化工原理填料塔

1、28 過程設(shè)備原理課程設(shè)計題目：水吸收二氧化硫填料吸收塔設(shè)計學(xué)院： 系別: 班級: 學(xué)生姓名： 學(xué)號： 指導(dǎo)老師： 設(shè)計時間： 2014年6月 過程設(shè)備原理課程設(shè)計任務(wù)書水吸收二氧化硫填料吸收塔設(shè)計一、設(shè)計原始數(shù)據(jù)（1）設(shè)計任務(wù)：混合氣(空氣+ SO2)處理量 2000 m3/h ；進塔混合氣中含SO2： 2% 體積% ；進塔氣體混合物的溫度： 25 。進塔吸收劑(清水)溫度： 30 ；SO2排放濃度： 0.2% 體積% 。（2）操作條件：操作壓強：常壓操作； 填料類型：自選。（3）設(shè)備型式：自選。（4）廠址：四川綿陽。二、基本要求（1）吸收塔的物料衡算。（2）吸收塔的工藝尺寸計算。（3）填料

2、層壓降的計算。（4）液體分布器簡要設(shè)計。（5）吸收塔接管尺寸計算。（6）繪制吸收塔設(shè)計條件圖(A1#圖)。（7）設(shè)計結(jié)果匯總。（8）對設(shè)計過程的評述和有關(guān)問題的討論。（9）編寫課程設(shè)計說明書。 目 錄第1章 緒論1 1.1 氣體吸收的概述1 1.2 吸收的意義與應(yīng)用1 1. 3 填料吸收塔的發(fā)展2 第2章 設(shè)計方案的確定3 2.1 吸收劑的選擇3 2.2 裝置流程的確定4 2.3 操作溫度和壓力的確定5 2.4 填料的確定和選擇5第3章 填料吸收塔的工藝計算與選擇7 3.1基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)7 3.2物料衡算8 3.3填料塔的工藝尺寸的計算9 3.4填料塔填料層壓降的計算13 3.5液體分布器計算1

3、4 3.6 其他附屬塔內(nèi)件的選擇16 3.7 本章小結(jié) 17結(jié)論18致謝19參考文獻20附錄121附錄222第1章 緒 論1.1 氣體吸收的概述氣體吸收是化工單元操作之一。用適當(dāng)?shù)囊后w吸收劑處理氣體混合物以去除其中一種或多種組分的操作。按吸收性質(zhì)分化學(xué)吸收和物理吸收兩大類。廣泛應(yīng)用在合成氨、石油化工及廢氣處理中。吸收操作是氣體混合物分離方法之一，它是根據(jù)混合物中各組分在某一種溶劑中溶解度不同而達到分離的目的。二氧化硫有強烈的刺激性氣味對于人體健康和大氣環(huán)境都會造成破壞和污染，本次化工原理課程設(shè)計的目的是根據(jù)設(shè)計要求采用填料吸收塔吸收的方法來凈化含有二氧化硫的工業(yè)尾氣，使其達到排放標(biāo)準(zhǔn)。1.2

4、氣體吸收的意義與應(yīng)用在化學(xué)工業(yè)中，氣體吸收操作廣泛應(yīng)用于直接生產(chǎn)化工產(chǎn)品，分離氣體混合物，原料氣的精制及從廢氣中回收有用組分或除去有害物質(zhì)等。尤其是從保護環(huán)境，防止大氣污染角度出發(fā)，對廢氣中的H2S、S0x、及NOx等有害物質(zhì)吸收除去過程的開發(fā)研究，有關(guān)著方面已提出了不少新的方法，發(fā)表了不少論著與文獻。除此之外，地球化學(xué)、生物物理和生物醫(yī)藥工程，也要應(yīng)用氣體吸收的理論及其研究成果。 工業(yè)上的氣體吸收過程，由于所用的吸收劑、吸收劑濃度、操作溫度與壓力、再生方法等的不同，可能有各種不同的工藝流程。吸收過程可以在填料塔、板式塔、鼓泡塔、攪拌反應(yīng)釜等設(shè)備中進行。從傳質(zhì)角度講，吸收所用的是氣液接觸設(shè)備，

