湖南农业大学实习报告学生姓名学号年级专业及班级20 级（）班指导教师姓名实习类型实习时间实习地点学院填写说明一、学生的教学实习、生产实习、毕业（教育）实习和综合实习均应填写实习日记，并撰写实习报告；二、学生的实习报告和实习日记将作为评价实习成绩的重要依据；三、学生应在实习结束后的一个星期内将实习报告统一交实习指导教师；四、指导教师应对学生的实习报告和实习日记逐一认真审阅，并作出客观实际的正确评价；五、实习报告经学院审核后作为教学档案长期保存。

一设计任务书（一）设计题目炉石焙烧送出的气体冷却至25℃后送入填料塔中，用20℃清水洗涤以除去其中的SO2。

入塔炉气流量为hm/20003其中SO2的摩尔分数为0.05，要求SO2的吸收率为95%。

吸收塔为常压操作，因该过程液气比很大，吸收温度基本不变，可近似取为清水的温度，试设计一符合上述要求的填料吸收塔。

操作条件（1）操作压力常压（2）操作温度20℃设计内容（1）吸收塔的物料衡算；（2）吸收塔的工艺尺寸计算；（3）液体分布器简要设计；（4）绘制吸收塔设计条件图；目录一、设计方案简介二、吸收塔的工艺计算三、液体分布器简要设计四、附图一、设计方案简介1）方案的确定属中等溶解度的吸收过程，为提高传质效率，选用逆流吸收流程。

因用水作为吸用水吸收SO2不作为产品，故采用纯溶剂收剂，且SO22）填料的类型与选择对于水吸收SO过程，操作温度及操作压力较低，工业上通常选用塑料散装填料。

在塑料散装2填料中，塑料阶梯环填料的综合性能较好，故此选用DN38聚丙烯阶梯环填料。

阶梯环是对鲍尔环的改进。

与鲍尔环相比，阶梯环高度减少了一半，并在一端增加了一个锥形翻边。

由于高径比减少，使得气体绕填料外壁的平均路径大为缩短，减少了气体通过填料层的阻力。

锥形翻边不仅增加了填料的机械强度，而且使填料之间由线接触为主变成以点接触为主，这样不但增加了填料间的空隙，同时成为液体沿填料表面流动的汇集分散点，可以促进液膜的表面更新，有利于传质效率的提高。

阶梯环的综合性能优于鲍尔环，成为目前所使用的环形填料中最为优良的一种。

空隙率堆积个数堆积重量填料因子m-1规格比表面积m2/m338*19*1.2 132.5 0.91 27200 57.5 175.83）设计步骤（一）吸收塔的物料衡算；（二）填料塔的工艺尺寸计算；主要包括：塔径，填料层高度，填料层压降；（三）设计液体分布器及辅助设备的选型；（四）绘制有关吸收操作图纸。

二、吸收塔的工艺计算基础物性数据对低浓度吸收过程，溶液的物性数据可近似取纯水的物性数据。

查得20℃时水的有关物性数据如下：密度 3998.2/m L kg ρ=粘度 004.1=L μs Pa ⋅=3.6 kg/(m ·h)表面张力2/h 941803.2kg dyn/cm 67.72==L σSO 2在水中的扩散系数 h m s m D L /10292.5/1047.12629--⨯=⨯=混合气体的平均摩尔质量 75.302995.006.6405.0=⨯+⨯=∑=i i Vm M y M混合气体的平均密度3Vm PM 101.330.75= 1.278 kg/m /8.314293Vm RT ρ⨯==⨯混合气体的粘度可近似取为空气的粘度,查得20℃时空气的粘度为()h m 0.065kg/s 1081.15⋅=⋅⨯=-Pa V μ查得SO 2在空气中的扩散系数为 12410108.0--⋅⨯=s m Dv =0.039 m 2/h查得常压下20℃时SO 2在水中的亨利系数为 kPa MPa E 31055.355.3⨯== 相平衡常数为04.353.1011055.33=⨯==p E m 溶解度系数为 ()33/0156.002.181055.32.998m kPa kmol EM H sL⋅=⨯⨯==ρ物料衡算进塔气相摩尔比为出塔气相摩尔比比为21(1)0.0526(10.95)0.00263A Y Y φ=-=-=进塔惰性气相流量为h kmol V /03.79)05.01(2932734.222000=-⨯=该吸收过程属于低浓度吸收，平衡曲线可近似为直线，最小液气比可按下式计算，即2121min /X m Y Y Y V L --=⎪⎭⎫⎝⎛ 对于纯溶剂吸收过程，进塔液相组成为02=X29.33004.35/0526.000263.00526.0min =--=⎪⎭⎫⎝⎛V L 取操作液气比为935.4929.335.15.1min=⨯=⎪⎭⎫⎝⎛=V L V L h kmol L /36.394603.79935.49=⨯=0010.036.3946)00263.00526.0(03.79)21(1)21()21(=-⨯=-=-=-L Y Y V X X X L Y Y V填料塔的工艺尺寸的计算塔径的计算(采用贝恩-霍根关联式) 气相质量流量为1110.050.0526110.05y Y y ===--hkg W h kg q W L v v v /41.7111302.1836.3946/25562000278.1=⨯==⨯=⋅=ρ112480.23lg 1.75f t v v L L L v L u a W A g W ρρμερρ⎡⎤⎛⎫⎛⎫=-⎢⎥ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦29.1=f u ()f u u 85.05.0---=Θ 取 s m u u f /774.029.16.06.0=⨯==m D 96.0774.014.3360020004=⨯⨯⨯=圆整塔径后取 ()mm D 1000=泛点率校核s m u /71.00.1785.0360020002=⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯= 55.029.171.0==f u u 在允许范围内 填料规格校核: 有831.26381000>==d D 符合要求液体喷淋密度校核对于直径不超过75mm 的散装填料，可取最小润湿速率查附录五得32/5.132m m a t =()()h m m a L U t w ⋅=⨯==23min min /6.105.13208.0()()3min 0.08/w L m m h=⋅min 275.900.1785.02.98841.71113U >=⨯⨯ 满足要求经以上校核可知，填料塔直径选用D=1000mm 合理。

