1、 1 一、一、 设计设计方案的确定方案的确定 1.1 填料塔的结填料塔的结构构 填料塔的主要构件为包括：填料、液体分布器、填料支承板、液体再分布器、 气体和液体进出口管等。 其塔体为一圆形筒体， 筒体内分层装有一定高度的填料。 液体由塔顶自上而下沿填料的表面成膜状流下。如填料层较高，一般设有液体再 分布器，以减弱壁流现象带来的不良影响。气液两相在塔内进行接触传质。其填 料塔的结构见图如下： 1.2 吸收剂的选择吸收剂的选择 对于 SO2的吸收，常用的吸收剂有浓碳酸、亚硫酸盐水溶液、柠檬水溶液， 水，鉴于水对 SO2具有一定程度的溶解度，蒸气压不高、粘度适中、不易发泡， 具有良好的化学稳定性和热
2、稳定性，不易燃、不易爆，安全可靠。而且水平常易 得，经济成本较低，吸收后的溶液相对较易处理，再生和循环性较好，易于实现 无害化处理。因而选择清水作为吸收 SO2的吸收剂。 1.3 吸收操作条件的确定吸收操作条件的确定 吸收条件也即吸收塔的操作温度和操作压力。在本设计中，清水的温度为 20，气体的进口温度为 25，吸收温度为 20，为等温吸收。操作压力为常 压操作，也即 101.325kPa。 1.4 吸收操作流程吸收操作流程 气、液两相在塔内的流动有逆流和并流两种方式。在逆流操作条件下，两相 传质平均推动力最大，可以减少设备的尺寸，提高吸收率和吸收剂的使用效率， 因而逆流操作优于并流操作。但是
3、，如果处理的气体溶解度大，并流和逆流的操 作推动力相差不大，采用并流操作可以不受泛液的限制，提高操作气速，增大生 2 产能力。 对于 SO2而言，当水温为 20时，查化工原理 （化学工业出版社）P187 图 5-2，可得 20时 SO2在水中的溶解度大约为 8)(1000/)( 22 OHgSOg，也即 SO2在水中的溶解度不大，此时应该选择逆流操作。吸收流程如附图所示。 二、二、 填料塔吸收工艺计算填料塔吸收工艺计算 2.1 物料衡算物料衡算 2.1.1 吸收剂（水）的流量计算吸收剂（水）的流量计算 该设计中， 矿石焙烧炉送出的气体流量为 1800+9510=2750 m3/h惰性气 体流量
4、为 G= 4.22 2750 2515.273 15.273 （1-0.005）=106.85kmol/h y1=0.005，Y1=y1/(1-y1)0526.0 005.01 005.0 吸收效率 =1-Y2/Y1=0.96，Y2=（1-0.96）Y1=2.1010 -3 x2=0，X2=0 查表（ 化工原理P189 表 5-1）得 SO2水溶液在 20时的亨利系数为 E=3550kPa m=E/p= 325.101 3550 =35.04 其汽液相平衡近似服从亨利定律，则 Y1=mX1*，X1*=Y1/m=50.1 04.33 0526.0 10 -3 最小液气比为 （ G L ）min= 3 3 1 1 1050.1 1010.20526.0 2 * 2 XX YY =33.67 取 G L =1.3（ G L ）min=1.333.67=43.77 L=43.77G=4676.82kmol/h G L = 21 2 1 XX YY X1= GL YY / 21 =1.15
