课程设计可行性报告.doc

课程设计：可行性报告 填料吸收塔工艺设计 可行性报告 制药081 第二组 2010年6月8日 一、 课题:填料吸收塔工艺设计； （常压下，在填料吸收塔中用清水吸收炉气中的二氧化硫） 二、 装置流程选择： 吸收装置主要有逆流操作、并流操作、吸收剂部分再循环操作、多塔串联操作、串联-并联混合操作。 1、逆流与并流的比较 : 图1-1中，DE为逆流吸收操作线，HF为并流吸收操作线。由图示可知，在X1、X2、Y1、Y2恒定，平衡关系Y*=f(X)一定的条件下，逆流吸收时，各截面上的传质推动力比较均匀；并流吸收时塔顶端截面推动力很大，塔底端截面推动力很小。和传热类似，△逆gt;△并。 完成同样的吸收任务，由于逆流吸收推动力大于并流，则逆流所需吸收面积小于并流。 综上所述，实际吸收操作到采用逆流吸收。并流吸收只用于某些吸收剂用量大、热效应高的易容气体，或者有选择性反应的快速吸收过程。 常压下、在填料吸收塔中用清水吸收炉气中的SO2操作中，由吸收剂的用量 及热效应都不高，吸收过程较慢，以及二氧化硫溶 解 度：1：40 （溶于水）可知，用水吸收SO2属中等溶解度的吸收过程，为提高传质速率，顾选用逆流吸收流程。 可行性：从技术上分析，逆流操作传质平均动力大，传质速率快，分离效率高，吸收剂利用率高。从经济上分析，逆流操作设备少，费用低，较并流操作、部分再循环操作、多塔串联操作等投资少。并流操作系统不受液流限制，可提高生产浓度，以提高生产能力；易容气体的吸收或处理不是很完全；吸收剂用量特别大。 三、填料塔概述： 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，压降小，持液量小，操作弹性大等优点。 四、吸收剂的选择： 1、二氧化硫物理性质： 在通常状况下是有强烈刺激性气味、无色、有毒气体 。密度比空气大，易液化。 二氧化硫的分子式： SO2 分子量： 64.06 密度：2.551g/L（标准状况下） 溶解度：9.4g/mL（25度） 色态:常温下为无色 熔点：-72.4（200.75K） 沸点：-10度（263K） 相对密度(水=1)： 1.43 相对蒸汽密度(空气=1)： 2.26 溶解性： 溶于水、乙醇。 溶解度：1：40 （溶于水） SO2在水中的扩散系数为： DL = 1.62*10-5 cm/s = 5.83*10-6 m2/h 2、吸收剂： 250C时水的有关物性数据： 密度：996.95Kg/m3 粘度：0.0009Pa〃s = 3.24Kg/（m〃h） 表面张力：71.9dyn/cm = 931824kg/h2 用水吸收SO2属于中等溶解度的吸收过程，为提高传质效率，选用逆流操作吸收流程。因用水作为吸收剂，且SO2 不作为产品，故采用纯溶剂。 3、可行性： 用水作吸收剂价廉易得、无腐蚀、无毒、无味、不易燃易爆、对人没有伤害、吸收效果良好、选择性好、挥发度低、粘度小，从经济、吸收效率以及安全性分析水是最佳吸收剂。 五、填料的选择： 塔填料的作用是为气、液两相提供充分的接触面，并为提高其湍动程度(主要是气相)创造条件，以利于传质(包括传热)。它们应能使气、液接触面大、传质系数高，同时通量大而阻力小，所以要求填料层空隙率高、比表面积大、表面湿润性能好，并在结构上还要有利于两相密切接触，促进喘流。制