水吸收二氧化硫過程填料吸收塔的設(shè)計

1、吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計吉林化工學(xué)院 化工原理 課 程 設(shè) 計題目 水吸收二氧化硫過程填料吸收塔的設(shè)計 教 學(xué) 院 專業(yè)班級 學(xué)生姓名 學(xué)生學(xué)號 指導(dǎo)教師 2008 年 12 月 10 日 36課程設(shè)計任務(wù)書1. 設(shè)計題目水吸收二氧化硫過程填料吸收塔的設(shè)計礦石焙燒護(hù)送出的氣體冷卻到25°C后送入填料塔中，用20°C清水洗滌除去其中SO2，入塔的爐氣流量為3950m3/h，其中進(jìn)塔SO2的摩爾分率為0.05，要求SO2吸收率為95%，吸收塔為常壓下操作，因該過程氣液比很大，吸收溫度基本不變，可近似取為清水的溫度，吸收劑用量為最小用量的1.5倍。2. 工藝操作條件（1） 操

2、作平均壓力 ： 常壓（2） 操 作 溫 度 ： t=20°C（3） 每年生產(chǎn)時間 ： 7200h（4） 選用填料類型及規(guī)格自選目錄第一章 緒 論11.1吸收技術(shù)的概況11.2吸收設(shè)備的發(fā)展11.3吸收在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用2第二章 設(shè)計方案42.1吸收劑的選擇42.2吸收劑流程的選擇52.3吸收塔的設(shè)備及填料的選擇52.3.1吸收塔的設(shè)備52.3.2填料的類型72.3.3規(guī)整填料92.3.4填料的性能評價112.4吸收劑再生方法的選擇122.5操作參數(shù)的選擇132.5.1操作壓力的選擇132.5.2吸收因子的選擇13第三章 吸收塔的工藝計算153.1基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)153.1.1液相物性數(shù)據(jù)

3、153.1.2氣相物性數(shù)據(jù)153.1.3氣液相平衡數(shù)據(jù)153.2物料衡算163.3填料塔的工藝尺寸的計算173.3.1塔徑的計算173.3.2泛點率校核173.3.3填料規(guī)格校核:183.3.4液體噴淋密度校核183.3.5傳質(zhì)單元數(shù)的計算183.4填料塔填料高度計算193.4.1傳質(zhì)單元高度計算193.4.2填料層高度計算203.4.3填料層壓降:213.5填料塔附屬高度計算213.6液體分布器簡要設(shè)計223.6.1液體分布器的選型223.6.2分布點密度計算223.6.3 布液計算233.7其他附屬塔內(nèi)件的選擇233.7.1液體分布器233.7.2液體收集及再分布裝置243.7.3填料支承

4、裝置243.8吸收塔的流體力學(xué)參數(shù)的計算243.8.1吸收塔的壓力降243.8.2吸收塔的泛點率253.8.3氣體動能因子263.9附屬設(shè)備的計算與選擇263.9.1離心泵的選擇與計算263.9.2尺寸的計算舉例27參考文獻(xiàn)29結(jié)束語30工藝設(shè)計計算結(jié)果匯總與主要符號說明31帶控制點的工藝流程圖35設(shè)備條件圖36教師評分表37第一章 緒 論1.1吸收技術(shù)的概況在化學(xué)工業(yè)中，經(jīng)常需將氣體混合物中的各個組分加以分離。其目的是回收或捕獲氣體混合物，以制取成品，或除去工業(yè)氣體的有害成份，使氣體進(jìn)化，以便進(jìn)一步加工處理，除去工業(yè)放空尾氣，以免污染大氣。氣體的混合物分離，總是根據(jù)混合物中各組分間某種物理性