5、應(yīng)增加氣液兩相的接觸界面，但在吸收過程中也可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此吸收設(shè)備與蒸餾設(shè)備及氣液反應(yīng)器都有許多共同之處。 化學(xué)工業(yè)中的吸收操作，應(yīng)用于脫除CO2及脫除H2S等裝置數(shù)目為最多，開發(fā)研究也最多。工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用涉及很多方面，例如A制取化工產(chǎn)品（1）應(yīng)用98%硫酸吸收SO3制取98%硫酸，應(yīng)用20%發(fā)煙硫酸吸收SO3制取20%的發(fā)煙硫酸。（2）應(yīng)用93%硫酸脫除氣體中的水蒸氣以干燥氣體。（3）用水吸收氯化氫制取31%的工業(yè)鹽酸。（4）用水吸收NO2生產(chǎn)50%-60%的硝酸。（5）用水或37%甲醛水溶液吸收甲醛制取福爾馬林溶液。（6）氨水吸收CO2生產(chǎn)碳酸氫銨。（7）純堿生產(chǎn)中用氨鹽水吸收CO

6、2生成NaHCO3。（8）用水吸收異丙醇催化脫氫生產(chǎn)的丙酮。B分離氣體混合物（1）油吸收法分離裂解氣。（2）用水吸收乙醇氧化脫氫法制取的乙醛。（3）用水吸收丙烯氨氧化法生產(chǎn)的丙烯腈。（4）用醋酸亞銅氨液從C4餾分中提取丁二烯。（5）用水吸收乙烯氧化制取的環(huán)氧乙烷。C從氣體中回收有用組分（1）用硫酸從煤氣中回收氨生成硫銨。（2）用洗油從煤氣中回收粗笨（B.T.X）。（3）從煙道氣或合成氨原料氣中回收高純度CO2。D氣體凈化（1）原料氣的凈化。其主要目的是清除后續(xù)加工時所不允許存在的雜質(zhì)，它們或會使催化劑中毒，或會產(chǎn)生副反應(yīng)而生成雜質(zhì)。例如，合成氨原料氣的脫CO2和脫H2S，天然氣、石油氣和焦?fàn)t氣

7、的脫H2S以及硫酸原料氣的干燥脫水等。（2）尾氣、廢氣的凈化以保護環(huán)境。燃煤鍋爐煙氣、冶煉廢氣等脫SO2，硝酸尾氣脫除NOx，磷酸生產(chǎn)中除去氣態(tài)氟化物（HF）以及液氯生產(chǎn)時弛放氣中脫除氯氣等。E生化工程 生化技術(shù)過程中采用好氣性菌，發(fā)酵中需要大量的空氣以維持微生物的正常吸收和代謝，要應(yīng)用空氣中的氧在水中的溶解（吸收）這一基本過程1.3填料吸收塔的發(fā)展吸收塔設(shè)備是氣液接觸的傳質(zhì)設(shè)備，一般可分為級式接觸和微分接觸兩類。一般級式接觸采用氣相分散，設(shè)計采用理論板數(shù)及板效率；而微分接觸設(shè)備常采用液相分散，設(shè)計采用傳質(zhì)單元高度及傳質(zhì)單元數(shù)。本設(shè)計采用后者。 吸收是氣液傳質(zhì)的過程，應(yīng)用填料塔較多。而塔填料是

8、填料塔的核心構(gòu)件，它提供了塔內(nèi)氣液兩相接觸而進行傳質(zhì)和傳熱的表面，與塔的結(jié)構(gòu)一起決定了填料塔的性能 填料塔原先被認(rèn)為設(shè)備笨重，放大效應(yīng)顯著，所以常用于塔徑較小的場合。近二三十年來，填料塔得到了較大的發(fā)展，特別是氣液分布裝置上的改進及規(guī)整填料的開發(fā)，使塔的直徑可超過15m，在加大通量，減少壓力降，提高效率及降低能耗方面，取得了明顯的經(jīng)濟效益。 填料塔的發(fā)展，與塔填料的開發(fā)與研究是分不開的，除了提高原有填料的流體力學(xué)與傳質(zhì)性能 外，還開發(fā)了不少效率高、放大效益小的新型填料，加上填料塔本身具有壓降小、持液量小、耐腐蝕、操作穩(wěn)定、彈性大等優(yōu)點，使填料塔的開發(fā)研究達到了一個新的高度第2章 設(shè)計方案的確定

9、21吸收劑的選擇對于吸收操作,選擇適宜的吸收劑,具有十分重要的意義。其對吸收操作過程的經(jīng)濟性有著十分重要的影響。一般情況下,選擇吸收劑,要著重考慮如下問題。1.對溶質(zhì)的溶解度大 所選的吸收劑多溶質(zhì)的溶解度大,則單位量的吸收劑能夠溶解較多的溶質(zhì),在一定的處理量和分離要求下,吸收劑的用量小,可以有效地減少吸收劑循環(huán)量,這對于減少過程功耗和再生能量消耗十分有利。另一方面,在同樣的吸收劑用量下,液相的傳質(zhì)推動力大,則可以提高吸收效率,減小塔設(shè)備的尺寸。2.對溶質(zhì)有較高的選擇性 對溶質(zhì)有較高的選擇性,即要求選用的吸收劑應(yīng)對溶質(zhì)有較大的溶解度,而對其他組分則溶解度要小或基本不溶,這樣,不但可以減小惰性氣體

