水吸收二氧化硫填料塔课程设计..

《化工原理课程设计》报告

设计任务书

（一）设计题目

试设计一座填料吸收塔，用于脱除混于空气中的SO2，混合

气体的处理为2500m3/h,其中SO2（体积分数）8﹪。要求塔

板排放气体中含SO2低于0.4％，采用清水进行吸收。（二）操作条件

常压，20℃

（三）填料类型

选用塑料鲍尔环、陶瓷拉西环填料规格自选

（四）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、吸收塔接管尺寸的计算

5、绘制吸收塔的结构图

6、对设计过程的评述和有关问题的讨论

7、参考文献

8、附表

一、概述 (4)

二、计算过程 (4)

1. 操作条件的确定 (4)

1.1吸收剂的选择 (4)

1.2装置流程的确定 (4)

1.3填料的类型与选择 (4)

1.4操作温度与压力的确定 (4)

2. 有关的工艺计算 (5)

2.1基础物性数据 (5)

2.2物料衡算 (6)

2.3填料塔的工艺尺寸的计算 (6)

2.4填料层降压计算 (11)

2.5吸收塔接管尺寸的计算 (12)

2.6附属设备……………………………………………… ..12

三、评价 (13)

四、参考文献 (13)

五、附表 (14)

一、概述

填料塔不但结构简单，且流体通过填料层的压降较小，易于用

耐腐蚀材料制造，所以它特别适用于处理量小，有腐蚀性的物

料及要求压降小的场合。液体自塔顶经液体分布器喷洒于填料

顶部，并在填料的表面呈膜状流下，气体从塔底的气体口送入，流过填料的空隙，在填料层中与液体逆流接触进行传质。因气

液两相组成沿塔高连续变化，所以填料塔属连续接触式的气液

传质设备。

二、设计方案的确定

(一) 操作条件的确定

1．1吸收剂的选择

因为用水作吸收剂，同时SO2不作为产品，故采用纯溶剂。

1．2装置流程的确定

用水吸收SO2属于中等溶解度的吸收过程，故为提高传

质效率，选择用逆流吸收流程。

1．3填料的类型与选择

用不吸收SO2的过程，操作温度低，但操作压力高，因

为工业上通常选用塑料散堆填料，在塑料散堆填料中，塑

料鲍尔环填料的综合性能较好。鲍尔环填料是对拉西环的改进，鲍尔环由于环壁开孔，大大提高了环内空间及环内表面的利用率，气流阻力小，液体分布均匀。与拉西环相比，鲍尔环的气体通量可增加50%以上，传质效率提高30%左右。

1．4操作温度与压力的确定 20℃，常压

（二）填料吸收塔的工艺尺寸的计算 2．1基础物性数据 ①液相物性数据

对于低浓度吸收过程，溶液的物性数据可近似取水的物性数据查得，293K 时水的有关物性数据如下：

密度ρ=998.2kg/m 粘度μL =0.001Pa ·s=3.6kg/(m ·h)

表面张力бL =72.6dyn/cm=940896kg/h

SO 2在水中的扩散系数为D L =1.47×10-5m 2/s=5.29×10-6m 2/h

②气相物性数据

混合气体的平均摩尔质量为

M vm =∑y i M i =0.08×44＋0.92×29=31.8

混合气体的平均密度ρvm = 322.1293

314.88

.313.101=??=RT PMvm kg m -3 混合气体粘度近似取空气粘度，手册20℃空气粘度为 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

D V =0.108cm 2/s=0.039m 2/h

由手册查得20℃时SO 2在水中的亨利系数E=3550kPa

相平衡常数为m=

04.353

.1013550==P E 溶解度系数为H=

kPa.m kmlo 0.0156E.Ms

ρ= 2.2物料衡算

进塔气相摩尔比为y 1=0.08 出塔气相摩尔比为y 2=0.004 进塔惰性气相流量为V=

h kmol /67.95)08.01(293

273

4.222500=-? 该吸收过程为低浓度吸收，平衡关系为直线，最小液气比按下式

计算，即（

121min /x m y y

y ）V L （--= 对于纯溶剂吸收过程，进塔液组成为X 2=0 （29.330

04.35/08.0004.008.0/2121min =--=--=x m y y y ）V L （

取操作液气比为L/V=1.4L/V=1.4×33.29=46.61 L=46.61×95.67=4459.18kmol/h ∵V(y 1-y 2)=L(x 1-x 2) ∴x 1=

3101.634459.18

0.004)

(0.0895.67-?=-?

2.3填料塔的工艺尺寸计算 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 W V =2500×1.322=3305kg/h 液相质量流量可近似按纯水的流量计算

即W L =4459.18×18.02=80354.42kg/h

Eckert 通用关联图横坐标为0.885)998.2

1.322(330580354.42)

ρρ

(W W 0.5

0.5

V V L =?= 查埃克特通用关联图得

025.02

.0=??L L

V F F g u μρρ?φ 查表（散装填料泛点填料因子平均值）得1140-=m F φ s m g u L

V F L

F /149.11

322.111402

.99881.9226.0025.02

.02

.0=?????=

μ?ρφρ 取u=0.7u F =0.7×1.149=0.8046m/s 由=??==

8046

.014.33600

/250044u V D S π 1.048m 圆整塔径，取D=1.1m 泛点率校核 u=m/s .../731101178503600

25002

100149

.17311.0?=F u u ﹪=63.63％(在允许范围内) 填料规格校核：

104425

1100

>==d D 液体喷淋密度校核，取最小润湿速率为（L W ）min =0.08m 3/m ·h 查塑料(聚乙烯）鲍尔环（*）特性数据表得：型号为DN50的鲍尔环的比表面积 a t =92.7 m 2/m 3 U min =(L W )min a t =0.08×92.7=7.416m 3/m 2·h U=

min 2

77841

178502

9984280354U ..../.>=? 经校核可知，塔径D=1100mm 合理

②填料层高度计算

y *

1=mx 1=35.04×0.00163=0.0571

Y *2=mX 2=0 脱因系数为 S=

752.018

.445967

.9504.35=?=L mV 气相总传质单元数

N OG =()??