5、質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的差異而進(jìn)行的。根據(jù)不同性質(zhì)上的差異，可以開發(fā)出不同的分離方法，吸收操作是其中之一，它根據(jù)混合物各組分在某種溶劑中溶解度的不同而達(dá)到分離目的。氣體的吸收是用適當(dāng)?shù)囊后w吸收劑與氣體混合物接觸，吸收氣體混合物中一個或幾個組分，使其中的各組分得以分離的一種操作。在化工生產(chǎn)中它主要用于原料氣的凈化、有用組分的回收、制取氣體的溶液作為成品以及廢氣的治理等方面，因此吸收操作是一種重要的分離方法。當(dāng)氣體混合物與適當(dāng)?shù)囊后w接觸，氣體中的一個或幾個組分溶解于液體中，而不能溶解的組分仍留在氣體中，使氣體混合物得到分離，吸收操作就是利用氣體混合物中組分在液體中的溶解度不同來分離氣體混合物的。在化學(xué)工業(yè)中

6、，經(jīng)常需將氣體混合物中的各個組分加以分離，其目的是：1）回收或捕獲氣體混合物中的有用物質(zhì)，以制取產(chǎn)品；2）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)放空尾氣中的有害物，以免污染大氣。 實際過程往往同時兼有凈化和回收雙重目的。完整的吸收過程應(yīng)包括吸收和解吸兩部分，因而在設(shè)計上應(yīng)將兩部分綜合考慮，才能得到較為理想的設(shè)計結(jié)果。本文為純水吸收混合氣中氨氣的過程，混合氣處理量為3000，操作平均壓力為常壓, 操作溫度為25，每年生產(chǎn)時間為7200，公稱直徑 38的金屬鮑爾環(huán)作填料。設(shè)計采用填料塔進(jìn)行吸收操作是因為填料可以提供巨大的氣液傳質(zhì)面積而且填料表面具有良好的湍流狀況，從而

7、使吸收過程易于進(jìn)行，而且填料塔還具有結(jié)構(gòu)簡單、壓降低、填料易用乃腐蝕材料制造等優(yōu)點，從而可以使吸收操作過程節(jié)省大量人力和物力。1.2吸收設(shè)備的發(fā)展工業(yè)規(guī)模的填料塔始于1881年的蒸餾操作中，1904年才用于煉油工業(yè)，20世紀(jì)中期，陸續(xù)出現(xiàn)了一批能適應(yīng)各方面要求的新塔型，并對篩板塔一時期填料塔也進(jìn)入了一個新的發(fā)展階段，在拉西環(huán)填料被廣泛采用后，弧鞍形填料相繼問世，大大地促進(jìn)了規(guī)整填料的發(fā)展，除了各種填料大量涌現(xiàn)外，還發(fā)展了多管塔、乳化塔等被稱為高效填料塔的新塔型。從20世紀(jì)60年代起，新型填料有了較多的發(fā)展，屬于散裝料的有：階梯環(huán)填料，多角螺旋填料，金屬鞍環(huán)填料，比阿雷茨基環(huán)，萊瓦填料以及它們的

8、改進(jìn)型式，屬于規(guī)整填料的有：蘇采爾填料，重疊式絲網(wǎng)波紋板填料，重疊式金屬波形板填料，格利希柵格填料，格子填料，拉伸金屬網(wǎng)檀料，塑料蜂窩填料和脈沖填料等，同時還創(chuàng)建了是小球浮動來強(qiáng)化傳質(zhì)的湍球塔。進(jìn)入20世紀(jì)70年代后，至于新型填料的研究，希望找到有利于氣液分布均勻，高效和制造方便的填料。吸收操作所用的設(shè)備。主體通常是各種吸收塔，最常用的是板式塔和填料塔。此外在化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中還使用其他類型的吸收器：噴灑式吸收器將液體噴灑成液滴，分散與空氣中，以擴(kuò)大相際間的接觸面積。噴灑液滴可用高速轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)盤也可用液體噴嘴。但用的最廣的是通過高速分流分散液體的噴射塔。噴射塔的上部是噴射段，設(shè)有氣液兩相進(jìn)口和噴杯。