10、組分的損失,而且可以提高解吸后溶質(zhì)氣體的純度。3.揮發(fā)度要低 吸收劑在操作條件下應(yīng)具有較低的蒸氣壓,以避免吸收過程中吸收劑的損失,提高吸收過程的經(jīng)濟性。4.再生性能好 由于在吸收劑再生過程中,一般要對其進行升溫或氣提等處理,能量消耗較大,因而,吸收劑再生性能的好壞,對吸收過程能耗的影響極大,選用具有良好再生性能的吸收劑,往往能有效地降低過程的能量消耗。 以上四個方面是選擇吸收劑時應(yīng)考慮的主要問題,其次,還應(yīng)注意所選擇的吸收劑應(yīng)具有良好的物理、化學(xué)性能和經(jīng)濟性。其良好的物理性能主要指吸收劑的粘要小,不易發(fā)泡,以保證吸收劑具有良好的流動性能和分布性能。良好的化學(xué)性能主要指其具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱

11、穩(wěn)定性,以防止在使用中發(fā)生變質(zhì),同時要求吸收劑盡可能無毒、無易燃易爆性,對相關(guān)設(shè)備無腐蝕性(或較小的腐蝕性)。吸收劑的經(jīng)濟性主要指應(yīng)盡可能選用廉價易得的溶劑。工業(yè)上常選用水做二氧化硫的吸收劑。除了物理吸收可能還會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。本次設(shè)計也用清水作為吸收劑。因用水作為吸收劑，且SO2不作為產(chǎn)品，故采用純?nèi)蹌?2.2 裝置流程的確定 吸收裝置的流程主要有以下幾種 （1) 逆流操作： 定義：氣相自塔底進入由塔頂排出，液相自塔頂進入由塔底排出的操作。 特點：傳質(zhì)平均推動力大，傳質(zhì)速率快，分離效率高，吸收劑利用率高。 適用情況：工業(yè)生產(chǎn)中多采用逆流操作。 (2) 并流操作： 定義：氣液兩相均從塔頂流向塔底

12、的操作。 特點：系統(tǒng)不受液流限制，可提高操作氣速，以提高生產(chǎn)能力。 適用情況：當(dāng)吸收過程的平衡曲線較平坦時，流向?qū)ν苿恿τ绊懖淮? 易溶氣體的吸收或處理的氣體不需吸收很完全;吸收劑用量特別大，逆流操作易引起液泛。 (3) 吸收劑部分再循環(huán)操作： 定義：在逆流操作系統(tǒng)中，用泵將吸收塔排出液體的一部分冷卻后與補充的新鮮吸收劑一 同送回塔內(nèi)的操作。 適用情況：當(dāng)吸收劑用量較小，為提高塔的液體噴淋密度；對于非等溫吸收過程，為控制塔內(nèi)的溫升，需取出一部分熱量。該過程特別適宜于相平衡常數(shù)m值很小的情況，通過吸收液部分再循環(huán)，提高吸收劑的使用效率。應(yīng)予以指出，吸收及部分再循環(huán)操作較逆流操作的平均推動力要低，

13、且需設(shè)置循環(huán)泵，操作費用增加。 (4) 多塔串聯(lián)操作： 如設(shè)計的填料層高度過大，或由于所處理的物料等原因需經(jīng)常清理填料，為便于維修，可把填料層分裝在幾個串聯(lián)的塔內(nèi)，每個吸收塔通過的吸收劑和氣體量都相等，即為多塔串聯(lián)(5) 串聯(lián)并聯(lián)混合操作：若吸收過程處理的液量很大，如果用通常的流程，則液體在塔內(nèi)的噴淋密度過大，操作氣速勢必很小，塔的生產(chǎn)能力很低。實際生產(chǎn)中可采用氣相做串聯(lián)，液相做并聯(lián)的混合流程；若吸收過程處理的液量不大而氣相流量很大時，可采用液相做串聯(lián)，氣相做并聯(lián)的混合流程。裝置流程的確定：采用常規(guī)逆流操作流程。由于本次設(shè)計為用水吸收SO2，SO2是酸性氧化物，溶于水生成亞硫酸。吸收反應(yīng)方程式

