氣液相反應(yīng)器設(shè)計(jì)——噴霧塔吸收三氧化硫

1、摘要:在目前，大氣污染已經(jīng)變成了一個(gè)全球性的問題，主要有溫室效應(yīng)、臭氧層破壞和酸雨。大氣污染對人體的舒適、健康的危害包括對人體的正常生活和生理的影響。本次課程設(shè)計(jì)的題目是某一有色金屬冶煉廠熔煉爐排放的煙氣中含有煙塵、S02、SO3等污染物，已設(shè)置電除塵除去煙塵后，擬回收其中的S02,除塵后的煙氣 量為Q, 煙氣溫度為280? C,煙氣中除SO2外，還有SO3、出0、02、N2及少量煙塵， 試設(shè)計(jì)一噴霧塔，采用30%的稀硫酸去除SO3及煙塵，同時(shí)使煙氣溫度降至68? C。計(jì)算噴霧塔的物料衡算及能量衡算，并計(jì)算其各局部的尺寸；其中初步 設(shè)計(jì)要求繪制噴霧塔結(jié)構(gòu)圖一張，設(shè)計(jì)深度為一般初步設(shè)計(jì)深度。關(guān)鍵

2、詞：噴淋塔、三氧化硫In the prese nt. Air polluti on has bee n became a global problem, in cludi ng the gree nhouse effect, the ozone depletion and acid rain. Air pollution effect human comfortable, healthy and in clude the no rmal life and physiological. This course desig n topic is a non-ferrous metal smelt

3、ing plant emissions of ausmelt smelting furnace smoke contains soot, SO2 and SO3 pollutants, etc, after the smoke has set to remove dust removal, to reclaim SO2, after the smoke dedusting gas for Q, flue gas temperature for 280 ? C, in addition to the SO2 flue gas,and have SO3, H2O, O2, a small amou

4、nt of N2 smoke, so try to design a spray tower, using 30% of the thin sulfuric acid low SO3 and dust removal, At the same time ,flue gas temperature down to 68? C. Calculation ofmaterial balance spray tower, and energy balance calculations, and calculation of its parts size, Preliminary design requi

5、rement of drawing a spray tower structure, Design depth is general prelim inary desig n depth.前言四.五、六、七、八、九、十、設(shè)計(jì)參數(shù)噴霧塔結(jié)構(gòu)和特點(diǎn) 工作原理 物料衡算熱量衡算塔的計(jì)算結(jié)論收獲體會(huì)9致謝 10參考文獻(xiàn)10大氣是人類賴以生存和開展的必不可少的環(huán)境要素之一。然而人口的增多，人類活動(dòng)的頻繁，自然因素影響使大氣污染嚴(yán)重，保護(hù)大氣環(huán)境是我們刻不容緩的義務(wù)。人類賴以生存的環(huán)境由自然環(huán)境和社會(huì)環(huán)境組成。自然環(huán)境是人類生產(chǎn)生活所必需的自然條件和自然資源的總和，社會(huì)環(huán)境是人類物質(zhì)文明和精神文明開展的標(biāo)

6、志，社會(huì)環(huán)境的質(zhì)量對人類生活和工作以及對社會(huì)的進(jìn)步都有極大的影響。大氣污染通常是指由于人類活動(dòng)和自然過程引起某種物質(zhì)進(jìn)入大氣，呈現(xiàn)出足夠濃度， 到達(dá)了足夠時(shí)間并因此而危害了人體的舒適、健康和福利或而危害了環(huán)境的現(xiàn)象。而有色金屬冶煉廠熔煉爐 排放的煙氣中含有煙塵、S02、S03等污染物，S的排放是造成酸雨 的主要原因，因此煙氣脫硫技術(shù)是控制酸雨危害的最為有效的手段之一。本次課程設(shè)計(jì)采用采用30%的稀硫酸去除S03及煙塵，再將二氧化硫轉(zhuǎn)變成三氧化硫， 再而轉(zhuǎn)變成硫酸以降低S排放。、設(shè)計(jì)參數(shù)爐氣組成列于下表:成分SO2SO3H2OO2N2體積7含塵 <0.2 g/Nm3爐氣壓力：-1000 P