9、進(jìn)入噴射段的吸收劑連續(xù)溢入噴杯內(nèi),氣體以高達(dá)2026m/s的速度由噴杯噴出,將吸收劑分散成細(xì)小霧滴。塔的中部是吸收段,氣液兩相在此充分接觸，進(jìn)行吸收。塔的底部是氣液分離段。噴射塔結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)強(qiáng)度高，壓降小，適用于易溶氣體的吸收和伴有快速反應(yīng)的化學(xué)吸收，一般用單級或雙級。   表面吸收器  這種吸收器內(nèi)具有固定的相際接觸表面，氣體在吸收器內(nèi)掠過靜止或緩慢流動的液體表面，適用于易溶氣體的吸收和伴有快速反應(yīng)的化學(xué)吸收。表面吸收器形狀簡單，可采用耐腐蝕材料制造，具體類型有陶瓷吸收罐、石英管吸收器、石墨板吸收器、管殼式濕壁吸收器等，其中有的類型能及時移去吸收產(chǎn)生的熱量。&

10、#160;  拌吸收器  用渦輪攪拌器分散從下方導(dǎo)入的氣體，以增強(qiáng)相際接觸。為增加氣體在液體中的停留時間，在渦輪上面設(shè)置一個帽形環(huán)使氣體返回容器下部。也有的在液面處設(shè)置另一葉輪，推動氣相返入液體中。這種吸收器適用于氣體流量小或液相中懸浮有固體顆粒的吸收。1.3吸收在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用無論是物理吸收還是化學(xué)吸收在化學(xué)和類似的工業(yè)部門應(yīng)用極為廣泛，作為重要的分離過程其在工業(yè)上的應(yīng)用大致有有以下幾種。(1)原料氣的凈化 為出去原料氣中所含的雜質(zhì)，吸收可說是最常用的方法。就雜質(zhì)的濃度來說，多數(shù)很低，但因危害大而仍要求高的凈化率，如煤氣中的H2S含量一般遠(yuǎn)低于1%(體積分?jǐn)?shù)，下同)，但

11、凈化率仍要求高于90%；也有的初始濃度相當(dāng)高，如合成氨工業(yè)的變換氣含CO2約28%，最后需脫除到0.01%以下。（2）有用組分的回收 采用吸收劑將氣體中有效組分吸收下來得到成品吸收劑不再去解吸。例如，硫酸吸收So3制濃硫酸。如從焦?fàn)t煤氣中用水回收氨，再用洗油回收粗苯蒸汽（包括苯、甲苯、二甲苯等），以及從某些干燥廢氣中回收有機(jī)溶劑蒸汽等。 （3）某些產(chǎn)品的制取 將氣體中需用的成分以指定的溶劑吸收出來，成為溶液態(tài)的產(chǎn)品或成品。如制酸工業(yè)中由含HCl、Nox（氮氧化物）或S03 的氣體制取鹽酸、硝酸或硫酸；甲醇（乙醇）蒸汽經(jīng)氧化后，用水吸收以制成甲醛（乙醛）半成品等。 （4）廢氣的治理 很多工業(yè)廢氣

12、中含有SO2、NOx (主要是NO及NO2 )、汞蒸氣等有害成分，雖然濃度一般甚低，但對人體和環(huán)境仍危害甚大而必須進(jìn)行治理。這類環(huán)境保護(hù)問題在我國已愈來愈受到重視。選擇適當(dāng)?shù)墓に嚭腿軇┻M(jìn)行吸收，是廢氣治理中應(yīng)用較廣的方法。 當(dāng)然，以上目的有時也難以截然分開，如干燥廢氣中的有機(jī)溶劑，能回收下來就很有價值，任其排放則會污染大氣。 在吸收過程中，傳質(zhì)是在兩相接觸表面上進(jìn)行的。吸收設(shè)備應(yīng)具有較大的氣液接觸表面，按吸收表面的形成方式，吸收設(shè)備有表面吸收器（如填料吸收塔）、鼓泡吸收器（如不同形式的板式塔）、以及噴灑吸收器（如噴灑或空心吸收器）等三類。本設(shè)計中采用填料吸收塔。第二章 設(shè)計方案2.1吸收劑的選

