Φ1600 SO2填料吸收塔设计碟形封头Word下载.docx
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998.2kg/m3
液体表面张力:
940896kg/h2气体密度:
1.257kg/m3
气体流量:
5000m3/h混合气体粘度:
0.065kg/(m.h)
场地类别:
Ⅱ基本风压:
3000N/m2
地震强度:
8
2.指定查阅的主要参考文献及说明
GB150—98《钢制压力容器》以及《相关标准》
《机械制图》,清华大学出版社
《塔设备设计》
《材料与零部件》,《化工设计手册》编写组,上海人民出版社
3.进度安排
设计(论文)各阶段名称
起止日期
1
资料收集,阅读文献,完成开题报告
3月2日至3月25日
2
完成所有结构设计和设计计算作
3月26日至4月21日
3
完成所有图纸绘制
4月22日至5月22日
4
完成设计说明书及图纸的修改
5月23日至6月1日
5
答辩准备和毕业答辩
6月2日至6月10日
摘要
填料塔是塔设备的一种。
塔内填充适当高度的填料,以增加两种流体间的接触表面。
例如应用于气体吸收时,液体由塔的上部通过分布器进入,沿填料表面下降。
气体则由塔的下部通过填料孔隙逆流而上,与液体密切接触而相互作用。
结构较简单,检修较方便。
广泛应用于气体吸收、蒸馏、萃取等操作。
填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备。
填料塔的塔身是一直立圆筒,底部装有填支承板,填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。
填料的上方安装填料压板,以防被上升气流吹动。
液体从塔顶经液体分布器喷淋到填料上,并沿填料表面流下。
气体从塔底送入,经气体分布装置(小直径塔一般不设气体分布装置)分布后,与液体呈逆流连续通过填料层的空隙,在填料表面上,气液两相密切接触进行传质。
填料塔具有生产能力大,分离效率高,压降小,持液量小,操作弹性大等优点。
填料塔也有一些不足之处,如填料造价高;
当液体负荷较小时不能有效地润湿填料表面,使传质效率降低;
不能直接用于有悬浮物或容易聚合的物料;
对侧线进料和出料等复杂精馏不太适合等。
关键词:
填料塔;
填料层;
气液两相传质
ABSTRACT
Packedtowerisatower.Columnfilledwithafillersuitableheightinordertoincreasethecontactsurfacebetweenthetwofluids.Forexample,usedingasabsorption,theliquidisdistributedthroughtheupperportionofthecolumnenters,downalongthefillersurface.Gasfromthelowerpartofthetowerthroughthepackingporosityupstream,closecontactwiththeliquidinteractions.Structureisrelativelysimple,maintenancemoreconvenient.Widelyusedingasabsorption,distillation,extractionandotheroperations.
Packedtowerisatowerpackingliquidtwo-phasecontactmemberasmasstransferdevices.Thetowerispackedtoweruprightcylinder,fillthebottomwithsupportplate,fillingthewholepuzzletohuddleorplacedinamannersupportingplate.Installedabovethefillerfillerplatetoavoidbeingblownupdraft.Theliquidfromthetoptotheliquiddistributorsprayfillerandthefillersurfaceflowalong.Gasisfedfromthebottom,thegasdistributionmeans(smalldiametercolumngenerallynotgasdistributionmeans)distribution,thecountercurrenttotheliquidtopassthroughthegapfilllayer,thesurfaceofthefiller,beinclosecontactwiththegas-liquidtwo-phasemasstransfer.
Packedtowerhasalargecapacity,highseparationefficiency,lowpressuredrop,liquidholdupsmall,operatingflexibilityandotheradvantages.
Packedcolumnhavesomeshortcomings,suchashighcostfiller;
whentheliquidloadissmallnoteffectivewettingofthefillersurface,somassefficiency;
notdirectlyapplicabletoasuspensionoreasilypolymerizablematerial;
thelateralwirefeedingandthematerialisnotsuitableforsuchcomplexdistillationandsoon.
