垢系统也能长期稳定运转脉冲填料独特的结构使之在大流量大塔径下也不会发生偏流极易工业放大从发展上看很有希望 近年来工程界对填料塔进行了大量的研究工作主要集中在以下几个方面开发多种形式规格和材质的高效低压降大流量的填料与不同填料相匹配的塔内件结构填料层中液体的流动及分布规律蒸馏过程的模拟 填料塔的基本特点是结构简单压力降小传质效率高便于采用耐腐蚀材料制造等对于热敏性及容易发泡的物料更显出其优越性过去填料塔多推荐用于0607m以下的塔径近年来随着高效新型填料和其他性能内件的开发以及人们对填料流体力学放大效应及传质机理的深入研究使填料塔技术得到了迅速发展413吸收在工业生产中的应用气体吸收在化工生产中的应用大致有以下几种 制备液体产品 如用水吸收HCL制备盐酸用水吸收甲醛蒸汽制福尔马林溶液等都是吸收操作净化气体或精制气体 如用水脱除合成氨原料中的CO2用丙酮脱除石油裂解气中的乙炔等其目的是出去气体中的有害成分便于气体在工序中能顺利进行回收有用物质 工艺尾气中含有一些有价值的物质通过吸收可以为这些物质找到新的用途做到物尽其用保护环境 在排放到大气的工艺尾气中可能含有对人或其他生物有害的物质比如硫的化合物氨的化合物等这些有害物质如果不除将造成环境污染通过吸收可以在排放前除去这些有害物做到达标排放1第二章 设计方案21吸收剂的选择吸收操作的好坏在很大程度上取决于吸收剂的性质选择吸收剂时在主要考虑以下几点 1 溶解度大 吸收剂对溶质组分的溶解度越大则传质推动力越大吸收速率越快且吸收剂的耗用量越少操作费用较低 2 选择性好 吸收剂应对溶质组分有较大的溶解度而对混合气体中的其它组分溶解度甚微否则不能实现有效的分离 3 挥发性好 在吸收过程中吸收尾气往往为吸收剂蒸汽所饱和故在操作温度下吸收剂的蒸汽压要低以减少吸收剂的损失量 4 粘度低 吸收剂在操作温度下的粘度越低其在塔内的流动阻力越小扩散系数越大这有助于传质速率的提高5易再生 当富液不作为产品时吸收剂要易再生以降低操作费用要求溶解度对温度的变化比较敏感即不仅在低温下溶解度要大平衡分压要小而且随着温度升高溶解度应迅速下降平衡分压应迅速上升则被吸收的气体解吸吸收剂再生方便 6 其它 所选用的吸收剂应尽可能无毒性无腐蚀性不易燃易爆不发泡冰点低价廉易得且化学性质稳定经济安全1在实际生产中满足所有要求的吸收剂是不存在的应从满足工艺要求出发对可供选择的吸收剂做全面的评价作出科学经济合理的选择综上所述考虑吸收剂的选用标准在二氧化硫的吸收过程中采用清水为吸收剂22 吸收流程的选择com 气体吸收过程分类气体吸收过程通常按以下方法分类 1 单组分吸收与多组分吸收吸收过程按被吸收组分数目的不同可分为单组分吸收和多组分吸收若混合气体中只有一个组分进入液相其余组分不溶或微溶于吸收剂这种吸收过程称为单组分吸收反之若在吸收过程中混合气中进入液相的气体溶质不止一个这样的吸收称为多组分吸收 2 物理吸收与化学吸收 在吸收过程中如果溶质与溶剂之间不发生显著的化学反应可以把吸收过程看成是气体溶质单纯地溶解于液相溶剂的物理过程则称为物理吸收相反如果在吸收过程中气体溶质与溶剂 或其中的活泼组分 发生显著的化学反应则称为化学吸收 3 低浓度吸收与高浓度吸收 在吸收过程中若溶质在气液两相中的摩尔分率均较低通常不超过01这种吸收称为低浓度吸收反之则称为高浓度吸收对于低浓度吸收过程由于气相中溶质浓度较低传递到液相中的溶质量相对于气液相流率也较小因此流经吸收塔的气液相流率均可视为常数 4 等温吸收与非等温吸收 气体溶质溶解于液体时常由于溶解热或化学反应热而产生热效应热效应使液相的温度逐渐升高这种吸收称为非等温吸收若吸收过程的热效应很小或虽然热效应较大但吸收设备的散热效果很好能及时移出吸收过程所产生的热量此时液相的温度变化并不显著这种吸收称为等温吸收6 com置的流程吸收装置的流程主要有以下几种 1逆流操作 气相自塔底进入塔顶排出液相自塔顶进入塔底排出此即逆流操作逆流操作的特点是传质平均推动力大传质速率快分离效率高吸收剂利用率高工业生产中多采用逆流操作 2并流操作 