????+----*

*S y y y y S S 22211ln 11 =

???+-?-?---752.001063.1008.0)752.01(ln 752.0113 =10.319

气相总传质单元高度采用修正的恩田关联式计算

?????

??????

?????

?????? ?????? ??--=-2

.02

.021.075.045.1exp 1t L L L t L L t L L t L L c t w a U a a U a U a a σρσρμσσ

查常见材质的临界表面张力值表得 σc =33dyn/cm=427680kg/h 2 液体质量通量为

h)kg/(m ....U L ?=?=

461846001

178504280354??

???????????? ???????? ???????? ?????? ??--=-2.0205.08221.075.07.929408962.998461.846001027.12.9987.9246.846006.37.92461.84600

94089642768045.1exp 1t w a a =0.6467 吸收系数由下式计算

? ?????

? ???=RT D a D a U K V t V V V V t V

G 3

/17

.0237.0ρμμ

质量通量为()

h m kg/....U V ?=??=

534791

1785032212500 ??

??????? ?????? ????=293314.8039.07.92039.0322.1065.0065.07.923.3479237.03

/17.0G K

= 0.237×85.71×1.08×0.0015

= 0.0325kmol/(m 3·h ·kPa)

吸收系数由下式计算

/12

/13

/20095.0???

? ?????

? ??=-L L L L L L

W L

L g D a U K ρμρμμ

/18

/163

/22.9981027.16.31029.52.9986.36.37.926467.046.846000095.0???

????

??????? ????=--L K =3.236m/h

.1?W G G a K a K = 查常见填料的形状系数表得 45.1=?

.1?W G G a K a K =

)/(932.245.17.926467.00325.031.1kPa h m kmol ??=???=

h a K a K W L L /08.22545.17.926467.0236.34.04.0=???==?

u/u F =63.63％>50﹪

a K u u a K G F G ???

???????? ??-+='

.15.05.91 a K u u a K L F L ???

????????? ??-+='

.25.06.21

得()[]

()kPa h m kmol a K G ??=?-?+='3

4.1/642.4932.2

5.06363.05.91

得()[]

h a K L /38.23208.2255.06363.06.212

.2=?-?+='

()

kPa

h m kmol a

HK K a K L G

G ??=?+

3/036.238

.2320156.01

642.411

111 H OG =

m aP K V a K V G Y 488.01

.1785.03.101036.267

.952

=???=Ω=Ω Z=H OG N OG =0.488×10.319=5.03m 得Z ′=1.3×5.03=6.539 取填料层高度为Z ′=6.6m 查塑料鲍尔环高度推荐值表对于阶梯环填料

10~5=D

， h max ≤6m 取h/D=8 则h=8×1100=8800mm 计算得填料层高度为66000mm ，故不需分段

2.4填料层压降计算

散装填料的压降值可由埃克特通用关联图计算。计算时，先

根据气液负荷及有关物性数据，求出横坐标5

0。L

V V

W W

???

? ??ρρ值。

再根据操作空塔气速U 用有关物性数据，求出纵坐标

.02L

V P g u μρρ?φ??值。通过作图得出交点，读出过交点的等压线数值，即得出每米填料层压降值。用埃克特通用关联图计算压降时，所需填料因子与液体喷淋点密度有关，为了工程

计算的方便，常采用与液体喷淋密度无关的压降填料因子平均值。

埃克特通用关联图横坐标为

0。L

V V

L W W ???

? ??ρρ=0.885

查散装填料压降填料因子平均值表得

1125-=m P φ

查通用关联图得：△P/Z=190.45Pa/m 填料层压降为△P=190.45×6.6=1256.97Pa

查此图时，一定要看好，最好用两个直角板找到横坐标和纵坐标的交点，在估计出合理的等压线数值。

2.5吸收塔接管尺寸计算

一般管道为圆形，d 为内径，水流速为0.5～3m/s 常压下气体流速 10～30m/s 则气体进口直径 mm u V d 17230

360014.32500

441≈???==

π 气体出口直径 d 2=d 1=172mm 喷液进口直径 mm u V d 2395

.0360014.32

.998/42.80354443≈???==

π 喷液出口直径 d 4=d 3=240mm 排液口直径 d 5=d 3/2=120mm 2.6附属设备

（1）本设计任务液相负荷不大，可选用排管式液体分面器，

且填料层不高，可不设液体再分布器。

（2）塔径及液体负荷不大，可采用较简单的栅板型支承板及压板。

三、评价

设计中问题的评价：

1、对于吸收塔基本尺寸的确定以及数据来源，物性参数，合适

取值范围的确定要按具体的实际设计情况来定。

2、对于吸收塔填料装置的材料属性，以及经济效益要综合考虑

工艺的可能性又要满足实际操作标准。

3、对于吸收塔的温度的确定，由吸收的平衡关系可知，温度降

低可增加溶质组分的溶解度，对于压力的确定，选择常压，

减少工作设备的负荷。

设计体会

刚拿到任务说明书时，一脸茫然，大家都是第一次接触到这个陌生的东西，面对大量繁琐的计算，我的头都大了，其中我得了一个很不合理的数据，经过反复查找，才发现前面有个小数点弄错了，我深深体会到了科学需要的严谨性。在设计课程报告时，要输入大量的公式，我自学了一点公式编辑器的知识，感觉它非常有用，今后有时间还得好好学学。我会好好对待以后的每一次设计，让老师满意。希望老师对我这次的表现认可。