14、：常溫下在水中的溶解度為8g/100ml（30°），不滿足高溶解度要求.屬于中等溶解度操作，所以選擇逆流操作，在逆流操作下，兩相傳質(zhì)平均推動力最大，可減少設(shè)備尺寸，提高吸收率和吸收劑使用效率。 2.3 操作溫度和壓力的確定 （1）操作溫度的確定：由吸收過程的氣液平衡關(guān)系可知，溫度降低可增加溶質(zhì)組分的溶解度，即低溫有利于吸收。但操作溫度的底限應(yīng)由吸收系統(tǒng)的具體情況而定。此次操作的溫度為30。 （2）操作壓力的確定：由吸收過程的氣液平衡關(guān)系可知，壓力升高可增加溶質(zhì)組分的溶解度，即加壓有利于吸收。但隨著壓力的升高，對設(shè)備的加工制造要求提高，且能耗增加，因此需結(jié)合具體工藝條件綜合考慮，以確定

15、操作壓力。此次設(shè)計的操作壓力選擇常壓。 2.4 填料的確定和選擇 填料是填料塔中傳質(zhì)元件，它可以有各種不同的分類：如按性能分為通用填料和高效填料；按形狀分為顆粒型填料和規(guī)整填料。填料品種很多，最古老的填料是拉西環(huán)；在國外被認(rèn)為較為理想的是鮑爾環(huán)，矩鞍填料和波紋填料等工業(yè)填料，現(xiàn)經(jīng)測試驗證，已被推薦為我國今后推廣使用的通用型填料，填料的材質(zhì)可為金屬、陶瓷或塑料。各種填料的結(jié)構(gòu)差異較大，具有不同的優(yōu)缺點，因此在使用上應(yīng)根據(jù)具體情況選擇不同的塔填料。在選擇塔填料時，應(yīng)該考慮如下幾個問題： (1) 選擇填料材質(zhì) 選擇填料材質(zhì)應(yīng)根據(jù)吸收系統(tǒng)的介質(zhì)以及操作溫度而定，一般情況下，可以選用塑料，金屬，陶瓷等材

16、料。對于腐蝕性介質(zhì)應(yīng)采用相應(yīng)的抗腐蝕性材料，如陶瓷，塑料，玻璃，石墨，不銹鋼等，對于溫度較高的情況，應(yīng)考慮材料的耐溫性能。(2) 填料類型的選擇 填料類型的選擇是一個比較復(fù)雜的問題。一般來說，同一類填料塔中，比表面積大的填料雖然具有較高的分離效率，但是由于在同樣的處理量下，所需要的塔徑較大，塔體造價升高。(3) 填料尺寸的選擇 實踐表明，填料塔的塔徑與填料直徑的比值應(yīng)保持不低于某一下限值，以防止產(chǎn)生較大的壁效應(yīng)，造成塔的分離效率下降。一般來說，填料尺寸大，成本低，處理量大，但是效率低，使用大于50mm的填料，其成本的降低往往難以抵償其效率降低所造成的成本增加。所以，一般大塔經(jīng)常使用50mm的填

17、料。但在大塔中使用小于2025mm填料時，效率并沒有較明顯的提高，一般情況下，可以按表選擇填料尺寸。因此對于水吸收S02的過程、操作、溫度及操作壓力較低，工業(yè)上通常選用所了散裝填料。在所了散裝填料中，塑料階梯環(huán)填料的綜合性能較好，故此選用階梯環(huán)填料。從尺寸方面考慮，雖然在同類填料中，尺寸越小的，分離效率越高，但它的阻力將增大，通量減小，填料費用也增加很多。用Dn38計算所得的Dd值也符合階梯環(huán)的推薦值。從材料方面考慮，塑料材質(zhì)具有耐腐蝕，質(zhì)量輕，價格低等優(yōu)點，所以我選擇了塑料材質(zhì)填料。綜上考慮，我選擇的Dn38塑料階梯環(huán)作為填料表1 填料尺寸與塔徑的對應(yīng)關(guān)系塔徑/填料尺寸/D300300D90

18、0D900202525385080第3章 填料吸收塔的工藝計算3.1基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)3.1.1 液相物性數(shù)據(jù)對低濃度吸收過程，溶液的物性數(shù)據(jù)可近似取水的物性數(shù)據(jù)。由手冊查得，30時水的有關(guān)物性數(shù)據(jù)如下：密度黏度表面張力為SO2在水中的擴散系數(shù)為3.1.2 氣相物性數(shù)據(jù)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為Kg/mol Kg/molkg/kmol混合氣體的密度為 混合氣體的黏度可近似取為空氣的黏度，查資料得30空氣的黏度為查得SO2在空氣中的擴散系數(shù)為3.1.3氣液相平衡數(shù)據(jù)由手冊查得。常壓下30oC時，SO2在水中的亨利系數(shù)為： E=相平衡常數(shù)為： 溶解度系數(shù)為：3.2物料衡算進塔氣體摩爾比：出塔氣體摩爾比：進

