2500M3/h二氧化硫填料吸收塔设计
摘 要
吸收是利用混合气体中各组分在液体中的溶解度的差异来分离气态均相混合物的一种单元操作。在化工生产中主要用于原料气的净化，有用组分的回收等。
气液两相的分离是通过它们密切的接触进行的，在正常操作下，气相为连续相而液相为分散相，气相组成呈连续变化，气相中的成分逐渐被分离出来。填料塔是气液呈连续性接触的气液传质设备，属微分接触逆流操作过程。塔的底部有支撑板用来支撑填料，并允许气液通过。支撑板上的填料有整砌和乱堆两种方式。填料层的上方有液体分布装置，从而使液体均匀喷洒于填料层上。填料层的空隙率超过90%，一般液泛点较高，单位塔截面积上填料塔的生产能力较高，研究表明，在压力小于0.3MPa时，填料塔的分离效率明显优于板式塔。
这次课程设计的任务是用水吸收空气中的二氧化硫，。要求设计包括塔径、填料塔高度、塔管的尺寸等，需要通过物料衡算得到所需要的基础数据，然后进行所需尺寸的计算得到各种设计参数，为图的绘制打基础，提供数据参考。
关键词 吸收；填料塔；二氧化硫
Abstract
Absorption is the use of the components in the mixed gas solubility in the liquid to separate the gaseous homogeneous mixture differences in a unit operation. Mainly used in chemical production raw gas purification,recycling and other useful components.
Gas-liquid two-phase separation is carried out through their close contact, and in normal operation,the gas phase is the continuous phase and the dispersed liquid phase,gas phase composition in a continuous change in the composition of the gas phase is separated out gradually. Continuity was packed column gas-liquid mass transfer contacting device,is a differential contact countercurrent operation. Bottom of the column a support plate for supporting the packing and allow the liquid through. Packing support plate,a whole puzzle and huddle in two ways. The filler layer above the liquid distribution means,so that the liquid was uniformly sprayed on the filler layer. The void filler layer more than 90%,generally higher flood point,the unit tower cross-sectional area of the high capacity of the packed column,studies show that the pressure is less than 0.3MPa,the packed column separation efficiency is better than a plate tower.
The curriculum design task is to absorb water,sulfur dioxide. Requirements of the design including column diameter,packed tower height,tower tube size,etc.,need to get through the material balance basic data needed,and then calculate the required size of the various design parameters for mapping foundation,to provide data reference.
Keywords absorption; packed tower; sulfur dioxide
目 录
摘 要 I
abstract II
第1章 绪论 1
1.1 填料塔国内外发展状况及现状 1
1.1.1 塔填料的现状和发展趋势 1
1.1.2 塔内件的现状和发展趋势 2
1.1.3 工艺流程的现状和发展趋势 3
1.1.4 塔板一填料复合塔板 3
1.2 课题来源 4
1.3 吸收在工业生产中的应用 4
1.4 塔设备概述 4
1.4.1 塔设备在化工生产中的作用和地位 4
1.4.2 塔设备选型 5
第2章 吸收塔的设计方案 8
2.1 吸收流程选择 8
2.2 吸收塔设备及填料的选择 9
2.2.1 吸收塔设备的选择 9
2.2.2 填料的选择 10
第3章 吸收塔工艺条件的计算 14
3.1 基础物性数据 14
3.1.1 液相物性数据 14
3.1.2 气相物性数据 14
3.1.3 气、液相平衡数据 14
3.2 物料衡算 15
3.3 填料塔的工艺尺寸计算 15
3.3.1 塔径的计算 15
3.3.2 液体喷淋密度校核 17
3.4 填料层高度计算 17
3.4.1 传质单元数的计算 17
3.4.2 传质单元高度的计算 17
3.4.3 填料层高度的计算 19
3.5 塔附属高度的计算 20
3.6 填料层压降计算 20
第4章 塔内件的选型 22
4.1 除沫器 22
4.1.1 操作气速的计算 22
4.1.2 直径DN的计算 23
4.2 液体分布器的选型 23
4.2.1 分布点密度计算 24
4.2.2 布液计算 24
4.3 液体再分布器 25
4.4 填料支承装置 26
4.5 填料压紧装置 28
4.6 气体和液体的进出口装置设计 29
4.6.1 液体进料口管计算 29
4.6.2 液体出口管计算 30
4.6.3 气体进料口管计算 30
4.6.4 气体出口管计算 30
4.7 管道法兰选择 31
4.8 塔体人孔设置及选型 32
4.9 裙座的选择 32
4.10 开孔补强 33
4.10.1 接管补强 33
4.10.2 人孔补强 35
第5章 填料塔的机械设计 39
5.1 填料塔机械设计简介 39
5.2 塔机械性能设计基本参数 39
5.2.1 塔设计地区状况 39
5.2.2 塔的设计参数 40
5.2.3 塔的危险截面的确定 40
5.3 按设计压力计算塔体和封头的壁厚 40
5.4 设备质量载荷的计算 41
5.4.1 塔壳体和裙座质量 41
5.4.2 塔内填料的质量 42
5.4.3 平台扶梯的质量 42
5.4.4 操作时物料的质量 42
5.4.5 塔附件的质量 43
5.4.6 塔设备各种质量 43
5.5 风载荷与风弯矩的计算 43
5.4.1 塔设备的分段 43
5.4.2 各段的风载荷 45
5.5.3 危险截面风弯矩 46
5.6 危险截面的地震载荷 47
5.7 各项载荷引起的轴向应力 48
5.7.1 设计压力引起的轴向拉应力 48
5.7.2 操作质量引起的轴向压应力 48
5.7.3 最大弯矩引起的轴向应力 48
5.8 塔体和裙座强度与稳定性校核 49
5.9 吊装时应力校核 50
5.10 基础环设计 51
5.11 基础环的厚度计算 53
5.12 地脚螺栓选取 53
结 论 55
参考文献 56
谢 辞 57
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