四、参考文献

1、《化学工程手册》编辑委员会，化学工程手册——气液传质设

备

2、贾绍义，紫诚敬《化工原理课程设计》天津大学出版社，2002

3、刘乃鸿等《现代填料塔技术指南》天津，中国石化出版社1998

4、徐崇嗣等《塔填料产品及技术手册》北京，化学工业出版社

1995

5、姚玉英《化工原理，下册》天津大学出版社1999

五，附表

埃克特通用关图

填料特性参数

填料名称规格（直径×高×厚）

/mm

材质及堆积

方式

比表面积

/m2.m3

空隙率

/m3/m3

干填料因子

/m-1

塑料鲍尔环50（*）×50×

4.5

塑料乱堆92.7 0.90

127

主要符号说明

А填料层的有效传质比表面积 a W填料层的润滑比表面积

A 吸收因数，无因次

D 填料直径

d t填料当量直径

D 扩散系数。塔径

E 亨利系数

G 重力加速度

H 溶解度系数

H G 气相传质单元高度

H L液相传质单元高度

u t液泛速度

K G气膜吸收系数

S 解吸因子

U 空塔速度

φ填料因子

化工原理课程设计---水吸收氨气-资料

《化工原理》课程设计水吸收氨气填料塔设计学院医药化工学院专业化学工程与工艺班级姓名姚学号 090350== 指导教师蒋赣、严明芳 2011年12月25日

目录前言 (1) 1. 水吸收氨气填料塔工艺设计方案简介 (4) 1.1任务及操作条件 (4) 1.2设计案的确定 (4) 1.3填料的选择 (4) 2. 工艺计算 (6) 2.1 基础物性数据 (6) 2.1.1液相物性的数据 (6) 2.1.2气相物性的数据 (6) 2.1.3气液相平衡数据 (6) 2.1.4 物料衡算 (7) 2.2 填料塔的工艺尺寸的计算 (7) 2.2.1 塔径的计算 (7) 2.2.2 填料层高度计算 (9) 2.2.3 填料层压降计算 (12) 2.2.4 液体分布器简要设计 (13) 3. 辅助设备的计算及选型 (15) 3.1 填料支承设备 (15) 3.2填料压紧装置 (16) 3.3液体再分布装置 (16) 4. 设计一览表 (17) 5. 后记 (18) 6. 参考文献 (10) 7. 主要符号说明 (10) 8. 附图（工艺流程简图、主体设备设计条件图）

前言在炼油、石油化工、精细化工、食品、医药及环保等部门，塔设备属于使用量大应用面广的重要单元设备。塔设备广泛用于蒸馏、吸收、萃取、洗涤、传热等单元操作中。所以塔设备的研究一直是国内外学者普遍关注的重要课题。在化学工业中，经常需要将气体混合物中的各个组分加以分离，其主要目的是回收气体混合物中的有用物质，以制取产品，或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成分，以免污染空气。吸收操作是气体混合物分离方法之一，它是根据混合物中各组分在某一种溶剂中溶解度不同而达到分离的目的。塔设备按其结构形式基本上可分为两类；板式塔和填料塔。以前在工业生产中，当处理量大时多用板式塔，处理量小时采用填料塔。近年来由于填料塔结构的改进，新型的、高负荷填料的开发，既提高了塔的通过能力和分离效能又保持了压降小、性能稳定等特点。因此，填料塔已经被推广到大型气、液操作中，在某些场合还代替了传统的板式塔。如今，直径几米甚至几十米的大型填料塔在工业上已非罕见。随着对填料塔的研究和开发，性能优良的填料塔必将大量用于工业生产中。综合考察各分离吸收设备中以填料塔为代表，填料塔技术用于各类工业物系的分离,虽然设计的重点在塔体及塔内件等核心部分,但与之相配套的外部工艺和换热系统应视具体的工程特殊性作相应的改进。例如在DMF回收装置的扩产改造项目中,要求利用原常压塔塔顶蒸汽,工艺上可以在常压塔及新增减压塔之间采用双效蒸馏技术,达到降低能耗、提高产量的双重效果，在硝基氯苯分离项目中;改原多塔精馏、两端结晶工艺为单塔精馏、端结晶流程,并对富间硝基氯苯母液进行精馏分离,获得99%以上的间硝基氯苯,既提高产品质量,又取得了降低能耗的技术效果。过程的优缺点：分离技术就是指在没有化学反应的情况下分离出混合物中特定组分的操作。这种操作包括蒸馏，吸收，解吸，萃取，结晶，吸附，过滤，蒸发，干燥，离子交换和膜分离等。利用分离技术可为社会提供大量的能源，化工产品和环保设备，对国民经济起着重要的作用。为了使1填料塔的设计获得满足分离要

水吸收氨气填料塔设计概述

化工原理课程设计课程名称: _ 化工原理设计题目: __水吸收空气中氨填料塔的工艺设计____ 院系: ___化学与生物工程学院__________ 学生姓名: _____王永奇__________ 学号: ____200907117________ 专业班级: __化学工程与工艺093_ 指导教师: ______张玉洁_________

化工原理课程设计任务书一、设计题目：水吸收空气中的氨填料塔的工艺设计二、设计条件 1.生产能力：每小时处理混合气体4500Nm/h； 2.设备型式：填料塔 3.操作压力：101.3KPa 4.操作温度：298K 5.进塔混合气中含氨8%（体积比） 6.氨的回收率为99% 7.每年按330天计，每天24小时连续生产 8.建厂地址：兰州地区 9.要求每米填料的压降都不大于103Pa 三、设计步骤及要求 1. 确定设计方案（1）流程的选择（2）初选填料类型（3）吸收剂的选择 2.查阅物料的物性数据（1）溶液的密度、粘度、表面张力、氨在水中的扩散系数（2）气相密度、粘度、表面张力、氨在空气中的扩散系数（3）氨在水中溶解的相平衡数据 3.物料衡算（1）确定塔顶、塔底的气液流量和组成（2）确定泛点气速和塔径（3）校核D/d>8～10 （4）液体喷淋密度校核：实际的喷淋密度要大于最小的喷淋密度。 4.填料层高度计算 5.填料层压降校核