19、塔惰性氣體的流量： 由設(shè)計任務(wù)知該吸收過程屬于低濃度吸收，平衡關(guān)系為直線，最小液氣比可按下式計算，即：對于純?nèi)軇┪者^程，進塔液相組成為： 取操作液氣比為：； L =49.7480.16=3987.32 kmol/h 由，求得吸收液出塔濃度為： 3.3填料塔的工藝尺寸的計算3.3.1塔徑計算采用Eckert通用關(guān)聯(lián)圖計算泛點氣速。塔底混合氣相質(zhì)量流量為：2000×1.214=2428kg/h液相質(zhì)量流量可近似按純水的流量計算，即=3987.32×18.02=71851.506Kg/hEckert通用關(guān)聯(lián)圖的橫坐標(biāo)為=查表得=0.022填料因子=170取由圓整塔徑，取D=1.

20、0m。泛點率校核：填料規(guī)格校核：液體噴淋密度校核：取最小潤濕速率為查附錄5得經(jīng)以上校核可知，填料塔直徑選用D=1000mm合理。3.3.2填料高度計算脫吸因數(shù)為 氣相總傳質(zhì)單元數(shù)為氣相總傳質(zhì)單元高度采用修正的恩田關(guān)聯(lián)式計算：查表得液體質(zhì)量通量為氣模吸收系數(shù)由下式計算：液膜吸收系數(shù)由下式計算：由，查表得 則由得則設(shè)計取填料層高度為表1散裝填料分段高度推薦值填料類型拉西環(huán)矩鞍鮑爾環(huán)階梯環(huán)環(huán)矩鞍h/D2.558510815815/m46666對于階梯環(huán)填料，15,計算得填料層高度為7000mm故需要分段。故可在填料中間處設(shè)一液體再分布器，上半段3.5m，下半段3.5m3.4填料層壓降計算 采用Eck

21、ert通用關(guān)聯(lián)圖計算填料層壓降橫坐標(biāo)為 =1.033 查表，知 p=116m-1縱坐標(biāo)查表得p/Z=147.15Pa/m填料層壓降 P=147.15×7=1030.05Pa3.5液體分布器簡要設(shè)計 3.5.1液體分布器的選型液體分布裝置的種類多樣，有噴頭式、盤式、管式、槽式及槽盤式等。工業(yè)應(yīng)用以管式、槽式及槽盤式為主。1. 液體分布器設(shè)計的基本要求。性能優(yōu)良的液體分布器設(shè)計時必須滿足以下幾點：（1）液體分布均勻 評價液體分布的標(biāo)準(zhǔn)是：足夠的分布點密度；分布點的幾何均勻性；降液點間流動的均勻性。 分布點密度 液體分布器分布點密度的選取與填料類型及規(guī)格、塔徑大小、操作條件等密切相關(guān)，各種

22、文獻推薦的值也相差較大。大致規(guī)律是：塔徑越大，分布點密度越小;液體噴淋密度越小，分布點密度越大，對于散裝填料，填料尺寸越大，分布點密度越小。下表列出了散裝填料塔的分布點密度推薦值Eckert的散裝填料塔分布點密度推薦值塔徑，mm分布點密度，塔截面D=400330D=750170D120042分布點的幾何均勻性 分布點在塔截面上的幾何均勻分布是較之分布點密度更為重要的問題。設(shè)計中，一般需要通過反復(fù)計算和繪圖排列，進行比較，選擇最佳方案。分布點的排列可采用正方形、正三角形等不同方式。降液點間流動的均勻性 為保證各分布點的流動均勻需要分布器總體的設(shè)計合理。精細(xì)的制作和正確的安裝，高性能的液體分布器，

23、要求各分部點與平均流動的偏差小于6%（2）操作彈性大 液體分布器的操作彈性，是指液體的最大負(fù)荷與最小負(fù)荷之比。設(shè)計中，一般要求液體分布器的操作彈性為24，對于液體負(fù)荷變化很大的工藝過程，有時要求操作彈性達到10以上，此時，分布器必須特殊設(shè)計。（3）自由截面積大 液體分布器的自由截面積是指氣體通道占塔截面積最小應(yīng)在35%以上。（4）其他 液體分布器應(yīng)結(jié)構(gòu)緊湊、占用空間小、制造容易、調(diào)整和維修方便。液體分布裝置也稱為液體噴淋裝置填料塔操作時，在任一橫截面上保證氣液的均勻分布十分重要。液體分布裝置的作用是使液體的初始分布盡可能地均勻，設(shè)計液體分布裝置的原則應(yīng)該是能均勻分散液體，通道不易堵塞、結(jié)構(gòu)簡單

