化工原理课程设计报告 - 30时水吸收二氧化硫填料塔的设计

化工原理课程设计

*x10.00252对应的液相中溶质与溶剂的摩尔比为X???0.00253 *1?x11?0.00252*1LY?Y2?37.099【1】 最小液气比 ()min?1GX1*?X2取液气比

LL?1.5()min?55.649【1】 GG故 L=G?55.649=2036.920kmol/h 操作线方程：Y?

3.3塔径计算

该流程的操作压力及温度适中，避免二氧化硫腐蚀，故此选用??25mm型的塑

料鲍尔环填料。

其主要性能参数为：

比表面积 at?209m2/m3【4】 空隙率 ??0.90m3/m3【4】 形状修正系数 ?=1.45【4】

填料因子平均值 A=0.0942 【4】 K=1.75【4】

LX?Y2 【1】 代入数据得：Y?55.649X?0.00504 G?p=232 m【4】

?13.3.1 塔径的计算

吸收液的密度近似看成30度水的密度：?L??水?995.7Kg/m3

30度时空气的密度?空气?1.165Kg/m3 【1】 ?二氧化硫?2.927Kg/m3【1】

?V?M?P?1.293Kg/m3 M水?18Kg/kmol RT__采用Eckert关联式计算泛点气速： 气相质量流量为：

WV?G??空气?（G,?G）??二氧化硫?273/303

?910?1.165?90?2.927?273/303?1297.5Kg/h 液相质量流量为：

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WL?L?M水?2036.92?18?36664.56Kg/h

选用??25mm型的塑料鲍尔环 A=0.0942 【4】 K=1.75【4】

at?209m2/m3 ??0.90m3/m3

2at?V0.2?uFWlg[(3)()?L]?A?K(L)1/4(V)1/8【4】 g??LWV?L代入数值得：uF?0.77m/s 取空塔气速：u,?0.6uF?0.462m/s 塔径D?G,?4?0.875m【1】

u,圆整塔径，取 D=0.9m

G'1000/3600??0.437m/s 则算得u?220.785D0.785?0.93.3.2泛点率校核：

G'1000/3600u???0.437m/s 220.785D0.785?0.9u0.437??100%?56.75%(50%~85%为经验值，所以在允许范围之内) uF0.773.3.3填料规格校核：

D0.9??36?15(合格) 【4】 d0.0253.3.4液体喷淋密度校核：

填料表面的润湿状况是传质的基础，为保持良好的传质性能，每种填料应维持一定的液体润湿速率（或喷淋密度）。

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依Morris等推荐，d<75mm的环形及其它填料的最小润湿速率（

LW）min为

0.08m3/?m2?h?

最小喷淋密度Umin??LW?min?at?0.08?209?16.72m3/?m2?h? 喷淋密度U?LV36.823??57.91m3/(m2?h)?Umin ???0.924经以上校核可知，填料塔直径选用D=900mm合理。

3.4 填料层高度的计算

3.4.1 传质单元数的计算

由图1.1曲线可以读出以下9个点所对应的y和x： 点数序号 8 7 6 5 4 3 2 1 0

**X8?X00.002456?0.000241????0.000277由辛普森积分法有： 88y 9% 8% 7% 6% 5% 4% 3% 2% 0.457% Y 0.09890 0.08696 0.07527 0.06383 0.05263 0.04167 0.03093 0.02041 0.00504 x* X* X f?1X?X* 0.00245 0.00222 0.00197 0.00172 0.00146 0.00123 0.00097 0.00073 0.00024 0.002456 0.001687 1300.393 0.002220 0.001472 1336.898 0.001970 0.001262 1412.429 0.001723 0.001056 1499.250 0.001462 0.000889 1745.201 0.001232 0.000658 1742.16 0.000971 0.000465 1980.198 0.000730 0.000276 2202.643 0.000241 0 4168.404 11

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NOL??3(f0?f8?4f1?2f2?4f3?..........)?0.0000923?42868.254?3.96m

x*-----------------与y对应的平衡液相中的溶质的摩尔分数

X*-----------------与Y对应的平衡液相中的溶质与溶剂的摩尔比

NOL-----------------传质单元数，单位 m

3.4.2传质单元高度的计算

?C?33?10?3N/m,,?L?7.122?10?2N/m查资料【5】有：DG?1.469?10?5m2/s,,DL?2.2?10?9m2/s

?G?1.86?10?5Pa?s气相总传质单元高度采用修正的恩田关联式计算：

aW?C0.75WL,0.1WL,2at?0.05WL,20.2?1?exp[?1.45()()(2)()] at?Lat?L?Lg?L?Lat

液体质量通量

WL,?WL36664.56??57662.28Kg/(m2?h) ??0.924气体质量通量

,WG?WV1297.5??2040.58Kg/(m2?h) ??0.924代入数值得：aW?208.96m2/m3

气膜吸收系数：

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