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填料吸收塔课程设计(word课程设计或论文-酸雾吸风机

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  tianliaoxishoutakechengsheji-word-kechengshejihuolunwen

  一设计任务书

  (一)设计题目

  水吸收SO2过程填料吸收塔的设计:试设计一座填料吸收塔,用于脱除焙烧炉送出的混合气体(先冷却)中的SO2,其余为惰性组分,采用清水进行吸收。

  混合气体的处理量m3/h2000混合气体SO2含量(体积分数)10%SO2的回收率不低于97%吸收剂的用量与最小用量之比1.3(二)操作条件

  (1)操作压力 常压

  (2)操作温度 25℃

  (三)设计内容

  (1)吸收塔的物料衡算;

  (2)吸收塔的工艺尺寸计算;

  (3)填料层压降的计算;

  (4)液体分布器简要设计;

  (5)吸收塔接管尺寸计算;

  (6)绘制吸收塔设计条件图;

  (7)对设计过程的评述和有关问题的讨论。

  二 设计方案简介

  2.1方案的确定

  用水吸收SO2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SO2产品,故采用纯溶剂。

  2.2填料的类型与选择

  对于水吸收SO2的过程,操作温度及操作压力较低,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。由于高径比减少,使得气体绕填料外壁的平均径大为缩短,减少了气体通过填料层的阻力。锥形翻边不仅增加了填料的机械强度,而且使填料之间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。

  2.3设计步骤

  本课程设计从以下几个方面的内容来进行设计

  (一) 吸收塔的物料衡算;(二) 填料塔的工艺尺寸计算;主要包括:塔径,填料层高度,填料层压降;(三) 设计液体分布器及辅助设备的选型;(四) 绘制有关吸收操作图纸。

  三 、工艺计算

  3.1基础物性数据

  3.1.1 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纯水的物性数据。由手册查得,25℃时水的有关物性数据如下:

  密度为 ρL=997.1 kg/m3

  粘度为 μL=0.0008937 Pa·s=3.2173kg/(m·h)

  表面张力为σL=71.97 dyn/cm= kg/h2

  SO2在水中的扩散系数为 DL=1.724×10-9m2/s=6.206×10-6m2/h

  (依Wilke-Chang计算,查《化学工程基础》)

  3.1.2 气相物性数据

  设进塔混合气体温度为25℃,

  混合气体的平均摩尔质量为

  MVm=ΣyiMi=0.1×64.06+0.9×29=32.506g/mol

  混合气体的平均密度为

  ρVm=PM/RT=101.325×32.506/(8.314×298.15)=1.3287kg/ m3

  混合气体的粘度可近似取为空气的粘度,查手册得25℃空气的粘度为

  μV=1.83 ×10-5Pa?s=0.066kg/(m?h)

  查手册得SO2在空气中的扩散系数为

  DV=1.422×10-5m2/s=0.051 m2/h

  (依计算,其中273K时,1.013×10-5Pa时SO2在空气中的扩散系数为1.22×10-5m2/s,查《化学工程基础》)

  3.1.3 气液相平衡数据

  由手册查得,常压下25℃时SO2在水中的亨利系数为

  E=4.13 ×103 kPa

  相平衡为

  m=E/P=4.13×103/101.3=40.76

  溶解度系数为

  H=ρ/EM=997.2/4.13×103×18.02=0.0134kmol/kPam3

  3.1.4 物料衡算

  (l). 进塔混合气中各组分的量

  近似取塔平均操作压强为101.3kPa,故:

  混合气量= kmol/h

  混合气SO2中量=81.80×0.1=8.18 kmol/h

  =8.18×64.06=542.01kg/h

  设混

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