24、、制造檢修方便等。 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數(shù)，但是，由于結(jié)構(gòu)的限制，不可能將噴淋點設(shè)計的很多，同時如果噴淋點數(shù)過多，必然使每股的液流的流量過小，也難以保證均勻分配。此外，不同填料對液體均勻分布的要求也有差異。如高效填料因流動不均勻?qū)π实挠绊懯置舾?，孤影有較為嚴(yán)格的均勻分布要求。常用的填料噴淋點數(shù)可參照下列指標(biāo)：時，每30cm 2塔截面設(shè)計一個噴淋器時，每60cm 2塔截面設(shè)計一個噴淋器時，每240cm 2 塔截面設(shè)計一個噴淋器任何程度的壁流都會降低效率，因此在靠塔壁的10%塔徑區(qū)徑內(nèi)，所分布的流量不應(yīng)超過總流量的10%。液體噴淋裝置的安裝位置，通常需高于填料

25、層表面150300mm，以提供足夠的自由空間，讓上身氣流不受約束地穿過噴淋器。液體分布器的選型：根據(jù)該吸收塔液相負(fù)荷較大，而氣相負(fù)荷相對較低的物系性質(zhì)可選用槽式液體分布器。3.5.2布液點密度計算按Eckert建議值，D=750時，分布點密度為170點m2，D1200mm時，噴淋點密度為42點m2，因該塔液相負(fù)荷較大，設(shè)計取噴淋點密度為140 點m2?？偛家嚎讛?shù)為 點110點按分布點幾何均勻與流量均勻的原則，進行布點設(shè)計。設(shè)計結(jié)果為：二級槽共設(shè)七道，液點分布為11:15:19:22:19:15:11，在槽側(cè)面開孔，槽寬度為80mm，槽高度為200mm，兩槽中心矩為130mm。分布點采用三角形排

26、列，實際設(shè)計布點數(shù)為n=112點3.5.3布液計算由 得 設(shè)計取 =15mm。3.6其他附屬塔內(nèi)件的選擇3.6.1液體再分布器當(dāng)塔頂噴淋液體沿填料層下時，存在向塔壁流動的趨勢，導(dǎo)致壁流增加。此外，塔體傾斜，保溫不良等也會加劇壁流現(xiàn)象。為提高他的傳質(zhì)效果，當(dāng)填料層高度與塔徑之比超過某一數(shù)值時，填料層需分段。隔斷填料層之間安設(shè)液體再分布器，以收集自上以填料層來的液體，為下一填料層提供均勻的液體分布。3.6.2填料支撐板 填料支承裝置的作用是支承填料以及填料層內(nèi)液體的重量，同時保證氣液兩相順利通過。支承若設(shè)計不當(dāng)，填料塔的液泛可能首先發(fā)生在支承板上。為使氣體能順利通過，對于普通填料塔，支承件上的流體

27、通過的自由截面積為填料面的50%以上，且應(yīng)大于填料的空隙率。此外，應(yīng)考慮到裝上填料后要將支承板上的截面堵去一些，所以設(shè)計時應(yīng)取盡可能大的自由截面。自由截面太小，在操作中會產(chǎn)生攔液現(xiàn)象。增加壓強降，降低效率，甚至形成液泛。由于填料支承裝置本身對塔內(nèi)氣液的流動狀態(tài)也會產(chǎn)生影響，因此作為填料支承裝置，除考慮其對流體流動的影響外，一般情況下填料支承裝置應(yīng)滿足如下要求：（1） 足夠的強度和剛度，以支持填料及所持液體的重量（持液量），并考慮填料空隙中的持液量，以及可能加于系統(tǒng)的壓力波動，機械震動，溫度波動等因素。足夠的開孔率（一般要大于填料的空隙率），以防止首先在支撐處發(fā)生液泛；為使氣體能順利通過，對于普

