氨氣課程設(shè)計(jì)--水吸收空氣中nh3填料塔設(shè)計(jì)

1、<p>　　水吸收空氣中NH3填料塔設(shè)計(jì)</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　任務(wù)書(shū)2</b></p><p>　　前言 3</p><p>　　第一章 填料塔的確定 4</p><p>　　1

2、.1 填料塔的主體結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)4</p><p>　　1.2填料塔的設(shè)計(jì)任務(wù)及步驟5</p><p>　　1.3填料塔設(shè)計(jì)條件及操作條件6</p><p>　　第二章 填料塔主體設(shè)計(jì)方案的確定6</p><p>　　2.1裝置流程的確定6</p><p>　　2.2 吸收劑的選擇7</p

3、><p>　　2.3填料的類(lèi)型與選擇7</p><p>　　2.3.1 填料性能的評(píng)價(jià) </p><p>　　2.3.2 填料類(lèi)型的選擇7</p><p>　　2.3.3 填料規(guī)格的選擇10</p><p>　　2

4、.3.4填料材質(zhì)的選擇</p><p>　　2.4 基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)12</p><p>　　2.4.1 液相物性數(shù)據(jù)12</p><p>　　2.4.2 氣相物性數(shù)據(jù)12</p><p>　　2.4.3 氣液相平衡數(shù)據(jù)13</p><p>　　2.4.4 物料衡算13</p><p

5、>　　第三章 填料塔工藝尺寸的計(jì)算14</p><p>　　3.1 塔徑的計(jì)算14</p><p>　　3.2 填料層高度的計(jì)算及分段16</p><p>　　3.2.1 傳質(zhì)單元數(shù)的計(jì)算16</p><p>　　3.2.2質(zhì)單元高度的計(jì)算</p><p>　　3.2.3 填料層的分段19</p&

6、gt;<p>　　3.3 填料層壓降的計(jì)算19</p><p>　　第四章主要附屬設(shè)備的選型和計(jì)算21</p><p>　　4.1 填料塔附屬高度的計(jì)算21</p><p>　　4.2流體進(jìn)出口流差</p><p>　　4.2.1氣體進(jìn)料管</p><p>　　4.2.2液體進(jìn)料管 </p&

7、gt;<p>　　4.3 風(fēng)機(jī)和離心泵的計(jì)算和選擇24</p><p>　　4.3.1風(fēng)機(jī)的選擇</p><p>　　4.3.2離心泵的計(jì)算和選擇</p><p><b>　　4.4液體分布裝置</b></p><p><b>　　4.5填料支撐裝置</b></p>&

8、lt;p><b>　　4.6填料壓緊裝置</b></p><p><b>　　主要符號(hào)說(shuō)明</b></p><p>　　1填料塔設(shè)計(jì)結(jié)果概要26</p><p>　　2 填料塔設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)一覽26</p><p><b>　　3 參考文獻(xiàn)16</b></p>

9、<p><b>　　4 設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)16</b></p><p><b>　　5 致謝</b></p><p>　　附件一：塔設(shè)備流程圖17</p><p>　　附件二：塔設(shè)備設(shè)計(jì)圖17</p><p><b>　　編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。</b></p>

10、<p>　　(一) 題目：水吸收空氣中NH3填料塔設(shè)計(jì)</p><p>　　(二)設(shè)計(jì)任務(wù)及操作條件</p><p>　　1、混合氣體的處理量：5000+100*8 Nm3/h </p><p>　　2、原料氣中NH3的體積分率：4%（雙號(hào)）</p><p>　　3、回收率： 98%</p><p&

11、gt;　　4、吸收塔操作條件：20℃， P=101.3KPa</p><p><b>　　年開(kāi)工：300天</b></p><p>　　填料類(lèi)型 聚丙烯鮑爾環(huán)填料。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　　(1)吸收塔的物料衡算</p><p&g

12、t;　　(2)填料層壓降的計(jì)算</p><p>　　(3)液體分布器的簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)</p><p>　　(4)吸收塔塔體工藝尺寸的計(jì)算</p><p>　　(5)繪制分布器施工圖</p><p>　　(6)對(duì)本設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)述</p><p>　?。ㄎ澹⒖嘉墨I(xiàn)（宋體、5號(hào)字）</p><p>　?。?/p>

13、六）、附錄：設(shè)計(jì)圖紙（工藝流程圖與主體設(shè)備裝配圖）</p><p>　　（七）、考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定</p><p>　　專業(yè)課程設(shè)計(jì)的考核與成績(jī)?cè)u(píng)定由指導(dǎo)教師進(jìn)行。</p><p>　　考核內(nèi)容：考勤、計(jì)算草稿或筆記、說(shuō)明書(shū)和圖紙的質(zhì)量，獨(dú)立完成設(shè)計(jì)情況。</p><p><b>　　前言：</b></p>

14、<p>　　塔設(shè)備廣泛用于蒸餾、吸收、萃取、洗滌、傳熱等生產(chǎn)過(guò)程的氣液傳質(zhì)設(shè)備。被用于蒸餾和吸收的塔器分別稱為蒸餾塔和吸收塔。所以塔設(shè)備的研究一直是國(guó)內(nèi)外學(xué)者普遍關(guān)注的重要課題。在化學(xué)工業(yè)中，經(jīng)常需要將氣體混合物中的各個(gè)組分加以分離，其主要目的是回收氣體混合物中的有用物質(zhì)，以制取產(chǎn)品，或除去工藝氣體中的有害成分，使氣體凈化，以便進(jìn)一步加工處理，或除去工業(yè)放空尾氣中的有害成分，以免污染空氣。吸收操作是氣體混合物分離方法之一，它

15、是根據(jù)混合物中各組分在某一種溶劑中溶解度不同而達(dá)到分離的目的。</p><p>　　塔設(shè)備按其結(jié)構(gòu)形式基本上可分為兩類(lèi)；板式塔和填料塔。以前在工業(yè)生產(chǎn)中，當(dāng)處理量大時(shí)多用板式塔，處理量小時(shí)采用填料塔。近年來(lái)由于填料塔結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，新型的、高負(fù)荷填料的開(kāi)發(fā)，既提高了塔的通過(guò)能力和分離效能又保持了壓降小、性能穩(wěn)定等特點(diǎn)。因此，填料塔已經(jīng)被推廣到大型氣、液操作中，在某些場(chǎng)合還代替了傳統(tǒng)的板式塔。如今，直徑幾米甚至幾十米的

16、大型填料塔在工業(yè)上已非罕見(jiàn)。隨著對(duì)填料塔的研究和開(kāi)發(fā)，性能優(yōu)良的填料塔必將大量用于工業(yè)生產(chǎn)中。</p><p>　　氨是化工生產(chǎn)中極為重要的生產(chǎn)原料，但是其強(qiáng)烈的刺激性氣味對(duì)于人體健康和大氣環(huán)境都會(huì)造成破壞和污染， 氨通常以氣體形式吸入人體，短期內(nèi)吸入大量氨氣后會(huì)出現(xiàn)流淚、咽痛、咳嗽、胸悶、呼吸困難、頭暈、嘔吐、乏力等。若吸入的氨氣過(guò)多，導(dǎo)致血液中氨濃度過(guò)高，就會(huì)通過(guò)三叉神經(jīng)末梢的反射作用而引起心臟的停搏和呼吸停