气液两相均从塔顶流向塔底此即并流操作并流操作的特点是系统不受液流限制可提高操作气速以提高生产能力并流操作通常用于以下情况当吸收过程的平衡曲线较平坦时流向对推动力影响不大易溶气体的吸收或处理的气体不需要吸收很完全吸收剂用量特别大逆流操作易引起液泛 3吸收剂部分再循环操作 在逆流操作系统中用泵将吸收塔排出液体的一部分冷却后与补充的新鲜吸收剂一同送回塔内即为部分再循环操作通常用于以下情况当吸收剂用量较小为提高塔的液体喷淋密度对于非等温吸收过程为控制塔内的温升需取出一部分热量该流程特别适宜于相平蘅常数m植很小的情况通过吸收液的部分再循环提高吸收剂的使用效率应予指出吸收剂部分再循环操作较逆流操作的平均推动力要低且需要设置循环泵操作费用增加4多塔串联操作 若设计的填料层高度过大或由于所处理物料等原因需要经常清理调料为便于维修可把填料层分装在几个串联的塔内每个吸收塔通过的吸收剂和气体量都相等即为多塔串联操作此种操作因塔内需要留较大空间输液喷淋支承板等辅助装置增加使设备投资加大5串联并联混合操作 若吸收过程处理的液量很大如果用通常的流程则液体在塔内的喷淋密度过大操作气速势必很小否则易引起塔的液泛塔的生产能力很低实际生产中可采用气相作串联液相作并联的混合流程用水吸收二氧化硫属中等溶解度的吸收过程为提高传质效率选用逆流吸收流程因用水作为吸收剂且二氧化硫不作为产品故采用纯溶剂723吸收塔设备及填料的选择com 吸收塔设备对于吸收过程塔设备有多种如何选择合适的类型是进行工业设计的首要工作而进行这一项工作则主要对吸收过程进行充分的研究后并经过多方案对比方能得到较满意的结果一般而言吸收用塔设备与精馏过程所需要的塔设备具有相同的原则要求即用较小直径的塔设备完成规定的处理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结构简单造价低易于制造安装操作和维修等但作为吸收过程一般具有操作液气比大的特点因而更适用于填料塔此外填料塔阻力小效率高有利于过程节能所以对于吸收过程来说以采用填料塔居多但在液体流率很低难以充分润湿填料或塔径过大使用填料不很经济的情况下以采用板式塔为宜本设计过程采用填料塔作为吸收设备8com 填料的选择塔填料是填料塔中气液接触的基本构件其性能的优劣是决定填料塔操作性能的主要因素因此塔填料的选择是填料塔设计的重要环节在选择塔填料时应考虑如下几个问题1比表面积要大 比表面积a是指单位体积的填料层所具有的表面积大的比表面积和良好的润湿性能有利于传质速率的提高2空隙率大 空隙率是指单位体积的填料所具有的空隙体积填料的空隙率大气液通过的能力大气体流动的阻力小填料的空隙率一般在045-095范围3堆积密度小 堆积密度是指单位体积填料的质量在机械强度允许的条件下填料壁要尽量减薄以减小填料的堆积密度从而既可降低成本又可增加空隙率4填料的几何形状 填料的几何形状对填料的流体力学和传质性能有着重要的影响5填料的材质 工业上填料的材质分为陶瓷金属和塑料三大类不同的材质适应于不同的操作条件9该流程的操作压力及温度较低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填料的综合性能较好故此选用DN38聚丙烯阶梯环填料 阶梯环是对鲍尔环的改进与鲍尔环相比阶梯环高度减少了一半并在一端增加了一个锥形翻边锥形翻边不仅增加了填料的机械强度而且使填料表面由线接触为主变成以点接触为主这样不但增加了填料间的空隙同时成为液体沿填料表面流动的汇集分散点可以促进液膜的表面更新有利于传质效率的提高阶梯环的综合性能优于鲍尔环成为目前所使用的环形填料中最为优良的一种其主要性能参数为比表面积 1325m孔隙率 091形状修正系数 145填料因子 170mA 020424 吸收剂再生方法的选择使溶解于液相中的气体释放出来的操作称为解吸其操作方法通常是使富液与惰性气体或蒸汽逆流接触富液自解吸塔顶引入在其下流过程中与来自塔底的惰性气体或蒸汽相遇吸收质逐渐从溶液中释放出来在塔顶得到吸收质与惰性气体或蒸汽的混合物在塔底得到较纯净的吸收剂在本设计操作中规定吸收二氧化硫后的水经富液泵送入再生塔顶用燃料气进行气提解吸操作解吸后的水经贫油泵送回吸收塔循环使用气提气则进入燃料处理系统925 