内容发布更新时间 : 2024/11/13 6:57:03星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

摘要

在化工生产中，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，在气液两相接触是发生传质，实现气液混合物的分离。在化学工业中，经常需将气体混合物中的各个组分加以分离，其目的是：

① 回收或捕获气体混合物中的有用物质，以制取产品；

② 除去工艺气体中的有害成分，使气体净化，以便进一步加工处理；或除去工业放空尾气中的有害物，以免污染大气。根据不同性质上的差异，可以开发出不同的分离方法。吸收操作仅为其中之一，它利用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，保护环境等方面都要用到气体吸收过程。填料塔作为主要设备之一，越来越受到青睐。二氧化硫填料吸收塔，以水为溶剂，经济合理，净化度高，污染小。此外，由于水和二氧化硫反应生成硫酸，具有很大的利用。

本次化工原理课程设计，我设计的题目是：炉气处理量为4200m3h炉气吸过程填料吸收塔设计。本次任务为用水吸收二氧化硫常压填料塔。具体设计条件如下：

1、混合物成分：空气和二氧化硫； 2、二氧化硫的含量：0.05（摩尔分率） 3、操作压强；常压操作 4、进塔炉气流量：4200m3h 5、二氧化硫气体回收率：95% 吸收过程视为等温吸收过程。

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目录

摘要 .................................................................................................................................................. I 第一章 设计方案的确定................................................................................................................. 1

1.1流程方案 ............................................................................................................................. 1 1.2设备方案 ............................................................................................................................. 1 1.3流程布置 ............................................................................................................................. 1 1.4吸收剂的选择 ..................................................................................................................... 1 第二章 填料的选择 ........................................................................................................................ 2

2.1对填料的要求 ..................................................................................................................... 2 2.2填料的种类和特性 ............................................................................................................. 2 2.3填料尺寸 ............................................................................................................................. 3 2.4填料材质的选择 ................................................................................................................. 3 第三章 工艺计算 ............................................................................................................................ 4

3.1气液平衡的关系 ................................................................................................................. 4 3.2吸收剂用量及操作线的确定 ............................................................................................. 4

3.2.1吸收剂用量的确定 .................................................................................................. 4 3.2.2操作线的确定 .......................................................................................................... 5 3.3塔径计算 ............................................................................................................................. 5

3.3.1采用Eckert通用关联图法计算泛点速率

uf： .................................................... 5

3.3.2操作气速 .................................................................................................................. 7

3.3.3塔径计算 .................................................................................................................. 7 3.3.4喷淋密度U校核 ..................................................................................................... 7

?P3.3.5单位高度填料层压降（Z）的校核 .................................................................. 8

3.4填料层高度计算 ................................................................................................................. 9

3.4.1传质系数的计算 ...................................................................................................... 9 3.4.2填料高度的计算 .................................................................................................... 12

第四章 填料塔内件的类型与设计............................................................................................... 13

4.1 塔内件的类型 .................................................................................................................. 13 第五章 辅助设备的选型............................................................................................................... 16

5.1管径的选择 ....................................................................................................................... 16 5.2泵的选取： ....................................................................................................................... 17 5.3风机的选型： ................................................................................................................... 17 第六章 填料塔附属高度计算....................................................................................................... 17 第七章 分布器简要计算............................................................................................................... 18 第八章 关于填料塔设计的选材................................................................................................... 18 参考文献 ........................................................................................................................................ 19 附录 ................................................................................................................................................ 20 附图 ................................................................................................................................................ 21 致谢 ................................................................................................................................................ 22

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第一章 设计方案的确定

1.1流程方案

指完成设计任务书所达的任务采用怎样的工艺路线，包括需要哪些装置设备，物料在个设备间的走向，哪些地方需要有观测仪表、调节装置，有哪些取样点以及是否需要有备用支线等。

1.2设备方案

根据设备要求，确定选用什么形式的设备。若选用填料塔，塔内填料的型式、尺寸和材质如何选定。方案的确定需要加以论证，在技术上可行的基础上考虑经济性。

1.3流程布置

吸收装置的流程布置是指气体和液体进出吸收塔的流向安排。主要有逆流操作、并流操作、吸收剂部分再循环操作、单塔或多塔串联操作，根据生产任务、工艺特点，结合各种流程的优缺点，逆流操作时传质平均推动力大，分离程度高，吸收剂利用率高，所以此次设计采用常规逆流操作的流程。

1.4吸收剂的选择

吸收剂性能的优劣是决定吸收操作效果的关键之一，选择应考虑以下几方面：

(1)溶解度要大，以提高吸收速率并减少吸收剂的用量；

(2)选择性要好，对溶质组分有良好的溶解能力，对其他组分不吸收或甚微；

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