17、止，危及生命。因此，吸收空氣中的氨，防止氨超標(biāo)具有重要意義。</p><p>　　因此，為了避免化學(xué)工業(yè)產(chǎn)生的大量的含有氨氣的工業(yè)尾氣直接排入大氣而造成空氣污染，需要采用一定方法對(duì)于工業(yè)尾氣中的氨氣進(jìn)行吸收，本次課程設(shè)計(jì)的目的是根據(jù)設(shè)計(jì)要求采用填料吸收塔吸收的方法來(lái)凈化含有氨氣的空氣。設(shè)計(jì)采用填料塔進(jìn)行吸收操作是因?yàn)樘盍峡梢蕴峁┚薮蟮臍庖簜髻|(zhì)面積而且填料表面具有良好的湍流狀況，從而使吸收過(guò)程易于進(jìn)行，而且，填料塔

18、還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壓降低、填料易用耐腐蝕材料制造等優(yōu)點(diǎn)，從而可以使吸收操作過(guò)程節(jié)省大量人力和物力。在設(shè)計(jì)過(guò)程中主要圍繞提高塔設(shè)備傳質(zhì)速率，理解填料塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的思路和特點(diǎn)，掌握填料塔的流體力學(xué)和傳質(zhì)特性，設(shè)計(jì)的基本方法和程序，最后根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)要求，確定吸收它的主要部件及其附屬設(shè)備的選型和計(jì)算，和設(shè)備的主要工藝尺寸等。本次設(shè)計(jì)由于我知識(shí)有限，存在的問(wèn)題還需要老師多多諒解，并指教。</p><p>　　第一章：填料塔的

19、確定</p><p>　　1.1填料塔的主體結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)：</p><p><b>　　4</b></p><p>　　圖1.1填料它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖</p><p>　　填料塔為連續(xù)接觸式的氣、液傳質(zhì)設(shè)備。它的結(jié)構(gòu)如圖所示。在圓筒形塔體的塔殼的下部，設(shè)置一層支承柵板，支承版上填充一定高度的填料。液體由入口管進(jìn)入經(jīng)分布器噴淋至

20、填料上，在填料的空隙中流過(guò)，并潤(rùn)濕填料表面形成流動(dòng)的液膜。液體流經(jīng)填料后由排除管取出。液體在填料層中有傾向于塔壁的流動(dòng)，故填料層較高時(shí)，常將其分段，兩段之間再設(shè)置液體再分布器，有利于液體的重新分布。氣體在支撐板下方入口管進(jìn)入塔內(nèi)，在壓強(qiáng)差的推動(dòng)下，通過(guò)填料間的空隙由塔的頂部排除。填料內(nèi)氣、液兩相呈逆流流動(dòng)，相際間的傳質(zhì)通常是在填料表面的液體與其相距的界面上進(jìn)行，兩項(xiàng)的組成沿塔高連續(xù)變化[1]。</p><p>　

21、　填料塔與板式塔相比，不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且具有生產(chǎn)能力大，奮力效率高，持液量小，操作彈性大，壓強(qiáng)降低的等特點(diǎn)。通過(guò)填料材質(zhì)的選擇，可處理腐蝕性材料。尤其對(duì)于壓強(qiáng)降較低的真空精餾操作，填料塔更顯出起優(yōu)越性。但是，填料塔的造價(jià)通常高于板式塔，對(duì)于含有懸浮液的料液，易于聚合的物系則不能適用，而且對(duì)于有側(cè)線出料的場(chǎng)合等也不大適宜。</p><p>　　1.2填料塔的設(shè)計(jì)任務(wù)及步驟</p><p>

22、　　設(shè)計(jì)任務(wù)：用水吸收空氣中混有的氨氣。</p><p>　　設(shè)計(jì)步驟：（1）根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)和工藝要求，確定設(shè)計(jì)方案;</p><p>　?。?）針對(duì)物系及分離要求，選擇適宜填料；</p><p>　　（3）確定塔徑、填料層高度等工藝尺寸（考慮噴淋密度）；</p><p>　　（4）計(jì)算塔高、及填料層的壓降；</p><p&

23、gt;<b>　?。?）塔內(nèi)件設(shè)計(jì)。</b></p><p>　　1.3填料塔的設(shè)計(jì)條件及操作條件</p><p>　　1. 氣體混合物成分：空氣和氨</p><p>　　2. 空氣中氨的含量: 4.0% （體積含量即為摩爾含量）</p><p>　　3. 混合氣體流量5800m3/h</p><p

24、>　　4. 操作溫度298K</p><p>　　5. 混合氣體壓力101.3KPa</p><p>　　6. 回收率98 %</p><p>　　7. 采用清水為吸收劑</p><p>　　8. 填料類(lèi)型：采用聚丙烯鮑爾環(huán)填料</p><p>　　第二章 填料塔主體設(shè)計(jì)方案的確定</p>

25、<p><b>　　裝置流程的確定</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)采用逆流操作：氣相自塔低進(jìn)入由塔頂排出，液相自塔頂進(jìn)入由塔底排出，即逆流操作[2]。其流程如下：</p><p><b>　　圖2.1 流程安排</b></p><p>　　用水吸收NH3屬高溶解度的吸收過(guò)程，為提高傳質(zhì)效率和分離效率，所以

26、，本設(shè)計(jì)選用逆流吸收流程。</p><p>　　該填料塔中，氨氣和空氣混合氣體，經(jīng)由填料塔的下側(cè)進(jìn)入填料塔中，與從填料塔頂流下的水逆流接觸，在填料的作用下進(jìn)行吸收。經(jīng)吸收后的混合氣體由塔頂排除，吸收了氨氣的水由填料塔的下端流出。</p><p>　　逆流操作的特點(diǎn)是：傳質(zhì)平均推動(dòng)力大，傳質(zhì)速率快，分離效率高，吸收劑利用率高。工業(yè)生產(chǎn)中多采用逆流操作。</p><p>

27、;　　2.2 吸收劑的選擇</p><p>　　吸收過(guò)程是依靠氣體溶質(zhì)在吸收劑中的溶解來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此，吸收劑性能的優(yōu)劣，是決定吸收操作效果的關(guān)鍵之一.</p><p>　　吸收劑對(duì)溶質(zhì)的組分要有良好地吸收能力，而對(duì)混合氣體中的其他組分不吸收，且揮發(fā)度要低。所以本設(shè)計(jì)選擇用清水作吸收劑，氨氣為吸收質(zhì)。水廉價(jià)易得，物理化學(xué)性能穩(wěn)定，選擇性好，符合吸收過(guò)程對(duì)吸收劑的基本要求。且氨氣不作為產(chǎn)品

28、，故采用純?nèi)軇?lt;/p><p>　　2-1 工業(yè)常用吸收劑</p><p>　　2.3填料的類(lèi)型與選擇</p><p>　　2.3.1填料性能評(píng)價(jià)</p><p>　　填料種類(lèi)的選擇要考慮分離工藝的要求[3]，通?？紤]一下幾個(gè)方面:</p><p>　　(1)傳質(zhì)效率 傳質(zhì)效率即分離效率，它有兩種表的方法：一是以理論