7、a 當(dāng)?shù)卮髿鈮海?1.06 kPa總硫去除率：2%近塔煙氣流量：42000 Nm 3/h近塔煙氣溫度：280 C出塔煙氣溫度：68 C二、噴霧塔結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)結(jié)構(gòu)包括塔體、氣體分布器、霧化器、液體在分布器及自控儀表元器件等。本塔特點(diǎn)：1 不用填料及氣液交換塔盤，系統(tǒng)阻力小，降低了風(fēng)機(jī)功率，節(jié)約能耗；2 采用霧化器，霧化噴嘴將液體完全霧化，氣液交換面積大，吸收、凈化充分；3因無填料免去了填料堵塞煩惱，省去了更換填料及維護(hù)的費(fèi)用。同時(shí)也減輕了塔體 的重量，使安裝及根底變得簡單化，節(jié)約了投資。4在塔內(nèi)增加液體再分布器，防止了塔內(nèi)的“干錐體即塔中心空現(xiàn)象，使吸收更充 分。三、工作原理氣液噴霧塔可作為氣體吸

8、收時(shí)需要進(jìn)行除塵或吸收過程中液相內(nèi)生成的場合，同時(shí)也可以降低氣體溫度。煙氣從塔的下部進(jìn)入，30%硫酸從塔頂向下噴淋，此時(shí)煙氣經(jīng)過硫酸噴淋， 其中的三氧化硫被硫酸吸收，同時(shí)也使煙塵與氣體脫離，煙氣由塔頂出去，硫酸和煙塵由塔底流出。主要反映式：SO3+H 20 H2SO4四、物料衡算進(jìn)氣溫度：280 C出氣溫度：68 C爐氣成分：一善蘭=153.75kmo1/h = 9840kg/h42000 X 0.10%22.442000 X 0.5%O3 = l+88kino/h = 150,+kg/h聞=159.38kmol/h =5100.16kfi/h42000 X 76.5%22.4祐=1434.3

9、8Amo/h = 40162,64/iH2O =42000 X 6,7%ki= 125,63kmo/i = 22613/A一硫平衡SO3+SO2由于流的總?cè)コ蕿?2%,X余下的SO2 X二水平衡1. 出塔氣體中的換水量 出塔氣體溫度為68 C2E68 41749.39-3J1云f=643154kmol/h = 1157&力2炬門入塔爐氣帶水量為 反響水 so3th2oh2so1.882.3.'81.Oo 2 0b5xy8018981.8R X 1Rx = = QA23kmol/h = 7.614kfl/Al .BR X 98y = 一一 = 23Q3kmol/n = 2253

10、伽用4.蒸發(fā)水蒸發(fā)水=出水帶入水+反響水+ 7.614=93kg/h三淋灑酸量設(shè)頻臨溫度為50 °C 33 Q=42000Nm 3/hL/42000=7.5L=315000L=315m 3查表得50 C 3所以 L=315 X 1197.8=377307kg/h四出塔酸量377307-93+225.694=3682kg/h五物料平衡表收入支出工程名稱數(shù)量kg/h比例%工程名稱數(shù)量kg/h比例%SO 29840SO-300門:：6N?120H20H現(xiàn)377307h2so43682合計(jì)100合計(jì)4348100五、熱量衡算(一) 帶入熱Q入1. 爐氣溫度為 280 C ,25280C熱容量

