1、 目录 第第 1章章 概述概述 3 1.1 吸收塔的概述 . 3 1.2 吸收设备的发展 . 3 1.3 吸收过程在工业生产上应用 . 4 第第 2章章 设计方案设计方案 5 2.1 设计任务 . 5 2.2 吸收剂的选择 . 5 2.2 吸收流程的确定 . 6 2.3 吸收塔设备的选择 . 7 2.4 吸收塔填料的选择 . 7 第第 3章章 吸收塔的工艺计算吸收塔的工艺计算 11 3.1 基础物性数据 . 11 3.1.1 液相物性数据 . 11 3.1.2 气相物性数据 . 11 3.1.3 气液相平衡数据 . 11 3.2 物料衡算 . 12 3.3 填料塔的工艺尺寸的计算 . 13 3
2、.3.1 塔径的计算 . 13 3.3.2 填料层高度计算 . 14 3.4 填料层压降的计算 . 16 第第 4章章 塔内件及附属设备的计算塔内件及附属设备的计算 17 4.1 液体分布器的计算 . 17 4.2 填料塔附属高度的计算 . 18 4.3 填料支撑板 . 19 4.4 填料压紧装置 . 20 4.5 液气进出管的选择 . 20 4.6 液体除雾器 . 21 4.7 筒体和封头的设计 . 22 4.8 人孔的设计 . 23 4.9 法兰的设计 . 23 第第 5章章 设计总结设计总结 25 符号说明符号说明 27 感想感想 29 参考文献参考文献 30 3 第 1 章 概述 1.
3、1 吸收塔的概述 吸收塔是实现吸收操作的设备。按气液相接触形态分为三类。第一类是气体以气泡 形态分散在液相中的板式塔、鼓泡吸收塔、搅拌鼓泡吸收塔；第二类是液体以液滴状分 散在气相中的喷射器、文氏管、喷雾塔；第三类为液体以膜状运动与气相进行接触的填 料吸收塔和降膜吸收塔。塔内气液两相的流动方式可以逆流也可并流。通常采用逆流操 作，吸收剂以塔顶加入自上而下流动，与从下向上流动的气体接触，吸收了吸收质的液 体从塔底排出，净化后的气体从塔顶排出。 气体吸收过程是化工生产中常用的气体混合物的分离操作，其基本原理是利用混合 物中各组分在特定的液体吸收剂中的溶解度不同，实现各组分分离的单元操作。 实际生产中
4、，吸收过程所用的吸收剂常需回收利用。故一般来说，完整的吸收过程 应包括吸收和解吸两部分。在设计上应将两部分综合考虑，才能得到较为理想的设计结 果。 作为吸收过程的工艺设计， 其一般性问题是在给定混合气体处理量、 混合气体组成、 温度、压力以及分离要求的条件下，完成以下工作： (1) 根据给定的分离任务，确定吸收方案； (2) 根据流程进行过程的物料和热量衡算，确定工艺参数； (3) 绘制工艺流程图及主要设备的工艺条件图； (4) 编写工艺设计说明书。 1.2 吸收设备的发展 吸收操作主要在填料塔和板式塔中进行，尤以填料塔的应用较为广泛。 塔填料的研究与应用已取得长足的发展：鲍尔环、阶梯环、金属
5、环矩鞍等的出现标 志散装填料朝高通量、高效率、低阻力方向发展有新的突破；规整填料在工业装置大型 化和要求高分离效率的情况下倍受重视，已成为塔填料的重要品种。 在我国虽然早已开始了填料塔的研究工作，但过去进展缓慢，至 60 年代初期，由 于我国重水的生产，急需用蒸馏法浓缩重水，国家科委及化工部组织了有关院、所及高 4 等学校进行了填料塔的研究。随后，由于我国化工石油化工的发展及节能的需要，规整 填料、新型塔内件及高效规整填料塔的研究与应用也得到了相应的发展。到目前为止， 填料塔及塔内件的研究、各种类型填料的生产遍及全国各地。 填料塔仍处于发展之中，今后的研究方向主要是提高传质效率，同时考虑填料的
6、强 度、操作性能及使用上的通用因素并综合环型、鞍型及规整填料的优点开发构型优越、 堆积接触方式合理、流体在整个床层均匀分布的新型填料。目前看来，填料的材质以陶 瓷、金属、塑料为主，为满足化工生产温度和耐腐蚀要求，已开发了氟塑料制成的填料。 填料塔的发展，与塔填料的开发研究是分不开的。除了提高原有填料的流体力学与 传质性能外，还开发了效率高、放大效应小的新型填料。加上塔填料本身具有压降小、 持液量小、耐腐蚀、操作稳定、弹性大等优点，使填料塔开发研究达到了新的台阶。 1.3 吸收过程在工业生产上应用 化工生产中吸收操作广泛应用于混合气体的分离： (1) 净化或精制气体，混合气体中去除杂质。如用 K2CO3水溶液脱除合成气中 的 CO2，丙酮脱除石油裂解气中的乙炔等。 (2) 制取某种气体的液态产品。如用水吸收氯化氢气体制取盐酸。 (3) 混合气体以回收所需组分。如用汽油处理焦炉气以回收其中的芳烃。 (4) 工业废气处理。工业生产中所排放的废气中常含有 SO2，NO，NO2，HF 等 有害组分，组成一般很低，但若直接排入大气，则对人体和自然环境危害都很大。 因此排放之前必须加以处理，选用碱