29、級(jí)進(jìn)行計(jì)算的表示方法，以每個(gè)理論級(jí)當(dāng)量的填料層高度表示，即HETP值；另一方面是以傳質(zhì)速率進(jìn)行計(jì)算的表示方法，以每個(gè)傳質(zhì)單元相當(dāng)高度表示，即HTU值。在滿足工藝要求的前提下，應(yīng)選用傳質(zhì)效率高，即HEYP(或HTU值)低的填料。對(duì)于常用的工業(yè)填料，其HEYP(或HTU值)可由有關(guān)手冊(cè)或文獻(xiàn)中查到，也可以通過(guò)一些經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)估算。</p><p>　　(2)通量 在相同的液體負(fù)荷下，填料的泛點(diǎn)氣速愈高或氣相動(dòng)能因子愈大

30、，則通量愈大，塔的處理能力亦越大。因此在選擇填料種類(lèi)時(shí)，在保證具有較高傳質(zhì)效率的前提下，應(yīng)選擇具有較高泛點(diǎn)氣速或氣相動(dòng)能因子的填料。對(duì)于大多數(shù)常用填料其泛點(diǎn)氣速或氣相動(dòng)能因子可由有關(guān)手冊(cè)或文獻(xiàn)中查到，也可以通過(guò)一些經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)估算。</p><p>　　(3)填料層的壓降 填料層的壓降是填料的主要應(yīng)用性能，填料層的壓降越低，動(dòng)力消耗越低，操作費(fèi)用越小。選擇低壓降的填料對(duì)熱敏性物系的分離尤為重要。比較填料的壓降<

31、;/p><p>　　(4)填料的操作性能。填料的操作性能主要指操作彈性、抗污堵性及抗熱敏性等。所選填料應(yīng)具有較大的操作彈性，以保證塔內(nèi)氣、液負(fù)荷發(fā)生波動(dòng)時(shí)維持操作穩(wěn)定。</p><p>　　同時(shí)，還應(yīng)具有一定的抗污堵、抗熱敏能力，以適應(yīng)物料的變化及塔內(nèi)溫度變化。</p><p>　　此外，所選的填料要便于安裝、拆卸和檢修。</p><p>　　2

32、.3.2裝填類(lèi)型選擇 </p><p>　　填料的種類(lèi)很多，根據(jù)裝填方式的不同，可分為散裝填料和規(guī)整填料兩大類(lèi)。</p><p><b>　　1、散裝填料</b></p><p>　　散裝填料是一個(gè)個(gè)具有一定幾何形狀和尺寸的顆粒體，一般以隨機(jī)的方式堆積在塔內(nèi)，又稱為亂堆填料或顆粒填料。散裝填料根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)不同，可分為環(huán)形填料、鞍形填料、環(huán)鞍形

33、填料及球形填料等?，F(xiàn)介紹幾種典型的散裝填料。</p><p>　　(1)拉西環(huán)填料。其結(jié)構(gòu)為外徑與高度相等的圓環(huán)，可用陶瓷、塑料、金屬等材質(zhì)制造。拉西環(huán)填料的氣液分布較差，傳質(zhì)速率低，阻力大，通量小，目前工業(yè)上已很少用了。</p><p>　　(2)鮑爾環(huán)填料。鮑爾環(huán)是在拉西環(huán)的基礎(chǔ)上改進(jìn)而得。其結(jié)構(gòu)為在拉西環(huán)的側(cè)壁上開(kāi)出兩排長(zhǎng)方形的窗孔，被切開(kāi)的環(huán)壁的一側(cè)仍與壁面相連，另一側(cè)向環(huán)內(nèi)彎曲，

34、形成內(nèi)伸的舌葉，諸舌葉的側(cè)邊在環(huán)中心相搭，可用陶瓷、塑料、金屬等材質(zhì)制造。鮑爾環(huán)由于環(huán)壁開(kāi)孔，大大提高了環(huán)內(nèi)空間及環(huán)內(nèi)表面的利用率，氣體阻力小，液體分布均勻。與拉西環(huán)相比，其通量可增加50%左右。鮑爾環(huán)是目前應(yīng)用較廣的填料之一。</p><p>　　(3)階梯環(huán)填料。階梯環(huán)是對(duì)鮑爾環(huán)的改進(jìn)，與鮑爾環(huán)相比，階梯環(huán)高度減少了一半，并在一端增加了一個(gè)錐形翻邊。由于高徑比減少，使得氣體繞填料外壁的平均路徑大為縮短，減少了

35、氣體通過(guò)填料層的阻力。錐形翻邊不僅增加了填料的機(jī)械強(qiáng)度，而且使填料之間由線接觸為主變成以點(diǎn)接觸為主，這樣不但增加了填料間的間隙，同時(shí)成為液體沿填料表面流動(dòng)的匯集分散點(diǎn)，可以促進(jìn)液膜的表面更新，有利于傳質(zhì)效率的提高。階梯環(huán)的綜合性能優(yōu)于鮑爾環(huán)，成為目前使用的環(huán)形填料中最為優(yōu)良的一種。</p><p>　　(4)弧鞍填料?；“疤盍蠈侔靶翁盍系囊环N，其形狀如同馬鞍，一般采用瓷質(zhì)材料制成?；“疤盍系奶攸c(diǎn)是表面全部敞開(kāi)，不

36、分內(nèi)外，液體在表面來(lái)那個(gè)側(cè)均勻的流動(dòng)，表面利用率高，流道呈弧形，流動(dòng)阻力小。其缺點(diǎn)是易發(fā)生套疊，致使一部分填料表面被重合，使傳質(zhì)效率降低。弧鞍填料強(qiáng)度較差，容易破碎，工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用不多。</p><p>　　(5)矩鞍填料。將弧鞍填料兩端的弧形面改成矩形面，且兩面大小不等，即成為矩鞍填料。矩鞍填料堆積時(shí)不會(huì)套疊，液體分布較均勻。矩鞍填料一般采用瓷質(zhì)材料制成，其性能優(yōu)于拉西環(huán)。目前國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)應(yīng)用瓷拉西環(huán)的場(chǎng)合，均已

37、被矩鞍填料所取代。</p><p>　　(6)環(huán)矩鞍填料。環(huán)矩鞍填料是兼顧環(huán)形和鞍形結(jié)構(gòu)特點(diǎn)而設(shè)計(jì)出的一種新型填料，該填料一般以金屬材質(zhì)制成，故又稱為金屬環(huán)矩鞍填料。環(huán)矩鞍填料將環(huán)形填料和鞍形填料兩者的優(yōu)點(diǎn)集于一體，其綜合性能優(yōu)于鮑爾環(huán)和階梯環(huán)，是工業(yè)應(yīng)用最為普遍的一種金屬散裝填料。下圖為幾種實(shí)體填料：</p><p>　　拉西環(huán) 鮑爾環(huán) 階梯環(huán)

38、 弧鞍形填料 矩鞍形填料</p><p>　　圖2.2 幾種實(shí)體填料</p><p><b>　　2、規(guī)整填料</b></p><p>　　規(guī)整填料是按一定的幾何圖形排列，整齊堆砌的填料。規(guī)整填料種類(lèi)很多，根據(jù)幾何結(jié)構(gòu)可分為格柵填料、波紋填料、脈沖填料等。工業(yè)上應(yīng)用的規(guī)整填料絕大部分為波紋填料。波紋填料按結(jié)