操作参数的选择吸收过程的操作参数主要包括吸收或再生压力吸收或再生温度以及吸收因子或解吸因子这些条件的选择应充分考虑前后工序的工艺参数从整个过程的安全性可靠性经济性出发利用过程的模拟计算经过多方案对比优化得出过程参数操作压力选择本任务中已经给出是常压操作所以不需要再对其进行考虑操作温度选择本任务中已经给出操作温度是20 吸收因子和解吸因子选择吸收因子和解吸因子是一个关联了气体处理量吸收剂用量以及气液平衡常数的综合过程参数吸收因子和解吸因子的取值大小对过程的经济性影响很大选用大的吸收因子则过程的设备费用降低而吸收剂用量或循环量加大操作费用升高若吸收因子较小则过程推动力减小塔必然很高在设计上两者的数值应该以过程的总费用最低为目标函数进行设计后确定10根据公式m EpA 所以第三章 吸收塔的工艺计算31 基础物性数据com 液相物性数据对低浓度吸收过程溶液的物性数据可近似取水的物性数据由手册查得20时水的有关物性数据如下密度黏度表面张力为SO2在水中的扩散系数为com 气相物性数据混合气体的平均摩尔质量为混合气体的密度为 混合气体的黏度可近似取为空气的黏度查手册得20空气的黏度为查手册得SO2在空气中的扩散系数为com平衡数据由手册查得常压下20时SO2在水中的亨利系数为相平衡常数为溶解度系数为32物料衡算进塔气相摩尔比为出塔气相摩尔比 进塔惰性气相流量 最小液气比 取液气比为最小液气比的18倍液气比 由物料衡算公式 得 33塔径计算com 塔径的计算气相质量流量为液相质量流量为由贝恩霍根关联式 因 将其他前面以求得数据上面关联式得 取泛点率为08 故 由 圆整塔径取D 07mcom校核 5085为经验值 故满足要求com格校核 满足要求com淋密度得校核填料表面的润湿状况是传质的基础为保持良好的传质性能每种填料应维持一定的液体润湿速率或喷淋密度依Morris等推荐d 75mm的环形及其它填料的最小润湿速率min为因d 38mm 故最小喷淋密度 喷淋密度经以上校核可知填料塔直径选用合理34 填料层高度的计算com 传质单元数的计算脱吸因数 气相总传质单元数 com元高度的计算气相总传质单元高度采用修正的恩田关联式计算又液体质量通量气膜吸收系数 又气体质量通量 液膜吸收系数由 查表5-4得 则 因为 故恩田公式需用下式修正由 则 由 com高度的计算由取安全系数为13得设计取填料层高度为查表5-16对于阶梯环填料建议分段高度得条件为取 则 计算得填料层高度为故不需分段35 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从气相中分离出来而留取的高度可取12m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考虑到气相接管的空间高度底部空间高度取为06米那么塔的附属空间高度可以取为18吸收塔的总高度为5236 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11com布器的选型该吸收塔液相负荷较大而气相负荷相对较小故选用槽式液体分布器com数的计算按Eckert建议值D 400mm时喷淋密度为330点D 750mm时喷淋密度为170点所以D 700mm时选喷淋密度为200点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二级槽共六道在槽侧面开孔槽宽度为40槽高度为150两槽中心距为100分布点采用三角形排列实际设计布点数点com算由 取 计算得 37 