如果不符合上述要求重新进行以上计算 6.填料塔附件的选择（1）液体分布装置（2）液体在分布装置（3）填料支撑装置（4）气体的入塔分布 7.计算结果列表（见下表）四、设计成果 1. 设计说明书（A4）（1）内容包括封面、任务书、目录、正文、参考文献、附录（2）格式必须严格按照兰州交通大学毕业设计的格式打印。 2.精馏塔工艺条件图（2号图纸）（手绘）五、时间安排（1）第十九周---第二十二周（2）第二十二周的星期五（7月20日）下午两点本人亲自到指定地点交设计成果，最迟不得晚于星期五的十八点钟。六、设计考核（1）设计是否独立完成；（2）设计说明书的编写是否规范（3）工艺计算与图纸正确与否以及是否符合规范（4）答辩七、参考资料 1.《化工原理课程设计》贾绍义柴成敬天津科学技术出版社 2.《现代填料塔技术》王树盈中国石化出版社 3.化工原理夏清天津科学技术出版社

化工原理填料塔课程设计说明书

皖西学院化学与生命科学系化工原理课程设计说明书题目：设计一台填料塔用于吸收小合成氨厂精炼在生气中的氨专业：应用化工技术班级：0702班学生姓名：章文杰学号：指导教师：徐国梅设计成绩：完成日期： 2009年6月19日目录一、文献综述 (4) （一）、引言 (4) （二）、填料塔技术 (5) （三）、填料塔的流体力学性能 (8) （四）、填料的选择 (9) （五）、填料塔的内件 (10) （六）、工艺流程的现状和发展趋势 (11) 二、设计方案简介 (12) 三、工艺计算 (13) （一）、基础物性数据 (13) 1、液相物性的数据 (13) 2、气相物性数据 (13) 3、气液相平衡数据 (13) 4、物料衡算 (14) （二）、填料塔的工艺尺寸的计算 (15) 1、塔径的计算 (15) 2、填料层高度计算 (16) 3、填料层压降计算 (18) 4、液体分布器简要设计 (20) 四、辅助设备的计算及选型 (21) 五、设计一览表 (24) 六、心得体会 (26) 七、参考文献………………………………………………………… 八、主要符号说明……………………………………………………

九、附图（带控制点的工艺流程简图、主体设备设计条件图）文献综述关键词：填料塔；聚丙烯；吸收摘要: 填料塔洗涤吸收净化工艺不单应用在化工领域 ,在低浓度工业废气净化方面也能很好地发挥作用。工程实践表明 ,合理的系统工艺和塔体设计 ,是保证净化效果的前提。本文简述聚丙烯阶梯填料应用于水吸收氨过程的工艺设计以及工程问题。（一）引言填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备，它是化工类企业中最常用的气液传质设备之一。而塔填料塔内件及工艺流程又是填料塔技术发展的关键。从塔填料、塔内件以及工艺流程,特别是塔填料三方面对填料塔技术的现状与发展趋势作了介绍,说明了塔填料及塔内件在填料塔技术中的重要性。与板式塔相比，新型的填料塔性能具有如下特点：（1）生产能力大；（2）分离效率高；（3）压降小；（4）操作弹性大；（5）持液量小。聚丙烯材质填料作为塔填料的重要一类，在化工上应用较为广泛，与其他材质的填料相比，聚丙烯填料具有质轻、价廉、耐蚀、不易破碎及加工方便等优点，但其明显的缺点是表面润湿性能差。研究表明，聚丙烯填料的有效润湿面积仅为同类规格陶瓷填料的 40 % ，由于聚丙烯填料表面润湿性能差，故传质效率较低，使应用受到一定的限制.为此，对聚丙烯填料表面进行处理，以提高其润湿及传质性能的研究日益受到人们的重视. 近年来，国内外一些学者做了该方面的研究工作，研究结果表明，聚丙烯填料经表面处理后，润湿及传质性能得到了较大的提高。聚丙烯阶梯环填料为外径是高度的两倍的圆环 ,在侧壁上开出两排长方形的窗孔 , 并在一端增加了一个锥形翻边，被切开的环壁的一侧仍与壁面相连 ,另一侧向环内弯曲 ,形成内伸的舌叶 ,各舌叶的侧边在环中心相搭。鲍尔环由于环壁开孔 ,大大提高了环内空间及环内表面的利用率 ,气流阻力小 ,液体分布均匀。阶梯环与鲍尔环相比 ,其高度减少了一半 ,并在一端增加了一个锥形翻边。（二）填料塔技术填料塔的塔身是一直立式圆筒，底部装有填料支承板，填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。填料的上方安装填料压板，以防被上升气流吹动。液体从塔顶经液体分布器喷淋到填料上，并沿填料表面流下。气体从塔底送入，经气体分布装置（小直径塔一般不设气体分布装置）分布后，与液体呈逆流连续通过填料层的空隙，在填料表面上，气液两相密切接触进行传质。填料塔属于连续接触式气液传质设备，两相组成沿塔高连续变化，在正常操作状态下，气相为连续相，液相为分散相。当液体沿填料层向下流动时，有逐渐向塔壁集中的趋势，使得塔壁附近的液流量逐渐增大，这种现象称为壁流。壁流效应造成气液两相在填料层中分布不均，从而使传质效率下降。因此，当填料层较高时，需要进行分段，中间设置再分布装置。液体再分布装置包括液体收集器和液体再分布器两部分，上层填料流下的液体经液体收集器收集后，送到液体再分布器，经重新分布后喷淋到下层填料上。填料塔具有生产能力大，分离效率高，压降小，持液量小，操作弹性大等优点。填料塔也有一些不足之处，如填料造价高；当液体负荷较小时不能有效地润湿填料表面，使传质效率降低；不能直接用于有悬浮物或容易聚合的物料；对侧线进料和出料等复杂精馏不太适合等