39、構(gòu)分為網(wǎng)波紋填料和板波紋填料兩大類(lèi)，可用陶瓷、塑料、金屬等材質(zhì)制造。</p><p>　　金屬絲網(wǎng)波紋填料是網(wǎng)波紋填料的主要形式，是由金屬絲網(wǎng)制成的。其特點(diǎn)是壓降低、分離效率高，特別適用于精密精餾及真空精餾裝置，為難分離物系、熱敏性物系的精餾提供了有效的手段。盡管其造價(jià)高，但因性能優(yōu)良仍得到廣泛使用。</p><p>　　金屬板波紋填料是板波紋填料的主要形式。該填料的波紋板片上沖壓有許多的

40、小孔，可起到粗分配板片上的液體，加強(qiáng)橫向混和作用。波紋板片上軋成細(xì)小溝紋，可起到細(xì)分配板片上的液體、增強(qiáng)表面潤(rùn)濕性能的作用。金屬孔板波紋填料強(qiáng)度高，耐腐蝕性強(qiáng)，特別適用于大氣直徑塔及氣、液負(fù)荷較大的場(chǎng)合。</p><p>　　波紋填料的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，阻力小，傳質(zhì)效率高，處理能力大，比表面積大。其缺點(diǎn)是不適用于處理黏度大、易聚合或有懸浮物的材料，且裝卸、清理困難，造價(jià)高。</p><p>

41、　　綜上所述，經(jīng)分析各填料特點(diǎn)、性能，本次采用散裝填料。鮑爾環(huán)是目前應(yīng)用較廣的填料之一，本次選用鮑爾環(huán)。</p><p>　　2.3.3 填料規(guī)格的選擇[4]</p><p>　　通常，散裝填料與規(guī)整填料的規(guī)格標(biāo)示方法不同，選擇地方法亦不盡相同。</p><p>　　工業(yè)塔常用的散裝填料主要有Dn16\Dn25\Dn38\ Dn76等幾種規(guī)格。同類(lèi)填料，尺寸越小，分

42、離效率越高，但阻力增加，通量減小，填料費(fèi)用也增加很多。而大尺寸的填料應(yīng)用于小直徑塔中，又會(huì)產(chǎn)生液體分布不良及嚴(yán)重的壁流，使塔的分離效率降低。因此，對(duì)塔徑與填料尺寸的比值要有一規(guī)定。</p><p>　　常用填料的塔徑與填料公稱直徑比值D/d的推薦值列于。</p><p><b>　　表2-2</b></p><p>　　綜上所述選用50mm聚丙

43、烯鮑爾環(huán)塔填料，其主要性能參數(shù)查表2.1得：</p><p>　　比表面積a：100 </p><p><b>　　空隙率：0.917</b></p><p>　　干填料因子：130m-1</p><p>　　國(guó)內(nèi)階梯環(huán)特性數(shù)據(jù)見(jiàn)表2.1。</p><p>　　表

44、2.3 國(guó)內(nèi)鮑爾環(huán)特性數(shù)據(jù)</p><p>　　2.3.4 填料材質(zhì)的選擇[5]</p><p>　　工業(yè)上，填料的材質(zhì)分為陶瓷、金屬和塑料三大類(lèi)</p><p>　　(1)陶瓷填料。陶瓷填料具有良好的耐腐蝕性及耐熱性，一般能耐除氫氟酸以外的常見(jiàn)的各種無(wú)機(jī)酸、有機(jī)酸的腐蝕，對(duì)強(qiáng)堿介質(zhì)，可以選用耐堿配方制造的耐堿陶瓷填料。</p><p>　

45、　陶瓷填料因其質(zhì)脆、易碎，不易在高沖擊強(qiáng)度下使用。陶瓷填料價(jià)格便宜，具有很好的表面潤(rùn)濕性，工業(yè)上，主要用于氣體吸收、氣體洗滌、液體萃取等過(guò)程。</p><p>　　(2)金屬填料。金屬填料可用多種材質(zhì)制成，金屬材料的選擇主要根據(jù)物系的腐蝕性和金屬材質(zhì)的耐腐蝕性來(lái)綜合考慮。碳鋼填料造價(jià)低，且具有良好的表面濕潤(rùn)性能，對(duì)于無(wú)腐蝕或低腐蝕性物系應(yīng)優(yōu)先考慮使用；不銹鋼填料耐腐蝕性強(qiáng)，一般能耐以外常見(jiàn)物系的腐蝕，但其造價(jià)較高

46、；鈦材、特種合金鋼等材質(zhì)制成的填料造價(jià)級(jí)高，一般只在某些腐蝕性極強(qiáng)的物系下使用。</p><p>　　金屬填料可制成薄壁結(jié)構(gòu)（0.2~0.1mm），與同種類(lèi)型、同種規(guī)格的陶瓷、塑料填料相比，它的通量大、氣體阻力小，且具有很高的抗沖擊性能，能在高溫、高壓、高沖擊強(qiáng)度下使用，工業(yè)應(yīng)用主要以金屬填料為主。</p><p>　　(3)塑料填料。塑料填料的材質(zhì)主要包括聚丙烯、聚乙烯及聚氯乙烯等，國(guó)內(nèi)

47、一般多采用聚丙烯材質(zhì)。塑料填料的耐腐蝕性能較好，可耐一般的無(wú)機(jī)酸、堿和有機(jī)溶劑的腐蝕。其耐溫性良好，可長(zhǎng)期在100℃以下使用。聚丙烯填料在低溫（低于0℃）時(shí)具有冷脆性，在低于0℃的條件下使用要謹(jǐn)慎，可選用耐低溫性能好的聚氯乙烯填料。</p><p>　　塑料填料具有輕質(zhì)、廉價(jià)、耐沖擊、不易破碎等優(yōu)點(diǎn)，多用于吸收、解吸、萃取、除塵等裝置中。塑料填料的缺點(diǎn)是表面潤(rùn)濕性能較差，在某些特殊應(yīng)用場(chǎng)合，需要對(duì)其表面進(jìn)行處理，

48、以提高表面潤(rùn)濕性能。所以本次課設(shè)選用聚丙烯填料。</p><p>　　聚丙烯填料在低溫（低于0度）時(shí)具有冷脆性，在低于0度的條件下使用要慎重，可選耐低溫性能良好的聚氯乙烯填料。</p><p>　　綜合以上：選擇塑料鮑爾環(huán)散裝填料 Dn50</p><p>　　2.4 基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)</p><p>　　2.4.1 液相物性數(shù)據(jù)</p

49、><p>　　對(duì)低濃度吸收過(guò)程，溶液的物性數(shù)據(jù)可近似取純水的物性數(shù)據(jù)。由手冊(cè)查得 20 ℃水的有關(guān)物性數(shù)據(jù)如下：</p><p><b>　　1. </b></p><p><b>　　2. </b></p><p>　　3. 表面張力為:</p><p><b>

50、;　　4. </b></p><p><b>　　5. </b></p><p><b>　　6. </b></p><p>　　2.4.2 氣相物性數(shù)據(jù)</p><p>　　1. 混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為</p><p><b>　　(2-1

51、)</b></p><p>　　2. 混合氣體的平均密度</p><p>　　由 (2-2)</p><p><b>　　R=8.314 </b></p><p>　　混合氣體黏度可近似取為空氣黏度。查手冊(cè)得20時(shí)，空氣的黏度</p><p>　