其他附属塔内件的选择com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梁型气体喷射式支承板可提供超过90的自由截面保证气体通量大阻力小故选用梁型喷射式支承板支持板外径1116分块数4支承圈宽度50支承圈厚度10近似重量400com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705本任务由于使用聚丙烯填料故选用床层限定板com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常用的除沫器有以下几种折流板式除沫器它是一种利用惯性使液滴得以分离的装置一般在小塔中使用旋流板式除沫器由几块固定的旋流板片组成气体通过时产生旋转运动造成一个离心力场液滴在离心力作用下向塔壁运动实现了气液分离适用于大塔径净化要求高的场合丝网除沫器它由金属丝卷成高度为100-150的盘状使用安装方式多种多样气体通过除雾沫器的压强降约为120-250Kp丝网除沫器的直径由气体通过丝网的最大气速决定14根据本吸收特点及要求本吸收操作选用金属丝网除沫器丝网除雾器的设计计算如下 取 直径 38吸收塔的流体力学参数计算381 填料层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 可以利用Eckert通用关联图计算压强降横坐标为 又查表5-18得 纵坐标查图5-18得填料层压降为忽略塔内件压降故填料层压降为com 吸收塔的泛点率泛点率校核 允许范围内com 气体动能因子吸收塔内气体动能因子为气体动能因子在常用的范围内com主要接管尺寸选择与计算气体管路直径气体进入塔内的流速一般为1018ms常压塔气体进出口管速度可取1020ms高压塔气速低于此值为了防止突然扩大引起的压头损失所以取气体流速为u 18ms据根管材规范取管径为内径为250实际流速2液体进口装置对于直径15以下的塔管口末端可制成向下的喇叭形扩大口防止淋下的液体进入管内同时还要使气体分散均匀3气体出口装置气体的出口装置要求既能保证气体畅通又要尽量除去被夹带的液沫在气体出口前加装除液沫挡板当气体夹带较多雾滴时需另装除沫器4液体管路直径取液体流速据根管材规范取管径为其内径为1255液体进口装置液体进口管应直接通向喷淋装置可选用直管液体出口装置为了便于塔内液体排放保证塔内有一定液封装置高度而设计并能防止气体短路工艺设计计算结果汇总与主要符号说明 吸收塔的吸收剂用量计算总表 表-1项目符号数值与计量单位混合气体处理量1000 气液相平衡常数m3504进塔气相摩尔比00309 出塔气相摩尔比0002进塔液相摩尔分率0 出塔液相摩尔分率000049 最小液气比3277混合气体的平均摩尔质量30004混合气体的平均密度1248吸收剂用量气相质量流量液相质量流量 47363130648kgh8534831kgh塔设备计算总表 表-2项目 符号数值与计量单位塔径 07填料层高度 56填料塔上部空间高度 12填料塔下部空间高度 05塔附属高度 17塔高 73传质单元高度 0668 传质单元数 6364m布液孔数 136点总压降 83899空塔气速 059 泛点率 586填料计算总表 表-3项目符号 数值与计量单位填料直径38泛点填料因子170填料临界表面张力33 主要符号说明 表-4符号意义计量单位吸收因子或填料常数填料的比表面积201013Kpa水中扩散系数塔径重力加速度气体摩尔流速填料层高度塔高气相总传质单元高度气体膜吸收系数液膜吸收系数液相摩尔流速相平衡常数气相总传质单元数压力降压力吸收塔的总压力降泛点气速气体流速液相体积流量气相体积流量液体质量流量气体质量流量液相中溶质的摩尔分数气相中溶质的摩尔分数液体密度气体密度混合气的粘度水的粘度空隙率填料材质的临界表面张力水的表面张力填料的润湿比表面积压降填料因子气体动能因子摩尔质量气相摩尔比亨利系数溶解度系数最小喷淋密度最小润湿速率液体喷淋密度气体的质量通量液体的质量通量脱吸因子解吸因子布液点数点开孔系开孔上方的液位高度孔径液体流量泛点率设计过程的评述和有关问题的讨论对吸收单元的操作型设计与计算在工业生产中起着非常重要的作用要求也很严格设计合理与实用性好是必须的为使化工生产更加便捷操作费用低廉有些工艺材质需要加以改进如塔填料同时也要注意相关附属设备的选择如选泵要从多方面考虑管道的直径管中流速流量等任务的完成过程是艰辛的也是快乐的艰辛是由于缺少这方面的知识和经验从一开始的