水吸收二氧化硫填料塔

化工原理课程设计设计名称水吸收SO2-空气混合气填料塔的设计学院能源与环境学院班级环境131 学号 201301144120 姓名高鹏垒指导教师石凤娟 2016年1月 22 日

化工原理课程设计任务书一、设计题目水吸收SO 2-空气混合气填料塔的设计：试设计一座填料吸收塔，用20℃的清水吸收 SO 2-空气混合气中的 SO 2。已知入口空气中含SO 2的摩尔分率为0.05，操作压力为 101.3KPa,相对湿度为70%。要求SO 2的回收率为96%。采用清水进行吸收，吸收剂的用量为最小用量的1.5倍。二、设计操作条件（1）入塔炉气流量：1200（1800）+n*10=1400h m /3 （说明: n 为学号尾数后两位）（2）常压101.3KPa 。（3）操作温度20℃。三、填料类型选用聚丙烯阶梯环填料，填料规格自选。四、工作日每年300天，每天24h 连续运行。五、厂址河南省周口市。六、设计内容（1）填料塔的物料衡算；（2）填料塔的工艺尺寸计算；（3）填料层压降的计算；（4）液体分布器简要设计；（5）填料塔接管尺寸计算；（6）绘制生产工艺流程图（A2号图纸）（7）绘制填料塔装配图（A1号图纸）（8）对设计过程的评述和有关问题的讨论。

摘要：介绍了吸收技术的基本知识；叙述了水吸收SO2的设计方案和流程；根据操作条件设计出符合要求的填料塔，包括塔设备的工艺尺寸计算、填料选择及辅助设备的选型和计算。关键字：课程设计SO2吸收填料塔

目录一、前言 0 1、吸收技术概况 0 2、吸收在工业生产中的应用 (1) 3、吸收设备 (1) 二、填料塔设计 (2) 1、吸收剂的选择 (2) 2、吸收流程的选择 (3) 2.1 气体吸收过程分类 (3) 2.2吸收装置的流程 (4) 3、吸收塔设备及填料的选择 (5) 3.1 吸收塔设备 (5) 3.2 填料的选择 (5) 4、吸收剂再生方法的选择 (6) 5、操作参数的选择 (7) 5.1操作温度的确定 (7) 5.2操作压力的确定 (7) 三、填料塔工艺设计计算 (8) 1、基础物性数据 (8) 1.1液相物性数据 (8) 1.2气相物性数据 (8) 1.3气液两相平衡时的数据 (8) 2、物料衡算 (9) 3、填料塔的工艺尺寸计算 (10) 3.1塔径的计算 (10) 考虑到填料塔内部的压力降，塔的操作压力为101.3KPa (10) 3.2泛点率校核和填料规格 (11) 填料规格校核............................................................... 11 阶梯环的径比要求：d D >8 .................................................... 11 3.3液体喷淋密度校核 . (11) 4、填料层高度计算 (12) 4.1传质单元数的计算 (12) 4.2传质单元高度的计算 (12) 4.3填料层高度的计算 (14) 5、填料塔附属高度的计算 (14) 6、液体分布器的简要设计 (15) 6.1液体分布器的选型 (15) 6.2分布点密度及布液孔数的计算 (16) 6.3塔底液体保持管高度的计算 (17) 7、其它附属塔内件的选择 (17) 7.1 填料支撑板 (17) 7.2 填料压紧装置与床层限制板 (17)

化工原理水吸收氨填料塔设计

广东石油化工学院化工原理课程设计题目: 水吸收氨填料塔的设计指导教师: 李燕成绩评阅教师

目录第一节前言 (4) 1.1 填料塔的主体结构与特点 (4) 1.2 填料塔的设计任务及步骤 (4) 1.3 填料塔设计条件及操作条件 (4) 第二节填料塔主体设计方案的确定 (5) 2.1 装置流程的确定 (5) 2.2 吸收剂的选择 (5) 2.3填料的类型与选择 (5) 2.3.1 填料种类的选择 (5) 2.3.2 填料规格的选择 (5) 2.3.3 填料材质的选择 (6) 2.4 基础物性数据 (6) 2.4.1 液相物性数据 (6) 2.4.2 气相物性数据 (6) 2.4.3 气液相平衡数据 (7) 2.4.4 物料横算 (7) 第三节填料塔工艺尺寸的计算 (8) 3.1 塔径的计算 (8) 3.2 填料层高度的计算及分段 (9) 3.2.1 传质单元数的计算 (9) 3.2.3 填料层的分段 (11) 3.3 填料层压降的计算 (12) 第四节填料塔内件的类型及设计 (12) 4.1 塔内件类型 (12) 4.2 塔内件的设计 (12) 4.2.1 液体分布器设计的基本要求： (12) 4.2.2 液体分布器布液能力的计算 (13) 注： 1填料塔设计结果一览表 (13) 2 填料塔设计数据一览 (13)

3 参考文献 (15) 4 对本设计的评述或有关问题的分析讨论 (15)