52、　注： 1 1Pa..s=1kg/m.s</p><p>　　2.4.3 氣液相平衡數(shù)據(jù)</p><p>　　由手冊(cè)查得，常壓下，20時(shí)，NH在水中的亨利系數(shù)為 E=76.3kpa</p><p>　　在水中的溶解度: H=0.725kmol/m</p><p>　　相平衡常數(shù)： (2-3)</

53、p><p>　　溶解度系數(shù): (2-4</p><p><b>　　E——亨利系數(shù)</b></p><p><b>　　H——溶解度系數(shù)</b></p><p>　　Ms——相對(duì)摩爾質(zhì)量</p><p><b>　　m——相對(duì)平衡常數(shù)</

54、b></p><p>　　2.4.4 物料衡算</p><p>　　1. 進(jìn)塔氣相摩爾比為</p><p>　　(2-5) </p><p>　　2. 出他氣相摩爾比為 </p><p>　　(2-6) </p><p>　　3. 進(jìn)塔惰性氣體

55、流量: (2-7) 因?yàn)樵撐者^(guò)程為低濃度吸收，平衡關(guān)系為直線，最小液氣比按下式計(jì)算。即：</p><p><b>　　(2-8)</b></p><p>　　因?yàn)槭羌內(nèi)軇┪者^(guò)程，進(jìn)塔液相組成</p><p><b>　　所以 </b></p><p>　　選擇操作液氣比為

56、 （2-9）</p><p>　　L=1.2546×231.6=290.57kmol/h</p><p>　　因?yàn)閂(Y1-Y2)=L(X1-X2) X1=0.0326</p><p>　　V——單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)吸收塔的惰性氣體量，kmol/s;</p><p>　　L——單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)吸收塔的溶解

57、劑，kmol/s;</p><p>　　Y1、Y2——分別為進(jìn)塔及出塔氣體中溶質(zhì)組分的摩爾比，koml/koml;</p><p>　　X1、X2——分別為進(jìn)塔及出塔液體中溶質(zhì)組分的摩爾比，koml/koml;</p><p>　　第三章 填料塔工藝尺寸的計(jì)算</p><p>　　填料塔工藝尺寸的計(jì)算包括塔徑的計(jì)算、填料能高度的計(jì)算及分段&l

58、t;/p><p><b>　　3.1 塔徑的計(jì)算</b></p><p>　　1. 空塔氣速的確定——泛點(diǎn)氣速法</p><p>　　對(duì)于散裝填料，其泛點(diǎn)率的經(jīng)驗(yàn)值u/u=0.5~0.85</p><p>　　貝恩（Bain）—霍根（Hougen）關(guān)聯(lián)式 [6]，即：</p><p>　　=A-K

59、 （3-1）</p><p><b>　　氣體質(zhì)量流量：</b></p><p>　　液相質(zhì)量流量可近似按純水的流量計(jì)算，即：</p><p><b>　　填料總比表面積：</b></p><p><b>　　水的黏度</b></p><

60、;p>　　ρV,ρL——?dú)庀?、液相密度，分別為1.186 kg/m3 、998.2kg/m3；</p><p>　　A,K——關(guān)聯(lián)常數(shù)。</p><p><b>　　K取值可由表3.1</b></p><p>　　3.1不同類(lèi)型填料的A、K值</p><p>　　所以 A=0.0942； K=1.75；</p

61、><p><b>　　即：</b></p><p><b>　　所以：</b></p><p>　　Uf=4.347m/s</p><p><b>　　其中：</b></p><p>　　——泛點(diǎn)氣速，m/s;</p><p>　　g

62、 ——重力加速度，9.81m/s</p><p>　　μL——液體粘度，mPa·s;</p><p>　　取泛點(diǎn)率為0.75 u=0.75 =3.26m/s</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p><b>　　D——塔徑，m；</b></p>&

63、lt;p>　　V——操作條件下混合氣體的體積流量，m3/s ;</p><p>　　——空塔氣速，即按空塔截面積計(jì)算的混合氣體線速度，m/s. </p><p>　　圓整后取 D=0.8m（常用的標(biāo)準(zhǔn)塔徑為400、500、600、700、800、1000、1200、1400、1600、2000、2200）</p><p>　　圓整塔徑后 D=0.8m<

64、;/p><p>　　1. 泛點(diǎn)速率校核： m/s</p><p>　?。▽?duì)于散裝填料，其泛點(diǎn)率的經(jīng)驗(yàn)值為）</p><p><b>　　則在允許范圍內(nèi)</b></p><p>　　根據(jù)填料規(guī)格校核：D/d=800/50=16>8</p><p>　　3. 液體噴淋密度的校核：</p>

65、<p>　　(1) 填料塔的液體噴淋密度是指單位時(shí)間、單位塔截面上液體的噴淋量。</p><p>　　(2) 最小潤(rùn)濕速率是指在塔的截面上，單位長(zhǎng)度的填料周邊的最小液體體積流量。對(duì)于直徑不超過(guò)75mm的散裝填料，可取最小潤(rùn)濕速率。</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p><b>　　（3-4）&l

66、t;/b></p><p>　　經(jīng)過(guò)以上校驗(yàn)，填料塔直徑設(shè)計(jì)為D=800mm 合理。</p><p>　　3.2 填料層高度的計(jì)算及分段</p><p><b>　?。?-5）</b></p><p><b>　　（3-6） </b></p><p>　　3.2.1

67、 傳質(zhì)單元數(shù)的計(jì)算</p><p>　　用對(duì)數(shù)平均推動(dòng)力法求傳質(zhì)單元數(shù)</p><p><b>　　（3-7）</b></p><p><b>　?。?-8）</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=0.0

68、054</b></p><p>　　=7.57 </p><p>　　3.2.2 質(zhì)單元高度的計(jì)算</p><p>　　氣相總傳質(zhì)單元高度采用修正的恩田關(guān)聯(lián)式計(jì)算：</p><p><b>　?。?-9）</b></p><p><b>　　液體質(zhì)量通量為</

69、b></p><p><b>　　氣體質(zhì)量通量為</b></p><p>　　不同材質(zhì)的бc值見(jiàn)表3.2</p><p>　　3.2 不同材質(zhì)的бc值</p><p>　　氣膜吸收系數(shù)由下式計(jì)算：</p><p>　　液膜吸收數(shù)據(jù)由下式計(jì)算：</p><p>　　表3

70、.3 各類(lèi)填料的形狀系數(shù)</p><p><b>　　查表3.3得：</b></p><p>　　0.142×0.37×1.451.1×100 （3-12）</p><p>　　=7.9kmol/(m3 h kpa)</p><p>　　=0.603×100&#

71、215;0.37×1.450.4 （3-13）</p><p><b>　　=25.88/h</b></p><p><b>　　因?yàn)椋?=0.74</b></p><p>　　所以需要用以下式進(jìn)行校正：</p><p><b>　　（3-14）</b&

72、gt;</p><p>　　=[1＋9.5(0.74－0.5)1.4] 7.9=18.07 kmol/(m3 h kpa)</p><p><b>　?。?-15）</b></p><p>　　=[1＋ 2.6 (0.74－0.5)2.2] 25.88=28.79/h</p><p><b>　?。?-16）&

73、lt;/b></p><p>　　（3-17） </p><p>　　=231.6÷9.692÷101.3÷0.785÷0.64</p><p><b>　　=0.470 m</b></p><p><b>　?。?-18）</b>&

