SO2吸收填料塔设计任务书

专业资料word完美格式SO2吸收填料塔设计任务书矿石焙烧炉送出的气体冷却到25℃后送人填料塔中，用20℃清水洗涤以除去其中的SO2。人塔的炉气流量为2400m3/h，其中SO2的摩尔分率为0.05，要求SO2的吸收率为95%。吸收塔为常压操作，因该过程液气比很大，吸收温度基本不变，可近似取为清水的温度。试设计该填料吸收塔。1设计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不作为产品，故采用纯溶剂。2填料的选择对于水吸收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。3基础物性数据（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，20℃时水的有关物性数据如下：密度为ρL=998.2kg/m3粘度为μL=0.001Pa·s=3.6kg/(m·h)表面张力为σL=72.6dyn/cm=940896kg/h2SO2在水中的扩散系数为DL=1.47×10-5cm2/s=5.29×10-6m2/h专业资料word完美格式（2）气相物性数据混合气体的平均摩尔质量为MVm=ΣyiMi=0.05×64.06+0.95×29=30.75混合气体的平均密度为混合气体的粘度可近似取为空气的粘度，查手册得20℃空气的粘度为μV=1.81×10-5Pa·s=0.065kg/(m·h)查手册得SO2在空气中的扩散系数为DV=0.108cm2/s=0.039m2/h（3）气液相平衡数据由手册查得，常压下20℃时SO2在水中的亨利系数为E=3.55×103kPa相平衡常数为溶解度系数为4物料衡算进塔气相摩尔比为出塔气相摩尔比为专业资料word完美格式进塔惰性气相流量为该吸收过程属低浓度吸收，平衡关系为直线，最小液气比可按下式计算，即对于纯溶剂吸收过程，进塔液相组成为X2=0取操作液气比为L=46.61×93.25=4346.38kmol/hV(Y1-Y2)=L(X1-X2)5填料塔的工艺尺寸的计算（1）塔径计算采用Eckert通用关联图计算泛点气速。气相质量流量为wV＝2400×1.257＝3016.8kg/h液相质量流量可近似按纯水的流量计算，即wL＝4346.38×18.02＝78321.77kg/hEckert通用关联图的横坐标为专业资料word完美格式查图4-5得查表4-4得φF=170m-1取u=0.7uF=0.7×1.027=0.719m/s由圆整塔径，取D=l.2m。泛点率校核：填料规格校核：液体喷淋密度校核：取最小润湿速率为（Lw）min=0.08m3/m·h查填料手册得at=132.5m2/m3Umin=（Lw）minat=0.08×132.5=10.6m3/m2·h专业资料word完美格式经以上校核可知，填料塔直径选用D=1200mm合理。(2)填料层高度计算脱吸因数为气相总传质单元数为气相总传质单元高度采用修正的恩田关联式计算：查表4-5得σc=33dyn/cm=427680kg/h2液体质量通量为气膜吸收系数由下式计算：专业资料word完美格式气体质量通量为=0.0336kmol/(m2·h·kPa)液膜吸收系数由下式计算：=1.099m/h由kGa=kGawψ1.1，查表5-14得ψ=1.45则kGa=kGawψ1.1=0.0336×0.592×132.5×1.451.1=3.966kmol/(m3·h·kPa)kLa=kLawψ0.4=1.099×0.592×132.5×1.450.4=100.02l/h由，，得专业资料word完美格式则由由Z=HOGNOG=0.681×7.062=4.785m，得设计取填料层高度为查表4-8，对于阶梯环填料，。取，则h=8×1200=9600mm计算得填料层高度为6000mm，故不需分段。6填料层压降计算采用Eckert通用关联图计算填料层压降。横坐标为查表4-10得，ΦP=116m-1纵坐标为专业资料word完美格式查图4-5得△P/Z=107.91Pa/m填料层压降为△P=107.91×6=647.46Pa7液体分布器简要设计(1)液体分布器的选型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。(2)分布点密度计算按Eckert建议值，D≥1200时，喷淋点密度为42点/m2，因该塔液相负荷较大，设计取喷淋点密度为120点/m2。布液点数为n=0.785×l.22×120=135.6点≈136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：二级槽共设七道，在槽侧面开孔，槽宽度为80mm，槽高度为210mm，两槽中心矩为160mm。分布点采用三角形排列，实际设计布点数为n=132点，布液点示意图如图4-7所示。专业资料word完美格式图4-7槽式液体分布器二级槽的布液点示意图(2)布液计算由取φ=0.60，△H=160mm设计取d0=14mm。