（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/h | 2000 |
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不作为产品，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路径大为缩短，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=932731 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
相平衡常数为
m=E/P=4.13×103/101.3=40.76
溶解度系数为
H=ρ/EM=997.2/4.13×10喷淋吸收塔3×18.02=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
设混合气中惰性气体为空气，则混合气中空气量＝81.8-8.18＝73.62kmol／h
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议