1、 1 大气污染控制工程课程设计任务书大气污染控制工程课程设计任务书 一、题目：题目：SO2吸收塔设计吸收塔设计 二、设计任务设计任务：中原地区某工厂排放废气经冷却至 25后送入吸收塔，用 20 的清水去除其中的 NH3/SO2。入塔炉气流量为 Q m3/h，其中 NH3/SO2的摩尔分 数 y，要求 NH3/SO2的吸收率为，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，可近似取为清水温度。设计该吸收塔（每年 300 工作日，每 天 24 小时连续运行） 。塔型与填料自选，物性查阅相关手册。注：Q=2000+组次 100；y与如下： A Y% % 0 3 93 1 4 94 2 5
2、 95 3 6 96 A 为组次除以 4 的余数，单数组吸收气体为氨气，双数组二氧化硫。 cankaolizicankaolizi 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
3、层压降的计算； （4）液体分布器简要设计； 2 （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
4、。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
5、、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： 3 密度为 L=997.1 kg/m 3 粘度为 L=0.0008937 Pas=3.2173kg/(mh) 表面张力为L=71.97 dyn/cm=932731 kg/h 2 SO2在水中的扩散系数为 DL=1.724 10-9m2/s=6.206 10-6m2/h （依 Wilke-Chang 0.5 18 r 0.6 () 1.85910 MT D V 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
6、25， 混合气体的平均摩尔质量为 MVm=yiMi=0.1 64.06+0.9 29=32.506g/mol 混合气体的平均密度为 Vm=PM/RT=101.32532.506/（8.314298.15）=1.3287kg/ m 3 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 V=1.83 10-5Pas=0.066kg/(mh) 查手册得 SO2在空气中的扩散系数为 DV=1.42210 -5m2/s=0.051 m2/h （依 1.75 0 0 0 () PT DD PT 计算，其中 273K 时，1.01310 -5Pa 时 SO2在空气中的扩 散系数为 1.2210 -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 10 3 kPa 相平衡常数为 m=E/P=4.13 103/101.3=40.76 溶解度系数为 H=/EM=997.2/4.13 103