74、lt;/p><p>　　=0.470×7.57=3.56m, 得 =1.4×3.56=4.894m</p><p>　　3.2.3 填料層的分段</p><p>　　對(duì)于鮑爾環(huán)散裝填料的分段高度推薦值為h/D=5~10。</p><p>　　h=5×800～10

75、15;800=4～8 m</p><p>　　計(jì)算得填料層高度為5000mm，故不需分段。</p><p>　　3.3 填料層壓降的計(jì)算</p><p>　　取 Eckert (通用壓降關(guān)聯(lián)圖)；</p><p>　　將操作氣速(＝3.26m/s) 代替縱坐標(biāo)中的查表，DG50mm塑料鮑爾環(huán)的壓降填料因子＝125代替縱坐標(biāo)中的．</p&

76、gt;<p><b>　　則縱標(biāo)值為：</b></p><p><b>　　(3-19)</b></p><p><b>　　橫坐標(biāo)為：</b></p><p>　　=0.02621 (3-20)</p><p&g

77、t;<b>　　查圖得</b></p><p>　　125×9.81=1226.25Pa/m (3-21)</p><p>　　全塔填料層壓降 =1226.25×5=6131.25 Pa</p><p>　　第四章 主要附屬設(shè)備的選型和計(jì)算</p>

78、<p>　　4.1填料塔附屬高度的計(jì)算</p><p>　　塔的附屬高度主要包括塔的上部空間高度，安裝液體分布器所需的空間高度，塔的底部空間高度等。</p><p>　　塔的上部空間高度是為使隨氣流攜帶的液滴能夠從氣相中分離出來(lái)而留取的高度，可取1.6m（包括除沫器高度）。設(shè)塔定液相停留時(shí)間為5min，則塔釜液所占空間高度為</p><p>　　考慮到

79、氣相接管的空間高度，底部空間高度取為2.5m，那么塔的附屬空間高度可以取為4.1m。吸收塔的總高度為H=4.1+5=9.1m。</p><p>　　4.2.流體進(jìn)出口流差</p><p>　　填料塔的氣體進(jìn)口既要防止液體倒灌，更要有利于氣體的均勻分布，對(duì)500mm直徑以下的小塔，可使進(jìn)氣管伸到塔中心位置，管端切成450向下斜口或切成向下切口，使氣流折轉(zhuǎn)向上。對(duì)1.5m以下直徑的塔，管的末端

80、可制成下彎的錐形擴(kuò)大器，或采用其它均布?xì)饬鞯难b置。</p><p>　　氣體出口裝置既要保證氣流暢通，又要盡量除去被夾帶的液沫。最簡(jiǎn)單的裝置是在氣體出口處裝一除沫擋板，或填料式、絲網(wǎng)式除霧器，對(duì)除沫要求高時(shí)可采用旋流板除霧器。由于本設(shè)計(jì)對(duì)排放的凈化氣體中的液相夾帶要求不嚴(yán)，可不設(shè)除液沫裝置[7]。</p><p>　　為防止塔內(nèi)與塔外氣體串通，常壓吸收塔可采用液封裝置。</p>

81、<p>　　常壓塔氣體進(jìn)出口管氣速可取10～20m/s（高壓塔氣速低于此值）；液體進(jìn)出口管氣速可取0.8～1.5m/s（必要時(shí)可加大些）。管徑依所選氣速?zèng)Q定后，應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)管規(guī)格進(jìn)行圓整，并規(guī)定其厚度。</p><p>　　氣體進(jìn)氣口氣速取15m/s，液體進(jìn)液口流速取1.2m/s</p><p>　　4.2.1氣體進(jìn)料管</p><p>　　氣體進(jìn)出口管直

82、徑： </p><p>　　采用直管進(jìn)料，由管子規(guī)格查得選擇熱軋無(wú)縫鋼管，則</p><p><b>　?。ㄔ诜戏秶鷥?nèi)）</b></p><p><b>　　氣體進(jìn)出口壓降: </b></p><p><b>　　進(jìn)口：</b></p><p>

83、<b>　　出口：</b></p><p>　　4.2.2液體進(jìn)料管</p><p><b>　　液體流量： </b></p><p>　　液體進(jìn)出口管直徑： </p><p>　　采用直管進(jìn)料，由管子規(guī)格查得選擇熱軋無(wú)縫鋼管，則</p><p><b>

84、;　　（在符合范圍內(nèi)）</b></p><p>　　設(shè)計(jì)位于塔底的進(jìn)氣管時(shí)，主要考慮兩個(gè)要求：壓力降要小和氣體分布要均勻。由于填料層壓力降較大，減弱了壓力波動(dòng)的影響，從而建立了較好的氣體分布；同時(shí)，本裝置由于直徑較小，可采用簡(jiǎn)單的進(jìn)氣分布裝置。由于對(duì)排放的凈化氣體中的液相夾帶要求不嚴(yán)，可不設(shè)除液沫裝置。</p><p>　　4.3風(fēng)機(jī)和離心泵的計(jì)算與選擇</p>

85、<p>　　4.3.1風(fēng)機(jī)的選擇</p><p>　　由已知混合氣的流量為5800m3/h，查 夏清 陳常貴 編《化工原理》P365附表二十五 ，選型號(hào)4-72-11-6D離心通風(fēng)機(jī)，該風(fēng)機(jī)流量6720m3/h，轉(zhuǎn)速960轉(zhuǎn)/分鐘。</p><p>　　4.3.2離心泵的計(jì)算與選擇</p><p>　　管內(nèi)液體流速： </p><

86、p><b>　　則雷諾數(shù)</b></p><p>　　局部阻力損失：三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)截止閥全開(kāi) ; </p><p>　　三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)90°彎頭 ；</p><p>　　管路總壓頭損失 </p><p><b>　　填料塔壓降： </b></p>&l

87、t;p>　　其它阻力壓降較小可忽略。</p><p><b>　　揚(yáng)程 </b></p><p><b>　　流量</b></p><p>　　查 夏清 陳常貴 編《化工原理》P362附表二十四 ，選型號(hào)IS50-32-125泵合適，該泵揚(yáng)程22米，流量7.5立方米/小時(shí)，轉(zhuǎn)速2900轉(zhuǎn)/分鐘。</p>

88、<p><b>　　4.4液體分布裝置</b></p><p>　　液體分布器的作用：液體分布裝置設(shè)于填料層頂部，用于將塔頂液體均勻分布在填料表面上，液體的分布裝置性能對(duì)填料塔效率影響很大，特別是大直徑、低填料層的填料塔，尤其需要性能良好的液體分布裝置。</p><p>　　由于液體在填料塔內(nèi)分布均勻，可以增大填料的潤(rùn)濕表面積，以提高分離效果。因此，液體在

89、塔頂?shù)某跏季鶆驀娏埽潜ＷC填料塔達(dá)到預(yù)期分離效果的重要條件。從噴淋密度考慮，應(yīng)保證每60的塔截面上約有一個(gè)噴淋點(diǎn)，這樣，可以防止塔內(nèi)壁流和溝流現(xiàn)象.</p><p>　　常用的液體分布裝置有蓮蓬式、盤(pán)式、齒槽式及多孔管式分布器等。</p><p>　　蓮蓬式噴淋器:液體經(jīng)半球形噴頭的小孔噴出。小孔直徑為3~10m，做同心圓排列，噴灑角不超過(guò)。這種噴淋器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但只適用于直徑小于600mm

