环保设备课程设计.doc

目录
摘要 3
第一章设计方案概述 4
气体吸收概述 4
塔设备类型介绍 4
设备的选择 5
吸收工艺的选择 6
吸收装置流程的选择 6
7
8
填料的类型与选择 8
填料的特性 8
9
10
11
第二章填料塔工艺尺寸的计算 12
基础物性数据 12
液相物性数据 12
气相物性数据 12
气液相平衡数据 12
物料衡算 13
填料塔的工艺尺寸计算 14
塔径计算 14
填料层高度计算 15
填料层压降计算 17
第三章填料塔结构及附件设计 18
填料塔附件的设计 18
填料紧固装置 18
填料紧固装置选择 18
填料支承装置设计 19
填料支承装置类型 19
填料支承装置选择 20
液体分布装置设计 21
设计原则 21
液体分布装置类型 22
液体分布装置选择 22
液体再分布装置设计 23
液体再分布装置类型 23
液体再分布装置选择 23
裙座的选择 24
24
除沫装置设计 24
除沫装置类型 24
除沫装置选择 25
进出气液管道的设计 26
26
27
填料塔总高度计算 27
第四章设计总结 29
附录一工艺设计计算结果汇总及主要符号说明 30
工艺设计计算汇总表 30
主要符号说明 31
参考文献 33
摘要
在化学工业中,吸收操作广泛于石油炼制、石油化工中分离气体混合物、原料气的精制及从废气回收有用组分或去除有害组分等。
吸收是分离气体混合物的单元操作,其分离原理是利用气体混合物中各组分在液体溶剂中溶解度的差异来实现不同气体的分离。一个完整的吸收过程应包括吸收和解吸两部分。气体吸收过程是利用气体混合物中,各组分在液体中溶解度或化学反应活性的差异,在气液两相接触时发生传质,实现气液混合物的分离。
本次化工原理课程设计的目的是根据设计要求采用填料吸收塔的方法处理含有二氧化硫的混合物,使其达到排放标准。吸收操作中以填料吸收塔生产能力大,分离效率高,压力降小,操作弹性大和持液量小等优点而被广泛应用。目前国内对填料吸收塔设计大部分是经验设计方法,该方法是在给定生产任务的条件下,由经验确定出一个液气比的值,然后手算出吸收塔的有关设计参数。
在本设计中,以水吸收混合气中的二氧化硫,在给定的操作条件下对填料吸收塔进行物料衡算。本次设计包括设计方案的选取、工艺说明、主要设备的工艺设计计算、设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算、主要设备的装置图、结构图等内容。
第一章设计方案概述
气体吸收概述
吸收是根据气体混合物中各组分在液体溶剂中物理溶解度或者化学反应活性不同而将混合物分离的一种方法。吸收净化法具有效率高、设备简单等特点,广泛应用于气态污染物的控制之中,它不仅是减少或者消除气态污染物向大气排放的重要途径,而且还能将污染物转化为有用的产品。
吸收过程可以分为物理吸收和化学吸收两种类型。若溶质与吸收剂之间没有化学反应,而只靠溶质在吸收剂中的物理溶解度,则被吸收时称为物理吸收。若溶质靠化学反应与吸收剂相结合,则被吸收时称为化学吸收。物理吸收时,溶质在溶液上方的分压力较大,而且吸收过程最后只能进行到溶质在气相的分压力略高于溶质在溶液上方的平衡分压为止。化学吸收时,若为不可逆反应,溶液上方的溶质平衡分压极小,可以充分吸收;若为可逆反应,溶液上方存在明显的溶质平衡分压力但比物理吸收时小很多。工业生产中,化学吸收要比物理吸收用得多。大气污染问题常具有废气量大、污染物浓度低、气体成分复杂和排放标准要求高等特点,通常的物理吸收难以满足上述要求,因此大多采用化学吸收。与物理吸收相比,化学吸收使吸收推动力增大。总吸收系数增大,吸收设备的有效接触面积增大,能满足处理低浓度气态污染物的要求。
塔设备类型介绍
在大气污染净化中,因为气体量大而浓度低,所以常选用以气相为连续相、湍流程度高、相界面大的吸收设备,最常用的是填料塔、板式塔、喷淋塔和文丘里吸收器。
填料塔
填料塔以填料作为气液接触的基本构件。塔体为直立圆筒,筒内支承板上堆放一定高度的填料。气体从塔底送入,经过填料间的空