化工原理课程设计时水吸收二氧化硫填料塔的设计

《 化工原理 》

课程设计报告

题目：处理量为1000m/h清水吸收二氧化硫填料吸收塔设计

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系 别： 环境科学与工程学院 专业班级： 环境工程11（2）班 姓 名： 陈 新 林 学 号：

指导教师： 郑 育 英

（课程设计时间：2013年12月30日——2014年1月5日）

广东工业大学

目 录

1．课程设计目的………………………………………………………………… 1 2．课程设计题目描述和要求 …………………………………………… 1 3．课程设计报告内容…………………………………………………………… 4

基础物性数据………………………………………………………………4 液相物性数据…………………………………………………………4 气相物性数据…………………………………………………………5

气液相平衡数据………………………………………………………6 物料衡算……………………………………………………………………6 塔径计算……………………………………………………………………7 塔径的计算……………………………………………………………8 ………………………………………………………… 8

…………………………………………………………9 …………………………………………………9

填料层高度的计算…………………………………………………………9 传质单元数的计算……………………………………………………9 …………………………………………………10 ……………………………………………………11

填料塔附属高度的计算……………………………………………………11 液体分布器计算……………………………………………………………12 液体分布器的选型……………………………………………………12 ………………………………………………………………13

其他附属塔内件的选择……………………………………………………13 填料支承装置的选择…………………………………………………13 填料压紧装置…………………………………………………………16 塔顶除雾器……………………………………………………………17 吸收塔的流体力学参数计算………………………………………………17 ．1 吸收塔的压力降……………………………………………………17 吸收塔的泛点率………………………………………………………18 气体动能因子…………………………………………………………18 附属设备的计算与选择……………………………………………………18 离心泵的选择与计算…………………………………………………18 吸收塔主要接管尺寸选择与计算…………………………………… 工艺设计计算结果汇总与主要符号说明…………………………………………24 4．总结……………………………………………………………………………26 参考文献 …………………………………………………………………………27

1. 课程设计目的

化工原理课程设计是学生学过相关基础课程及化工原理理论与实验后，进一步学习化工设计的基础知识，培养工程设计能力的重要教学环节。通过该环节的实践，可使学生初步掌握单元操作设计的基本程序与方法，得到工程设计能力的基本锻炼。化工原理课程设计是以实际训练为主的课程，学生应在过程中收集设计数据，在教师指导下完成一定的设备设计任务，以达到培养设计能力的目的。单元过程及单元设备设计是整个过程和装备设计的核心和基础，并贯穿于设计过程的始终，从这个意义上说，作为相关专业的本科生能够熟练地掌握典型的单元过程及装备的设计过程和方法，无疑是十分重要的。

2．课程设计题目描述和要求 设计题目描述

(1) 设计题目

二氧化硫填料吸收塔及周边动力设备与管线设计 (2) 设计内容

根据所给的设计题目完成以下内容： (1)设计方案确定；

(2)相关衡算；

(3)主要设备工艺计算；

(4)主要设备结构设计与算核；

(5)辅助（或周边）设备的计算或选择； (6)制图、编写设计说明书及其它。

(3) 原始资料

设计一座填料吸收塔，用于脱除废气中的SO2，废气的处理量为1000m3/h，其中进

口含SO2为2%（摩尔分率），采用清水进行逆流吸收。要求塔吸收效率达98%。吸收塔操作条件：常压：；恒温，气体与吸收剂温度：303K 清水取自1800米外的湖水。示意图参见设计任务书。

⒈设计满足吸收要求的填料塔及附属设备；

⒉选择合适的流体输送管路与动力设备（求出扬程、选定型号等），并核算离心泵安装高度。 设计要求

设计时间为一周。设计成果要求如下： 1. 完成设计所需数据的收集与整理

2. 完成填料塔的各种计算 3. 完成动力设备及管线的设计计算 4. 完成填料塔的设备组装图

5. 完成设计说明书或计算书（手书或电子版打印均可）

目录、设计题目任务、气液平衡数据、L/G、液泛速度、塔径、KYa（或KXa的计算、HOL、NOL的计算、动力设备计算过程（包括管径确定）等。 3．课程设计报告内容

吸收塔的工艺计算

基础物性数据 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，30℃时水的有关物性数据如下： 密度?水?995.7Kg/m3【1】 黏度?水?801.5?10?6Pa?s【1】 表面张力为?L?0.07122N/m【1】

SO2在水中的扩散系数为DL?2.2?10?9m2/s【1】 气相物性数据

混合气体的平均摩尔质量为

M空气?29Kg/mol【1】 M二氧化硫?64Kg/mol【1】

M?M空气?（1?y1）?M二氧化硫?y1?29?0.91?64?0.09?32.15kg/kmol

__混合气体的密度为 ?V?M?P?1.293Kg/m3 RT__混合气体的黏度可近似取为空气的黏度，查资料【1】得30℃空气的黏度为 ?G=0.0000186pa?s【1】

查得SO2在空气中的扩散系数为 DG?1.469?10?5m2/s【1】