第一节前言 1.1 填料塔的主体结构与特点结构：图1-1 填料塔结构图填料塔不但结构简单，且流体通过填料层的压降较小，易于用耐腐蚀材料制造，所以她特别适用于处理量肖，有腐蚀性的物料及要求压降小的场合。液体自塔顶经液体分布器喷洒于填料顶部，并在填料的表面呈膜状流下，气体从塔底的气体口送入，流过填料的空隙，在填料层中与液体逆流接触进行传质。因气液两相组成沿塔高连续变化，所以填料塔属连续接触式的气液传质设备。 1.2 填料塔的设计任务及步骤设计任务：用水吸收空气中混有的氨气。设计步骤：（1）根据设计任务和工艺要求，确定设计方案; （2）针对物系及分离要求，选择适宜填料；（3）确定塔径、填料层高度等工艺尺寸（考虑喷淋密度）；（4）计算塔高、及填料层的压降；（5）塔内件设计。 1.3 填料塔设计条件及操作条件 1. 气体混合物成分：空气和氨 2. 空气中氨的含量: 5.0% （体积含量即为摩尔含量）液体捕沫器填料压板塔壳填料填料支承板液体再分布器填料压板填料支承板气体气体液体

化工原理课程设计(规整填料塔)

填料精馏塔设计任务书一、设计题目：填料塔设计二、设计任务：苯-甲苯精馏塔设计三、设计条件： 1、年处理含苯41%（质量分数，下同）的苯-甲苯混合液3万吨； 2、产品苯含量不低于96%； 3、残液中苯含量不高于1%； 4、操作条件：填料塔的塔顶压力：4kPa（表压）进料状态：自选回流比：自选加热蒸汽压力：101.33kPa（表压） 5、设备型式：规整填料塔 6、设备工作日：300天/年，24h连续运行四、设计内容和要求序号设计内容要求 1 工艺计算物料衡算、热量衡算、理论塔板数等 2 结构设计塔高、塔径、分布器、接口管的尺寸等 3 流体力学验算塔板负荷性能图 4 冷凝器的传热面积和冷却介质的用量计算 5 再沸器的传热面积和加热介质的用量计算 6 计算机辅助计算将数据输入计算机，绘制负荷性能图 7 编写设计说明书目录、设计任务书、设计计算及结果、流程图、参考资料等

目录第1章流程的确定和说明 (3) 1.1加料方式 (3) 1.2进料状态 (3) 1.3冷凝方式 (3) 1.4回流方式 (3) 1.5加热方式 (3) 1.6加热器 (4) 第2章精馏塔设计计算 (5) 2.1操作条件和基础数据 (5) 2.1.1操作压力 (5) 2.1.2基础数据 (5) 2.2精馏塔工艺计算 (7) 2.2.1物料衡算 (7) 2.2.2热量衡算 (9) 2.2.3理论塔板数计算 (11) 2.3精馏塔的主要尺寸 (12) 2.3.1精馏塔设计的主要依据 (12) 2.3.2塔径设计计算 (15) 2.3.3填料层高度的计算 (16) 第3章附属设备及主要附件的选型计算 (17) 3.1冷凝器 (17) 3.1.1计算冷却水流量 (18) 3.1.2冷凝器的计算与选型 (18) 3.2再沸器 (18) 3.2.1间接加热蒸汽 (18) 3.2.2再沸器加热面积 (18) 3.3塔内其他结构 (19) 3.3.1接管的计算与选择 (19) 3.3.2液体分布器 (20) 3.3.3除沫器 (21) 3.3.4液体再分布器 (22) 3.3.5填料支撑板的选择 (22) 3.3.6塔底设计 (23) 3.3.7塔的顶部空间高度 (23) 第4章结束语 (24) 参考文献 (25)

111水吸收二氧化硫填料吸收塔设计说明书完整版

吉林化工学院化工原理课程设计题目处理量为3100m3/h水吸收二氧化硫过程填料吸收塔的设计教学院专业班级学生姓名学生学号指导教师 2011 年 12 月 5 日

课程设计任务书 1、设计题目：处理量为2550~3200m3/h水吸收二氧化硫过程填料吸收塔的设计。矿石焙烧炉送出的气体冷却到20℃后送入填料塔中，用20℃清水洗涤洗涤除去其中的SO 2入塔的炉气流量为3100m3/h，其中进塔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。吸收剂的用量为最小用量的1.5倍。 2、工艺操作条件：（1）操作平均压力常压（2）操作温度t=20℃ （3）选用填料类型及规格自选。 3、设计任务：完成吸收塔的工艺设计与计算，有关附属设备的设计和选型，绘制吸收系统的工艺流程图和吸收塔的工艺条件图，撰写设计说明书。处理量为3100m3/h水吸收二氧化硫过程填料吸收塔的设计化工原理教学与实验中心 2011年11月

目录摘要.................................................................................................................................IV 第一章绪论. (1) 1.1 吸收技术概况 (1) 1.2 吸收设备发展 (1) 1.3 吸收在工业生产中的应用 (3) 第二章吸收塔的设计方案 (4) 2.1 吸收剂的选择 (4) 2.2 吸收流程选择 (5) 2.2.1 吸收工艺流程的确定 (5) 2.2.2 吸收工艺流程图及工艺过程说明 (6) 2.3 吸收塔设备及填料的选择 (7) 2.3.1 吸收塔设备的选择 (7) 2.3.2 填料的选择 (8) 2.4 吸收剂再生方法的选择 (10) 2.5 操作参数的选择 (11) 2.5.1 操作温度的确定 (11) 2.5.2 操作压强的确定 (11) 第三章吸收塔工艺条件的计算 (12) 3.1 基础物性数据 (12) 3.1.1 液相物性数据 (12) 3.1.2 气相物性数据 (12) 3.1.3 气液两相平衡时的数据 (12) 3.2 物料衡算 (12) 3.3 填料塔的工艺尺寸计算 (13)