11、 Cp:502 = 44A22l/(mol K)SO2 = 153.75 X 44.122 X (28(1 - 25) = 172985e.I63/r/h 同理可求得：503 = 6047 K) SO3 = 28fi45,49BAr/tO2 = 30.413 J/(moi K)= 1 236245,31N2 = 29,406f(mol /Q= 10755741.H2O = 34.2H3 /(mol K) Ufl = 109lU38.367y/h 合計(jì)：Qi kJ/h2. 三氧化硫轉(zhuǎn)化為硫酸的生成熱Q2SO3 (g)十"兇T地£0他)+ 124的昭O仙円和血 + 50T5CJ

12、/S網(wǎng) H250i(10Q%lH2S04(30%) +92110 J/molQ2X (124892 + 50158 +3. 噴灑硫酸帶入的熱量 Q3查表得30%硫酸在50 C時(shí)厶kJ/kgQ3=m AX 377307=27335892.15kJ/h4. Q 入=Q1 + Q2+ Q3=+ 502260.8 + 27335892.15= kJ/h(二) 出塔氣體帶出熱量 Q出1. 爐氣帶出熱量Q1'出塔溫度為68 C ,100%飽和，設(shè)除霧率為 40%查得2568C熱容量 Cp：SO2 = 4.661/(mol KSO2 = 15375 X 40,66 X (68 - 25) = 26B

13、B113A25kf/h 同理可求得：O2 = 29.52 K)O2 = 21)2210.597 刃N2 = 29.149 /Q= 1797H61.933/t/i|H2O = 33.713 J/(mol K) lift = 18212030%酸霧=3.198kJ/(kg K)X8098150.4x1504 X 98x =恥=184.24kg/h.除霧率為40%余下的酸為 H2SO4=換算為 30% H2SO4 kg/hXXQ1' +切為10,5刃+ 1797師1月韶+ 1甌12"油+=49210 kJ/h2. 水的蒸發(fā)熱Q2'68 C時(shí)水的熱容為Q2'= m H

14、= X 2337.625=217kJ/h3. 熱損失Q3熱損失為總?cè)霟岬?%Q3'x kJ/h4. Q 出=Qi'+ Q2+ Q3=49210 + +=288kJ/h三出塔酸帶走的熱量Q 酸=Q 入 Q 出=138 kJ/h四出塔酸溫設(shè)進(jìn)塔酸溫為50 CQ 133016399 r 出塔酸溫升=間=為麗頑=9衛(wèi)匕廠出塔酸溫為50+C五能量平衡表收入支出工程名稱數(shù)量kJ/h比例%工程名稱數(shù)量kJ/h比例參加熱量帶出顯熱三氧化硫 變成硫酸 生成熱水的蒸發(fā) 熱八、噴灑硫酸 帶入的熱熱損失硫酸帶出 的熱合計(jì)100合計(jì)100六、塔的計(jì)算1.塔的容積QAtj *m T= KVMdt231q-

15、J氣：280Ct 68 C液：50CC t iC 1 2=68-50=18 C =291K493.74 -291At =取 Kv值為 800kJ/(m3 h K)麗 加 BOO x 38341 - 90,05m Q 28849127.762. 塔高、塔徑取噴淋密度12m3/m2 h截面積=V/噴淋密度=23進(jìn)氣口管徑、出氣口管徑取氣體流速為16m/s101 x *12000273 t 2B0-4 ,aTocx 27i106005.05mJ/h10600505進(jìn)=1673600 = L84m101 x 42000273+60出= KK x -273-=閃36&59耐2Q 6S36659i s工亠出=卩=L6X 3600 =4.出塔的酸管徑q =篤卷y = 307.40m3/!3D7.«(I 1X3WQ=oim2tvctztD 滬3.U =5進(jìn)塔酸管徑設(shè)有10個(gè)噴頭，進(jìn)塔酸量為 Q=300m3Q '300/10=30m3S=Q* 2|4 X O.OOG9吟=3J4=勵(lì)伽七、結(jié)論這次大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)我們主要設(shè)計(jì)一噴霧塔吸收三氧化硫并除煙塵，這次課程設(shè)計(jì)使我們進(jìn)一步