填料塔填料高度计算 （传质单元高度计算） 气相总传质单元高度采用修正的恩田关联式计算：⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫⎝⎛--=-2.0205.0221.075.045.1exp 1tL L L Lt L L t L L C t w a U g a U a U a a σρρμσσ 查表5-13得2/427680/33h kg cm dyn C ==σ 液体质量通量为()h m kg U L ⋅=⨯=22/33.905900.1785.041.71113586.05.1322.9418032.99833.90590101.27×2.998132.5×33.905903.6×5.13233.905902.94180342768045.1exp 12.0205.08221.075.0=⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛--=-t w a a 32/645.775.132586.0m m a w =⨯=气膜吸收系数有下式计算：气体质量通量为：()h m kg U V ⋅=⨯⨯=22/05.32560.1785.0278.12000⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=RT D a D a u k v t V V V v t v G 317.0ρμμ )(0345.0293314.8039.05.132039.0278.1065.0065.05.13205.3256237.0112317.0---⋅⋅⋅=⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯=kPa h m kmol液膜吸收系数()h m a U K L L L w L L /313.12.9981027.16.310292.52.9986.36.3645.7733.905900095.00095.03185.06323132=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫⎝⎛=--ρμμ 由1.1ψ=w G G a k a k ，查表5-14得45.1=ψ则()kPa h m kmol a k G ⋅⋅=⨯⨯=31.1/04.445.1645.770346.0h l a k L /31.15545.1645.77313.14.0=⨯⨯=由于 a k u u a k G F G ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+='4.1)5.0(5.91a k u ua k L F L ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+='2.2)5.0(6.21 可得()hl a k kPa h m kmol a k L G /865.155/619.4'3'=⋅⋅=()kPah m kmol aHk ak a k L G G ⋅⋅=⨯+=+=3''595.1865.1550156.01619.411111由maP K V H G OG 623.00.1785.03.101595.103.792'=⨯⨯⨯=Ω=03504.00010.004.351*1=⨯==mX Y02*2==mX Y 脱吸因数为702.036.394603.7904.35=⨯==L mV S 气相总传质单元数为 364.6702.0000263.000526.0)702.01(ln 702.011)1(ln 11*22*21=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+----=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+----=S Y Y Y Y S S N OG填料层高度计算m N H Z OG OG 964.3364.6623.0=⨯=⨯=考虑安全系数 ()z z 5.1~2.1='取m Z Z 946.5964.35.15.1'=⨯==取填料层高度为m Z 6='查表5-16得， 阶梯环填料， h/D=8～15,m h 6max ≤ 取8=D h，则 mm mm h 800010008=⨯=计算得填料塔高度6m ，不需分段 。

三、液体分布器简要设计（1） 液体分布器的选型该吸收塔液相负荷较大，而气相负荷相对较低，故选用槽式液体分布器。

（2）分布点密度计算 塔径,mm 分布点密度,点/ m 2塔截面D=400 330D=750 170D≥120042 按Eckert 建议值，设计取喷淋点密度为100点/m 2 。