Keywords:
Packedtower;
Fillerlayer;
Gas-liquidaccordingtolegendqualitative
第一章绪论
填料塔的塔身是一直立式圆筒,底部装有填料支承板,填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。
填料塔属于连续接触式气液传质设备,两相组成沿塔高连续变化,在正常操作状态下,气相为连续相,液相为分散相。
当液体沿填料层向下流动时,有逐渐向塔壁集中的趋势,使得塔壁附近的液流量逐渐增大,这种现象称为壁流。
壁流效应造成气液两相在填料层中分布不均,从而使传质效率下降。
因此,当填料层较高时,需要进行分段,中间设置再分布装置。
液体再分布装置包括液体收集器和液体再分布器两部分,上层填料流下的液体经液体收集器收集后,送到液体再分布器,经重新分布后喷淋到下层填料上。
填料塔具有生产能力大,分离效率高,压力降小,持液量小,传质效率高,操作弹性大,便于采用耐腐蚀材料制造等优点。
对于热敏性及容易发泡的物料,更显出其优越性。
1.1填料塔吸收工艺简介
本次毕业设计进行的是气体吸收,是用适当的液体吸收剂同气体混合接触,吸收气体混合物中的一个或几个组分使其中的个各组分得以分离的一种操作。
主要是利用气体混合物各组分在某种溶剂中溶解度不同而达到分离的目的。
气体吸收是气体物质自气相到液相的转移,是传质过程,混合炉气中S02的分压大于溶液中该组分的平衡分压S02便可自气相转移到液相,即被吸收,结果溶液里S02的浓度便可升高,平衡蒸汽压也随着升高,最后,可以升高到等于它的气相中的分压,传质过程便可停止,称为气液两相平衡。
设计中采用清水作为吸收剂,吸收炉气中的S02气体,优点在于原料便宜,清水可以随时使用,不需要太多的技术来控制调节。
但S02在水中的溶解度非常低,吸收率很低。
而且吸收以后排出的尾液带有酸性,排放前要经过处理,增加成本。
1.2填料塔吸收工艺设计
1.1.1吸收剂的选择
根据所要处理的混合气体,可采用水为吸收剂,其廉价易得,物理化学性能稳定,选择性好,符合吸收过程对吸收剂的基本要求。
1.1.2吸收流程的选择
本设计所吸收的气体浓度低,过程的分离要求不太高,选用一种吸收剂即可完成吸收任务,故该过程采用简单的一步吸收流程。
并采用单塔吸收,由于逆流操作具有传质推动力大,分离效率高的显着优点,而广泛应用。
工程上,一般均采用逆流吸收。
本设计流程为一步逆流吸收。
温度为25℃,压力0.5MPa的混合气体进入吸收塔,与水逆流接触后,得到净化气体排放,吸收S02后的水则可送入再生塔塔顶进行解吸操作,解吸后的水再送回吸收塔顶,循环使用。
1.2.3吸收流程的说明
本次设计采用单塔吸收逆流操作。
吸收装置水经流量计后送入填料塔塔顶经喷淋头喷淋杂填料顶层。
风机把混合气体从填料塔底送入填料塔,在塔内与水接触,进行质量与热量的交换。
混合气体中的S02溶解于水中,使从塔顶离去的S02含量降低至低于0.2%,而溶有较多S02的水从吸收塔底排出。
由于本设计属于低浓度气体吸收,所欲热量交换可忽略,整个过程看成等温操作。
混合气体有风机供给,用阀门调节混合气体流量,出口用尾气调压阀维持不同流量下的尾气压力。
水经阀门控制及流量计控制进入塔内,为了测量塔内压力和填料层压强降则安装表压计及压差计,大气压则有大气压力计测量。
第二章材料选型
2.1填料支撑板
填料支撑装置安装在填料层底部。
其作用是防止填料穿过支撑装置而落下;
支承操作时填料层的重量;
保证足够的开孔率,使气液两相能自由通过。
因此不仅要求支承装置具有足够的强度及刚度,而且要求结构简单,便于安装,所用的材料耐介质的腐蚀。
本次设计选平板型栅板式支承板。
(表2-1)(图2-1)
填料支承栅板是结构最简单,最常用的填料支承装置。
其由竖立的扁钢条构成,结构简单,制造方便,广泛用于中,小型填料塔塔径较小时(500mm)以下,采用整块式栅板,塔径较大时可将栅板分为几块安装。
表2-1栅板尺寸
Dg
填料环直径
D
R
h×
s
t
支承板数量
1600
25
1560
490
50×
48
6
图2-1栅板型支承装置
栅板支承的缺点是如将散装填料直接乱堆在栅板上,则会将空隙堵塞从而减少其开孔率,故这种支承装置广泛用于规整填料塔。
有时在栅板上先放置一盘板波纹填料,然后再装散装填料。
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