化工原理课程设计水吸收氨气填料塔设计

《化工原理》课程设计 ——水吸收氨气填料塔设计学院专业班级姓名学号指导教师 2012年12月11 日

设计任务书水吸收氨气填料塔设计（一）设计题目试设计一座填料吸收塔，采用清水吸收混于空气中的氨气。混合气体的处理量为____3200____m3/h，其中含氨为____8%____（体积分数），混合气体的进料温度为25℃。要求： ①塔顶排放气体中含氨低于____0.04%____（体积分数）；（二）操作条件（1）操作压力：常压（2）操作温度：20℃ （3）吸收剂用量为最小用量的倍数自己确定（三）填料类型聚丙烯阶梯环吸收填料塔（四）设计内容（1）设计方案的确定和说明（2）吸收塔的物料衡算；（3）吸收塔的工艺尺寸计算；（4）填料层压降的计算；（5）液体分布器简要设计；（6）绘制液体分布器施工图（7）吸收塔接管尺寸计算；（8）设计参数一览表；（9）绘制生产工艺流程图（A3号图纸）；（10）绘制吸收塔设计条件图（A3号图纸）；（11）对设计过程的评述和有关问题的讨论。

目录前言 ............................................................................................................. 错误!未定义书签。第一节填料塔主体设计方案的确定.................................................. 错误!未定义书签。 1.1装置流程的确定 .................................................................................. 错误!未定义书签。 1.2 吸收剂的选择.................................................................................. 错误!未定义书签。 1.3 课程设计任务 .................................................................................... 错误!未定义书签。 1.4 填料的类型与选择 ............................................................................. 错误!未定义书签。 1.4.1 填料种类的选择 .............................................................................. 错误!未定义书签。 1.4.2 填料规格的选择 .............................................................................. 错误!未定义书签。 1.4.3 填料材质的选择 .............................................................................. 错误!未定义书签。 1.5 基础物性数据....................................................................................... 错误!未定义书签。 1.5.1 液相物性数据................................................................................. 错误!未定义书签。 1.5.2 气相物性数据 .............................................................................. 错误!未定义书签。 1.5.3 气液相平衡数据............................................................................ 错误!未定义书签。 1.5.4 物料横算............................................................................................. 错误!未定义书签。第二节填料塔工艺尺寸的计算 ........................................................... 错误!未定义书签。 2.1 塔径的计算 ........................................................................................... 错误!未定义书签。 2.2 填料层高度的计算及分段............................................................... 错误!未定义书签。 2.3填料层压降计算： .............................................................................. 错误!未定义书签。第三节填料塔内件的类型及设计 .................................................. 错误!未定义书签。

毕业论文水吸收二氧化硫填料塔设计

水吸收二氧化硫填料塔设计作者陈福茂单位港口航道与近海工程学院专业港口航道与海岸工程学号1303010317

摘要：本设计的目的在于除去工业放空尾气中的有害物质。尾气的初始条件为：20℃，常压下，体积流量为2500m3/h混合气（空气+SO2），其中SO2体积分数5%，出塔SO2含量为0.25%。设计方案：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，故属用纯溶剂吸收过程。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。根据以上条件本设计的结果如下：塔径D=1.2m；填料层高度h=5000mm；填料设计层压降△P=107.91×5=539.55Pa。关键词：水，二氧化硫，填料塔吸收塔 Water Absorption of Sulfur Dioxide in a Packed Tower Abstract:The absorption of the design aims to remove harmful substances in the exhaust of industrial venting. The sulfur dioxide absorption water, design and operating conditions for the task is: At the temperature of 20 and under the atmospheric pressure，the gas mixture (air + SO2)in the amount of procesing : 2500m3/h, volume fraction of sulfue dioxide in the inlet gas mixture:5﹪, emissions (sulfur dioxide by volume) : 0.25﹪. Design scheme: The sulfur dioxide absorption water, to belong to medium solubility absorption process, in order to improve the mass transfer efficiency, choose counter-current absorption process, because water absorbent do, and sulfur dioxide, not as products, so the pure solvents. Choice of filler: the process of water absorption of SO2, the operating temperature and operating pressure is low, the industry usually use plastic bulk packing. In the plastic bulk packing, plastic ladder ring packing performance is better, therefore the DN38 polypropylene ladder ring packing is being choiced. The design of the tower diameter is 1.2m, packing layer height is 5000mm, packing design pressure drop is 539.55Pa. Key Words: H2O; SO2；Packed Tower

化工原理课程设计(水吸收氨填料吸收塔设计)(正式版)分解

《化工原理》课程设计水吸收氨气过程填料塔的设计学院专业制药工程班级姓名学号指导教师 2013 年 1 月 15 日

目录设计任务书 (4) 第一节前言 (3) 1.1 填料塔的有关介绍 (4) 1.2 塔内填料的有关介绍............................. 错误！未定义书签。第二节填料塔主体设计方案的确定 .. (5) 2.1 装置流程的确定 (5) 2.2 吸收剂的选择 (5) 2.3 填料的类型与选择 (7) 2.4 液相物性数据 (6) 2.5 气相物性数据 (8) 2.6 气液相平衡数据 (7) 2.7 物料横算 (7) 第三节填料塔工艺尺寸的计算 (8) 3.1 塔径的计算 (8) 3.2 填料层高度的计算及分段 (9) 3.2.1 传质单元数的计算 (10) 3.2.2 传质单元高度的计算 (10) 3.2.3 填料层的分段 (11) 第四节填料层压降的计算 (12) 第五节填料塔内件的类型及设计 (13) 第六节填料塔液体分布器的简要设计 (13) 参考文献 (15) 对本设计的评述及心得 (15) 附表：附表1填料塔设计结果一览表 (15) 附表2 填料塔设计数据一览 (15) 附件一：塔设备流程图 (17)

设计任务书 (一)、设计题目：水吸收氨气过程填料吸收塔的设计试设计一座填料吸收塔，用于脱除混于空气中的氨气。混合气体的处理量为7500 m3/h，其中含氨气为5％（体积分数），要求塔顶排放气体中含氨低于0.02％（体积分数）。采用清水进行吸收，吸收剂的用量为最小用量的1.5倍。 (二)、操作条件（1）操作压力常压（2）操作温度 20℃. (三)填料类型选用聚丙烯阶梯环填料，填料规格自选。 (四)工作日每年300天，每天24小时连续进行。 (五)厂址厂址为衡阳地区 (六)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。 (七)操作条件 20℃氨气在水中的溶解度系数为H＝0.725kmol/（m3?kPa）。