13、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(jì)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.(一)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.(二)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組分的損失,而且可以提高解吸后溶質(zhì)氣體的純度.(三)不易揮發(fā)吸收劑在操作條件下應(yīng)具有較低的蒸氣壓,以避

14、免吸收過程中吸收劑的損失,提高吸收過程的經(jīng)濟(jì)性.(四)再生性能好由于在吸收劑再生過程中,一般要對其進(jìn)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(jì)性.其良好的物理性能主要指吸收劑的粘性要小,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

15、性).吸收劑的經(jīng)濟(jì)性主要指應(yīng)盡可能選用廉價易得的溶劑.溶質(zhì)吸收劑氨水、硫酸丙酮蒸氣水二氧化碳水、堿液、碳酸丙烯酯二氧化硫水苯蒸氣煤油、洗油丁二烯乙醇二氯乙烯煤油一氧化碳銅氨液硫化氫堿液、砷堿液、有機(jī)溶劑氯化氫水本設(shè)計采用溶質(zhì)二氧化硫吸收劑水。2.2吸收劑流程的選擇吸收裝置的流程主要有以下幾種（1）逆流操作 氣體自塔底進(jìn)入由塔底排除，液相自塔頂進(jìn)入由塔底排除，即此逆流操作。逆流操作的特點是，傳質(zhì)平均推動力大，傳質(zhì)速率快，分離效率高。工業(yè)生產(chǎn)中采用逆流操作。（2）并流操作 氣液兩項均從塔頂流向塔底，此即并流操作。并流操作的特點是，系統(tǒng)不受液流限制，可提高操作氣速，以提高生產(chǎn)能力。并流操作通常運用以

16、下情況：當(dāng)吸收過程中平衡曲線較平坦時，流向?qū)ν苿恿τ绊懖淮螅会t(yī)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）吸收劑部分在循環(huán)操作 在逆流操作系統(tǒng)中，用泵將吸收塔排除液體的一部分冷卻后與補(bǔ)充的新鮮吸收劑一同送回塔內(nèi)，即為部分在循環(huán)操作。通常用于以下的情況：當(dāng)吸收劑的用量較小，為提高液體的噴淋密度；對于非等問吸收過程，為控制塔內(nèi)的升溫，需取出一部分熱量。該流程特別適宜平衡數(shù)值很小的情況，通過吸收液的部分在循環(huán)提高吸收劑的使用效率。應(yīng)予指出，吸收劑部分在循環(huán)操作較逆流操作平均推動力要低，切需要設(shè)置循環(huán)泵，操作費用增加。（4）多塔串聯(lián)操作 若設(shè)計的填料層高度過大，

17、或因為所處理物料等原因需經(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)，每個吸收塔通過吸收劑和氣體量都相等，即為多塔串聯(lián)操作。此種操作因塔內(nèi)需留較大的空間，輸液、噴淋、支承板等輔助裝置增加，使設(shè)備投資加大。（5）串聯(lián)并聯(lián)混合操作 若吸收過程處理液量很大，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)能力降低。實際生產(chǎn)中可采用氣相作串聯(lián)、液相作并聯(lián)的混合流程；若吸收過程處理的液量不大而氣相流程很大時，可采用液相作串聯(lián)、氣相作并聯(lián)的混合流程?？傊?，在實際應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)、工藝特點，結(jié)合各種流程的優(yōu)缺點選擇適宜的流程布置。本設(shè)計采用吸收塔中通常采用的是連續(xù)逆流