90、的塔中，且小孔易堵塞。</p><p>　　盤(pán)式分布器:盤(pán)低開(kāi)有篩孔的稱為塞孔式，盤(pán)底裝有垂直短管的稱為溢流管式。液體加至分布盤(pán)上，經(jīng)篩孔或溢流短管流下。篩孔式的 液體分布效果好，而溢流管式自由截面積較大，且不易堵塞。盤(pán)式分布器常用于直徑較大的塔中，基本可保證液體分布均勻，但其制造較麻煩。 </p><p>　　齒槽式分布器:液體先經(jīng)過(guò)主干齒槽向其下個(gè)條形做第一級(jí)分布，然后再向

91、填料層上面分布。這種分布自由截面積大，不易堵塞，多用于直徑較大的填料塔。</p><p>　　多孔環(huán)管式分布器:由多孔圓形盤(pán)管、聯(lián)接管及中央進(jìn)料管組成。這種分布器氣體阻力小，特別使用于液量小而氣量大的填料吸收塔。</p><p>　　液體在塔頂?shù)某跏季鶆驀娏埽潜ＷC填料塔達(dá)到預(yù)期分離效果的重要條件。</p><p>　　近年來(lái)的實(shí)踐表明，大直徑填料塔的放大問(wèn)題主要是

92、保證液體初始分布均勻，若能保證單位塔截面的噴淋點(diǎn)數(shù)目與小塔相同，大型填料塔的傳質(zhì)效率將不會(huì)低于小型塔。</p><p>　　液體分布裝置的安裝位置，須高于填料層表面200mm,以提供足夠的自由空間，讓上升氣流不受約束地穿過(guò)分布器。根據(jù)氨氣易溶解的性質(zhì)，可選用目前應(yīng)用較為廣泛的多孔型布液裝置中的排管式噴淋器。多孔型布液裝置能提供足夠均勻的液體分布和空出足夠大的氣體通道（自由截面一般在70%以上），也便于制成分段可拆

93、結(jié)構(gòu)。</p><p>　　液體引入排管?chē)娏芷鞯姆绞讲捎靡后w由水平主管一側(cè)引入，通過(guò)支管上的小孔向填料層噴淋。</p><p>　　排管式噴淋器采用塑料制造。</p><p><b>　　分布點(diǎn)密度計(jì)算：</b></p><p>　　為了使液體初始分布均勻，原則上應(yīng)增加單位面積上的噴淋點(diǎn)數(shù)。但是，由于結(jié)構(gòu)的限制，不可能將

94、噴淋點(diǎn)設(shè)計(jì)得很多。根據(jù)Eckert建議，當(dāng)時(shí)，每塔截面設(shè)一個(gè)噴淋點(diǎn)。則總布液孔數(shù)為：</p><p><b>　　布液計(jì)算：</b></p><p><b>　　由 </b></p><p><b>　　取，</b></p><p><b>　　則 </b&g

95、t;</p><p><b>　　4.5填料支撐裝置</b></p><p>　　填料支承裝置用于支承塔填料及其所持有的氣體、液體的質(zhì)量，同時(shí)起著氣液流道及氣體均布作用。故在 設(shè)計(jì)支承板是應(yīng)滿足下列三個(gè)基本條件：（1）自由截面與塔截面之比不小于填料的空隙率；（2）要有足夠的強(qiáng)度承受填料重量及填料空隙的液體；（3）要有一定的耐腐蝕性。</p><p&

96、gt;　　用豎扁鋼制成的柵板作為支承板最為常用，如圖3.3中的（a）。柵板可以制成整塊或分塊的。一般當(dāng)直徑小于500mm時(shí)可制成整塊；直徑為600～800mm時(shí)，可以分成兩塊；直徑在900～1200mm時(shí)，分成三塊；直徑大于1400mm時(shí)，分成四塊；使每塊寬度約在300～400mm之間，以便拆裝。</p><p>　　柵板條之間的距離應(yīng)約為填料環(huán)外徑的0.6～0.7。在直徑較大的塔中，當(dāng)填料環(huán)尺寸較小的，也可采用

97、間距較大的柵板，先在其上布滿尺寸較大的十字分隔瓷環(huán)，再放置尺寸較小的瓷環(huán)。這樣，柵板自由截面較大，如圖3.3（c）所示。</p><p>　　當(dāng)柵板結(jié)構(gòu)不能滿足自由截面要求時(shí)，可采用如圖3.3（b）所示的升氣管式支承板。氣相走升氣管齒縫，液相由小孔及縫底部溢流而下。這類(lèi)支承板，有足夠齒縫時(shí)，氣相的自由截面積可以超過(guò)整個(gè)塔德橫截面積，所以絕不會(huì)在此造成液泛。</p><p>　　本設(shè)計(jì)塔徑D

98、=800mm，采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、自由截面較大、金屬耗用量較小，由豎扁鋼制成的柵板作為支承板，將其分成兩塊，柵板條之間的距離約為24.7mm。為了改善邊界狀況，可采用大間距的柵條，然后整砌一、二層按正方形排列的瓷質(zhì)十字環(huán)，作為過(guò)渡支承，以取得較大的孔隙率。由于采用的是φ50mm的填料，所以可用φ75mm的十字環(huán)。</p><p>　?。╝）柵板 （b）升氣管式

99、 （c）十字隔板環(huán)層</p><p>　　圖3.3 填料支承板</p><p>　　填料支撐裝置對(duì)于保證填料塔的操作性能具有重大作用。采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、自由截面較大、金屬耗用量較小的柵板作為支撐板。為了改善邊界狀況，可采用大間距的柵條，然后整砌一、二層按正方形排列的瓷質(zhì)十字環(huán)，作為過(guò)渡支撐，以取得較大的孔隙率。由于采用的是的填料，所以可用的十字環(huán)。</p><p>　

100、　塔徑，設(shè)計(jì)柵板由2塊組成。且需要將其擱置在焊接于塔壁的支持圈或支持塊上。分塊式柵板，每塊寬度為400mm，每塊重量不超過(guò)700N，以便從人孔進(jìn)行裝卸。</p><p><b>　　4.6填料壓緊裝置</b></p><p>　　為防止在上升氣流的作用下填料床層發(fā)生松動(dòng)或跳動(dòng)，保持操作中填料床層為一恒定的固定床，從而必須保持均勻一致的空隙結(jié)構(gòu)，使操作正常、穩(wěn)定，故需在

101、填料層上方設(shè)置填料壓緊裝置。</p><p>　　填料壓緊裝置分為填料壓板和床層限制板兩大類(lèi)。對(duì)于散裝填料，可選用壓緊網(wǎng)板，也可選用壓緊柵板，在其下方，根據(jù)填料的規(guī)格敷設(shè)一層金屬網(wǎng)，并將其與壓緊柵板固定；對(duì)于規(guī)整填料，通常選用壓緊柵板。設(shè)計(jì)中，為防止在填料壓緊裝置處壓降過(guò)大甚至發(fā)生液泛，要求填料壓緊裝置的自由截面積應(yīng)大于70﹪。</p><p>　　填料壓板自由放置于填料層上端，靠自身重量