28、通填料塔，支承件上的流體通過的自由截面積為填料面的50%以上，且應(yīng)大于填料的空隙率。此外，應(yīng)考慮到裝上填料后要將支承板上的截面堵去一些，所以設(shè)計時應(yīng)取盡可能大的自由截面。自由截面太小，在操作中會產(chǎn)生攔液現(xiàn)象。增加壓強降，降低效率，甚至形成液泛。結(jié)構(gòu)上應(yīng)有利于氣液相的均勻分布，同時不至于產(chǎn)生較大的阻力（一般阻力不大于20Pa）；結(jié)構(gòu)簡單，便于加工制造安裝和維修。要有一定的耐腐蝕性。因柵板支承板結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，滿足題目各項要求，故選用柵板支承板3.6.3填料壓板與床層限制板當(dāng)塔內(nèi)氣液負(fù)荷較大或負(fù)荷波動較大時，塔內(nèi)填料將發(fā)生浮動或相互撞擊，破壞他的正常 操作甚至損壞填料，為此，一般在填料層頂部設(shè)

29、壓板或床層限制板。填料壓板用自身質(zhì)量壓住填料但不致壓壞填料；限制板的質(zhì)量輕，需固定于塔壁上。一般要求壓板或限制板自由截面分率大于70。3.6.4除沫器（除霧器）若由塔設(shè)備出來的氣相沒有大量霧沫夾帶，則不需要考慮除霧問題，但在有些情況下，例如塔頂液體噴淋裝置產(chǎn)生的測液現(xiàn)象較嚴(yán)重，操作中得空塔氣速過大，或者工藝過程不允許出來的氣相中夾帶霧滴，此時則需要考慮加裝除霧裝置，常用的除霧裝置介紹如下：（一） 折板除霧器這是一種最為簡單有效的結(jié)構(gòu)。除霧板由50mm *50mm*3mm的角鋼組成，板間橫向距離為25mm，垂直流過的氣速可按下式計算（二） 絲網(wǎng)除霧器這是一種效率較高的除霧器，可除去大于5m的液滴

30、，效率可達98%99%，但壓強降較折流板式除霧器為大，約為0.245kpa，且不適用于氣液中含有粘結(jié)物或固體物質(zhì)（例如堿液或碳酸氫銨溶液等），因為液體蒸發(fā)后留下固體物質(zhì)容易堵塞絲網(wǎng)孔，影響塔的正常操作。絲網(wǎng)盤高H一般取100150mm絲網(wǎng)可用金屬或塑料為材料制成。支承絲網(wǎng)的柵板應(yīng)具有大于90%的自由截面積。 此外，填料塔常用的除霧器裝置還有干填料除霧器（在液體噴淋裝置與氣體出口管制見狀一段干填料），這種除霧方法用得較多，效果與折板除霧器相仿。3.7 本章小結(jié) 本章是設(shè)計的關(guān)鍵，每一步都需要仔細(xì)的態(tài)度和謹(jǐn)慎的計算，一個不禁意間的數(shù)字錯誤可能就要從頭再來。加強對公式的理解能更熟練的利用它們?yōu)樽约悍?/p>

31、務(wù)，對數(shù)據(jù)的快速精確查找也是必不可少的。密密麻麻的算式可能讓人很煩躁，但這里必須靜心嚴(yán)謹(jǐn)！結(jié)論 終于做完了！ 課程設(shè)計什么的真的很累啊，不停的查數(shù)據(jù)，不斷的查資料。龐大的計算量，計算器都差點給我按爛了一個，翻來覆去的數(shù)字，還不能錯了點點，小數(shù)點擱錯位置了都得從頭再來，作為一個粗心的人，這方面給了我很大的阻礙啊，算到一大半結(jié)果突然發(fā)現(xiàn)開始數(shù)據(jù)引用有問題，從來，算到最后，結(jié)果范圍超標(biāo)，從來，真的很累心啊，不過擁有破釜沉舟的精神，百二秦關(guān)終屬楚，再大的困難也得攻克，最后，終于搞定，油然而生的成就感，用不懈的努力鑄成一件藝術(shù)品，就算不是很美麗，能讓自己賞心悅目，就是很大的成功了！在短短的兩周要做出盡善

32、盡美的設(shè)計還是有些不簡單的，所以有些瑕疵也是無可厚非的，怎么說呢，依然存在著很多不足，希望經(jīng)過這次能大幅度的提高自己，在以后的類似中做到更好吧。剛開始做的時候，拿到題目都感覺很茫然，不知道從何下手，這也許就是萬事開頭難吧，所以自己一開始有些懈怠，就只是推時間，不過有些東西是不能逃避的，最后也只有硬著頭皮上了。一開始向周圍的同學(xué)詢問他們的方案，不過大家的反應(yīng)好像都是不知所措！最后大家在一起討論，應(yīng)該怎么做，怎么開始？我們先是反復(fù)閱讀設(shè)計任務(wù)，然后查看課本，翻閱設(shè)計指導(dǎo)書，問老師，經(jīng)過這些步驟后，頭腦里漸漸有了設(shè)計過程的一個輪廓，盡管不是太清楚，但已經(jīng)知道具體應(yīng)該做些什么。設(shè)計方案確定，題目中確定