化工原理填料塔课程设计模板

化工原理课程设计题目: 填料吸收塔的设计教学院: 化学与材料工程学院专业: 应用化工技术级(1)班学号: 15 40 20 22 学生姓名: 罗全海刘勇万丽蓉张硕指导教师: 胡燕辉屈媛年 6 月14 日目录 1 绪论 .............................................................................. 错误!未定义书签。

1.1吸收技术概况 ...................................................... 错误!未定义书签。 1.2吸收过程对设备的要求及设备的发展概况...... 错误!未定义书签。 1.3吸收的应用概况 .................................................. 错误!未定义书签。 1.4设计方案介绍 ...................................................... 错误!未定义书签。 1.5填料选择 .............................................................. 错误!未定义书签。 1.5.1填料塔选择原则 ......................................... 错误!未定义书签。 1.5.2填料种类 ..................................................... 错误!未定义书签。 1.6填料尺寸的的选择: ........................................... 错误!未定义书签。 1.7填料材质的选择: ............................................... 错误!未定义书签。 2 吸收塔的工艺计算 ...................................................... 错误!未定义书签。 2.1 基础物性数据处理 ............................................. 错误!未定义书签。 2.1.1 液相物性数据 ............................................ 错误!未定义书签。 2.1.2气相物性数据 ............................................. 错误!未定义书签。 2.1.3气液平衡数据 ............................................. 错误!未定义书签。 2.1.4物料衡算 ..................................................... 错误!未定义书签。 2.1.5 液气比的计算 ............................................ 错误!未定义书签。 2.1.6吸收剂的用量 ............................................. 错误!未定义书签。 2.2 塔径的计算及校核 ............................................. 错误!未定义书签。 2.2.1物性数据: ................................................... 错误!未定义书签。 2.2.2 泛点气速、塔径的计算........................... 错误!未定义书签。 2.2.3 数据校核..................................................... 错误!未定义书签。

化工原理课程设计---用水吸收二氧化硫常压填料塔

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，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。吸收操作仅为分离方法之一，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，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。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h m 34200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：08.0（摩尔分率） 3、操作压强；常压操作 4、进塔炉气流量：h m 34200 5、二氧化硫气体回收率：%98 吸收过程视为等温吸收过程。关键词：吸收、填料塔、二氧化硫、低浓度。

The Abstract In the chemical production, gas absorption process is using the mixture of gases, the components in liquid or chemical reaction activity of solubility differences. In the chemical industry, gas absorption purpose is to: (1) recovery or capture gas mixture of the useful materials in order to making products; 2) remove the harmful process gas composition, make gas purification, so as to further processing;in order to avoid the atmospheric pollution. Generally speaking, the complete absorption process should include absorption and desorption two parts. In the chemical production process, the raw material of the gas purification, protect the environment, to use gas absorption process. As one of the main equipment packed tower. Sulfur dioxide packing absorption tower, water solvent, reasonable economy, purification degree is high, the pollution is small. In addition, because water and sulfur dioxide reacts sulfuric acid, have a lot of use. The principles of chemical engineering course design,My design task is the sulfur dioxide absorption water atmospheric packed tower. The specific design conditions as follows: 1, mixture composition: air and sulfur dioxide; 2, sulfur dioxide levels in: (Moore points rate) 3, operating pressure; Atmospheric pressure operation 4, into the tower furnace gas flow: 5, sulfur dioxide gas recovery: The absorption process as the isothermal absorption process. Keywords: absorption, packed tower, sulfur dioxide, low concentration.

水吸收氨气填料塔设计样本

东南大学成贤学院课程设计报告题目填料吸收塔的设计课程名称化工原理课程设计专业制药工程班级学生姓名学号设计地点东南大学成贤学院指导教师设计起止时间：2012 年8月28日至2012 年9 月14 日

目录课程任务设计书 (3) 第一节吸收塔简介 (4) 1.1 吸收技术概况 (4) 1.2 吸收设备--填料塔概况 (4) 1.3 典型的吸收过程 (5) 第二节填料塔主体设计方案的确定 (6) 2.1 装置流程的确定 (6) 2.2 吸收剂的选择 (6) 2.3 填料的类型与选择 (7) 2.3.1填料种类的选择 (7) 2.3.2 填料规格的选择 (8) 2.3.3 填料材质的选择 (8) 第三节填料塔工艺尺寸的计算 (10) 3.1 基础物性数据 (10) 3.1.1 液相物性数据 (10) 3.1.2 气相物性数据 (10) 3.1.3 气液相平衡数据 (10) 3.2 物料衡算及校核 (11) 3.2.1水吸收氨气平衡关系 (11) 3.2.2绘制X-Y图 (11) 3.2.3物料衡算 (16) 3.3 塔径的计算及校核 (18) 3.3.1塔径的计算 (18) 3.3.2塔径的校核 (20) 3.4 填料层高度的计算及分段 (20) 3.4.1填料层高度的计算 (20) 3.4.2 填料层的分段 (23) 3.5 填料层压降的计算 (23) 第四节其他辅助设备的计算与选择 (24) 4.1 吸收塔的主要接管尺寸计算 (24) 4.2 气体进出口的压降计算 (24)

4.3 离心泵的选择与计算 (24) 附件一： 1.计算结果汇总 (26) 2.主要符号及说明 (27) 3.参考文献 (28) 4. 个人小结 (28) 附件二： 1.填料塔设备图 (30) 2.塔设备流程图 (31) 3.埃克特通用压降关联图 (32) 4.X-Y关系图（见计算过程）