102、將填料壓緊，它適用于陶瓷、石墨制成的散裝填料。它的作用是在高氣速（高壓降）和負(fù)荷突然波動(dòng)時(shí)，阻止填料產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而避免填料松動(dòng)、破損。由于填料易碎，當(dāng)碎屑淤積在床層填料的空隙間，使填料層的空隙率下降時(shí)，填料壓板可隨填料層一起下落，緊緊壓住填料而不會(huì)形成填料的松動(dòng)、降低填料塔的生產(chǎn)能力及分離效率。</p><p>　　床層限制板用于金屬散裝填料、塑料散裝填料及所有規(guī)整填料。它的作用是防止高氣速高壓降或塔的操作突

103、然波動(dòng)時(shí)填料向上移動(dòng)而造成填料層出現(xiàn)空洞，使傳質(zhì)效率下降。由于金屬及塑料填料不易破碎，且有彈性，在裝填正確時(shí)不會(huì)使填料下沉，故床層限制板要固定在塔壁上。</p><p>　　為了便于安裝和檢修，填料壓緊裝置不能與塔壁采用連續(xù)固定方式，對(duì)于小塔可用螺釘固定于塔壁，而大塔則用支耳固定。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的填料塔采用押金網(wǎng)板，設(shè)置自由截面積為85%。采用支耳固定。</p>

104、<p><b>　　主要符號(hào)說(shuō)明</b></p><p>　　E—亨利系數(shù)， —?dú)怏w的粘度， </p><p>　　—平衡常數(shù) —水的密度和液體的密度之比</p><p>　　—重力加速度， —分別為氣體

105、和液體的密度，</p><p>　　—分別為氣體和液體的質(zhì)量流量，</p><p>　　—?dú)庀嗫傮w積傳質(zhì)系數(shù)， </p><p>　　—填料層高度， —塔截面積，</p><p>　　—?dú)庀嗫倐髻|(zhì)單元高度， —?dú)庀嗫倐髻|(zhì)單元數(shù)</p><p>　　—以

106、分壓差表示推動(dòng)力的總傳質(zhì)系數(shù)，</p><p>　　—單位體積填料的潤(rùn)濕面積</p><p>　　—以分壓差表示推動(dòng)力的氣膜傳質(zhì)系數(shù)，</p><p><b>　　—溶解度系數(shù)，</b></p><p>　　—以摩爾濃度差表示推動(dòng)力的液摩爾傳質(zhì)系數(shù)，</p><p>　　—?dú)怏w常數(shù)， —溶質(zhì)在

107、氣相中的擴(kuò)散系數(shù)，</p><p><b>　　注：</b></p><p>　　1填料塔設(shè)計(jì)結(jié)果概要</p><p><b>　　2 填料塔設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　[1] 夏清.化工原理（下

108、）[M]. 天津:天津大學(xué)出版社, 2005.</p><p>　　[2] 周軍.張秋利 化工AutoCAD制圖應(yīng)用基礎(chǔ) 。北京. 化學(xué)工業(yè)出版。</p><p>　　[3] 姚玉英，陳常貴，劉邦孚，等.化工原理[M].第1版.天津科學(xué)技術(shù)出版社</p><p>　　2006：71-195</p><p>　　[4] 賈紹義,柴誠(chéng)敬. 化工原

109、理課程設(shè)計(jì)[M]. 天津:天津大學(xué)出版社, 2002.</p><p>　　[5]涂偉萍，陳佩珍，程達(dá)芳，等.化工過(guò)程及設(shè)備設(shè)計(jì)[M].第1版.化學(xué)工業(yè)出版社 </p><p>　　2000：79-114</p><p>　　[6] 陳英南，劉玉蘭.常用化工單元設(shè)備的設(shè)計(jì)[M].第1版.華南理工大學(xué)出版社</p>&

110、lt;p>　　[7]馬江權(quán),化工原理課程設(shè)計(jì)[M].北京市:中國(guó)石化出版社.2009</p><p><b>　　設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)：</b></p><p>　　經(jīng)歷了一周的課程設(shè)計(jì)，感覺(jué)意義非凡。在這個(gè)課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們綜合的運(yùn)用了之前所學(xué)習(xí)到的流體力學(xué)，吸收，泵等方面的化工基礎(chǔ)知識(shí)，設(shè)計(jì)用水吸收空氣混合的氨氣填料塔，在做這個(gè)設(shè)計(jì)的時(shí)候，我深深的知道了實(shí)踐和理論知識(shí)

111、結(jié)合的重要性，沒(méi)有完好的理論知識(shí)，實(shí)踐過(guò)程中就會(huì)遇到很多問(wèn)題，當(dāng)遇到問(wèn)題時(shí)，只要認(rèn)真思考，合理運(yùn)用所學(xué)的東西，在進(jìn)行深層次的探索，沒(méi)有什么問(wèn)題是解決不了的。</p><p>　　這次的課程設(shè)計(jì)主要主要有流程簡(jiǎn)圖，有必要的流程說(shuō)明，如塔型，填料和吸收劑的選擇等的論證說(shuō)明。還有吸收塔的主要部件尺寸的計(jì)算，他包括有填料吸收塔的塔徑，填料層高度及填料壓降等，根據(jù)所學(xué)的理論知識(shí)我們知道HoG他可以反映設(shè)備的分離效能，他的值

112、越小表示分離效果越好，在我的這個(gè)設(shè)計(jì)中得出HoG=0.470m,很明顯達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。</p><p>　　在設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)有很多公式都比較長(zhǎng)，計(jì)算的過(guò)程中很考驗(yàn)?zāi)托?，一旦有一個(gè)地方算錯(cuò)了，其他結(jié)果都會(huì)造成誤差。有一些看似簡(jiǎn)單，但往往是容易出錯(cuò)的地方，所以在設(shè)計(jì)的時(shí)候就需要多多注意，準(zhǔn)確查閱資料，避免出現(xiàn)錯(cuò)誤。</p><p>　　通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，使我對(duì)從填料塔設(shè)計(jì)方案到填料塔設(shè)計(jì)的基

113、本過(guò)程的設(shè)計(jì)方法、步驟、思路、有一定的了解與認(rèn)識(shí)。在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中,使我加深了對(duì)課本知識(shí)的認(rèn)識(shí)，也鞏固了所學(xué)到的知識(shí)。我們幾個(gè)同學(xué)之間相互討論，整體設(shè)計(jì)基本滿足使用要求，但是在設(shè)計(jì)指導(dǎo)過(guò)程中也發(fā)現(xiàn)一些問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)自己基礎(chǔ)知識(shí)不牢固，需加強(qiáng)學(xué)習(xí)，擴(kuò)大知識(shí)面的廣度。</p><p><b>　　致謝：</b></p><p>　　在這里我要感謝我的指導(dǎo)老師，謝謝你在我的課程

114、設(shè)計(jì)中的引指引，沒(méi)有你的教導(dǎo)，很多理論知識(shí)都不能很好的運(yùn)用，會(huì)有很大的阻礙，根本不可能完成這個(gè)設(shè)計(jì)。其次，我要謝謝我周?chē)耐瑢W(xué)，謝謝她們給我講解我不明白的地方，在我遇到困難的時(shí)候，耐心的給我講解，讓我在設(shè)計(jì)的時(shí)候給予幫助。</p><p>　　最后，再一次向給予我關(guān)心和幫助的老師和同學(xué)們表示衷心的感謝，是你們讓我在這次課程設(shè)計(jì)中不僅僅學(xué)到了寶貴的知識(shí)，更有更多除了知識(shí)外的更重要的—溫暖！謝謝你們！</p&g