系别：化学与环境工程学院
专业：过程装备与控制工程
****** 杨 天 赐
学号： ************
****** 刘 红 娇
2015年 6 月 22 日
一 设计任务书
二 设计方案简介
三 工艺计算
一 设计任务书
（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 | 3000 |
入塔混合气含SO2（体积分数） | 4% |
出塔混合气含SO2（体积分数） | 0.14% |
平衡线方程 | |
| |
（1）操作压力 常压
（2）操作温度 20℃
（三）设计内容
（1）流程的选择：本流程选择逆流操作；
（2）工艺计算： 吸收剂量求取、 操作线方程式、 填料塔径求取、填料层高度、 最小润湿速度求取及润湿速度的选取、单位填料层压降的求取、吸收塔高度等的计算；
（3）附件选型：液体分布，分布器及再分布器、支座等的选型；
（4）编写设计说明书和设计结果一览表，绘制填料塔的工艺条件图。
二 设计方案简介
2.1方案的确定
2.1.1装置流程的确定
本流程选择逆流操作。
2.1.2吸收剂的选择
吸收剂为清水
2.1.3操作温度与压力的确定
（1）操作压力 常压
（2）操作温度 20℃
洛克沙胂
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。本流程选用N38塑料鲍尔环填料。
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：
（1）吸收塔的物料衡算；
（2）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；
（3）设计液体分布器及辅助设备的选型；润滑油分配器
（4）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
20℃时水的有关物性数据如下：
密度为 ρL=998.2 kg/m3
粘度为 µL=1.0050mPa·s
表面张力为σL=72.6×103 N/m
SO2在水中的扩散系数为 DL=147×10-9m2/s=5.29×10-6m2/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20℃，
混合气体的平均摩尔质量为
M便当袋Vm=ΣyiMi=0.04×64+0.96×29=30.4g/mol
混合气体的平均密度为
ρVm===1.2645kg/ m3
混合气体的粘度可近似取为空气的粘度，查化工原理得20℃空气的粘度为 μ强力磁盘V=1.81×105Pa·s
查手册得SO2在空气中的扩散系数为 DV=1.08×10-5m2通乳器/s=0.039 m2/h
3.1.3 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=3.55×103 kPa
相平衡常数为
m=E/P=3.55×103/101.3=35.04
溶解度系数为
H=ρ/EM=998.2/（3.55×103×18）=0.0156kmol/kN·m
3.1.4 物料衡算马蹄清洗机
（1）进塔混合气中各组分的量
塔平均操作压强为101.3kPa，故：
混合气量＝3000××=124.79 kmol/h
混合气SO2中量＝124.78×0.04＝4.99 kmol/h＝4.99×64=319.44kg/h
设混合气中惰性气体为空气，则混合气中空气量＝124.78-4.99＝119.79kmol/h＝119.79×29＝3473.88kg/h
（2）混合气进出塔的摩尔组成
y1=0.04
y2=0.0014
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