33、了吸收劑，和操作溫度，壓力等，所以主要是確定填料的類型規(guī)格，以及其他附屬設(shè)備的選擇。然后就是計算工藝尺寸，也怪自己平時沒有很認(rèn)真的聽課，設(shè)計中用到的很多公式感覺都是第一次見面，理解起來還是比較費時。在慢慢的核算后，才一步步將設(shè)計結(jié)構(gòu)拼湊好。在這兩周里，應(yīng)該就是一邊學(xué)一邊實踐吧，前面的理論知識和實踐相結(jié)合的時候還是有些茫然，不知道到該在什么地方用正確的東西，也只能跟著指導(dǎo)書的步驟來一步步進行，這樣雖然提高了嚴(yán)謹(jǐn)性，可是少了些創(chuàng)造思維，略顯呆板了。不過科學(xué)就是要嚴(yán)謹(jǐn)，這也給自己上了一課就是什么都要實事求是，客觀嚴(yán)謹(jǐn)，容不得一點馬虎，正路上才少有彎路！這個過程是艱辛的也是快樂的，艱辛在于對耐心的磨礪

34、，快樂在于學(xué)到理論與實踐相結(jié)合的知識！致謝 首先感謝老師！非常感謝老師把我們帶到這個領(lǐng)域！沒有老師的指導(dǎo)不可能完成對于我來說的這么浩大的工程，在者也非常感謝老師給我們這樣一個鍛煉自己的機會！其次感謝設(shè)計本身!為了能完成本次課程設(shè)計，查閱大量的文字，表格，圖，提高翻閱查找文獻的能力，在這兩周很大程度開拓了自己關(guān)于化工原理的知識面。更重要的是，我明白了理論和實踐之間的差別，對我來說，他兩就像美女與野獸，在我的知識海中那么的不搭配。因此在設(shè)計過程中也出現(xiàn)了不少問題，有設(shè)備的選擇上的，也有CAD軟件應(yīng)用方面的。所以感謝這次設(shè)計讓我收獲了很多。再者感謝同學(xué)們！為在這次設(shè)計中，得到同學(xué)的無限幫助和鼓舞，表

35、示衷心的感謝，最后感謝下我自己！謝謝自己的鍥而不舍，從而才完成這次設(shè)計，在以后的學(xué)習(xí)中，面對困難，首先想到干掉，而不是畏懼，盡力做到能用所學(xué)知識解決一些實際問題，并且爭取實踐機會。設(shè)計需要的是細(xì)心有耐心的人，我做的不是很好，這次也讓自己成長了！謝謝老師，謝謝同學(xué)，謝謝自己！參考文獻1石油化學(xué)工業(yè)規(guī)劃設(shè)計院. 塔的工藝計算. 北京: 石油化學(xué)工業(yè)出版社, 1997.2化工設(shè)備技術(shù)全書編輯委員會. 化工設(shè)備全書塔設(shè)備設(shè)計. 上海: 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社, 1988.3時鈞，汪家鼎. 化學(xué)工程手冊. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 1986.4 中國石化集團上海工程有限公司等. 化工工藝設(shè)計手冊（第四版上、

36、下冊）. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2009.5陳敏恒, 叢德茲. 化工原理(上、下冊)(第二版). 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2004.6魏崇關(guān), 鄭曉梅. 化工工程制圖. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 1992.7柴誠敬, 劉國維, 李阿娜. 化工原理課程設(shè)計. 天津: 天津科學(xué)技術(shù)出版社, 1995.8中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn). 鋼制壓力容器（GB150-2010）, 2010.9中華人民共和國化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn). 鋼制化工容器設(shè)計基礎(chǔ)規(guī)定（HG20580-1998）, 1998.10中華人民共和國化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn). 鋼制化工容器材料選用規(guī)定（HG20581-1998）, 1998.11中華人民共和國化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn). 鋼制化工容器強度計算規(guī)定（HG20582-1998）, 1998.12中華人民共和國化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn). 鋼制化工容器結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)定（HG20583-1998）, 1998.13中華人民共和國機械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn). 鋼制塔式容器（JB/T4710-2005）, 2005.14 中華人民共和國化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn). 塔器設(shè)計技術(shù)規(guī)定（HG-T 20652-1998）, 1998.15上?；瘜W(xué)工業(yè)設(shè)計院石油化工設(shè)備設(shè)計建設(shè)