18、操作，因為逆流推動力大，傳質(zhì)速率快，分離效果好。2.3吸收塔的設(shè)備及填料的選擇2.3.1吸收塔的設(shè)備（1）填料塔它由外殼、填料、填料支承、液體分布器、中間支承和再分布器、氣體和液體進(jìn)出口接管等部件組成，塔外殼多采用金屬材料，也可用塑料制造。填料是填料塔的核心，它提供了塔內(nèi)氣液兩相的接觸面，填料與塔的結(jié)構(gòu)決定了塔的性能。填料必須具備較大的比表面，有較高的空隙率、良好的潤濕性、耐腐蝕、一定的機(jī)械強(qiáng)度、密度小、價格低廉等。常用的填料有拉西環(huán)、鮑爾環(huán)、弧鞍形和矩鞍形填料，20世紀(jì)80年代后開發(fā)的新型填料如QH1型扁環(huán)填料、八四內(nèi)弧環(huán)、刺猬形填料、金屬板狀填料、規(guī)整板波紋填料、格柵填料等，為先進(jìn)的填料塔

19、設(shè)計提供了基礎(chǔ)。填料塔適用于快速和瞬間反應(yīng)的吸收過程，多用于氣體的凈化。該塔結(jié)構(gòu)簡單，易于用耐腐蝕材料制作，氣液接觸面積大，接觸時間長，氣量變化時塔的適應(yīng)性強(qiáng)，塔阻力小，壓力損失為300700Pa，與板式塔相比處理風(fēng)量小，空塔氣速通常為0512m/s，氣速過大會形成液泛，噴淋密度68m3/(m2，h)以保證填料潤濕，液氣比控制在210L/m3。填料塔不宜處理含塵量較大的煙氣，設(shè)計時應(yīng)克服塔內(nèi)氣液分布不均的問題。（2）湍球塔它是填料塔的一種特殊形式，運行時塔內(nèi)填料處于運動狀態(tài)，以強(qiáng)化吸收過程。在塔內(nèi)柵板間放置一定數(shù)量的輕質(zhì)小球填料(直徑2938mm)，吸收劑自塔頂噴下，濕潤小球表面，氣體從塔底進(jìn)

20、入，小球被吹起湍動旋轉(zhuǎn)，由于氣、液、固三相充分接觸，小球表面液膜不斷更新，增加了吸收推動力。提高了吸收效率。該塔制造、安裝、維修較方便，可以用大小、質(zhì)量不同的小球改變操作范圍。該塔處理風(fēng)量較大，空塔氣速1560m/s，噴淋密度20110m3/(m2·h)，壓力損失1 5003 800Pa，而且還可處理含塵氣體。其缺點是塑料小球不能承受高溫，小球易裂(一般051年)，需經(jīng)常更換，成本高。（3）板式塔板式塔是在塔內(nèi)裝有一層層的塔板，液體從塔頂進(jìn)入。氣體從塔底進(jìn)入，氣液的傳質(zhì)、傳熱過程是在各個塔板上進(jìn)行。板式塔種類很多。大致可分為二類：一類是降液管式，如泡罩塔、篩孔板塔、浮閥塔、S形單向流

21、板塔、舌形板塔、浮動噴射塔等；另一類是穿流式板塔，如穿流柵孔板塔(淋降板塔)、波紋穿流板塔、菱形斜孔板塔、短管穿流板塔等。(5)篩孔板塔篩孔直徑一般取510mm，篩孔總面積占篩板面積的1018。為使篩板上液層厚度保持均勻，篩板上設(shè)有溢流堰，液層厚度一般為40mn左右，篩板空塔風(fēng)速約為1035m/s，篩板小孔氣速613m/s，每層篩板阻力300600Pa。篩孔板塔主要優(yōu)點是構(gòu)造簡單，處理風(fēng)量大，并能處理含塵氣體。不足之處是篩孔堵塞清理較麻煩，塔的安裝要求嚴(yán)格，塔板應(yīng)保持水平；操作彈性較小。(6)斜孔板塔斜孔板塔是篩孔板塔的另一形式。斜孔寬1020m，長1015mm，高6mm?？账饬魉俣纫话闳?

22、35m/s，篩孔氣流速度取1015m/s。氣體從斜孔水平噴出，相鄰兩孔的孔口方向相反，交錯排列，液體經(jīng)溢流堰供至塔板(堰高30mm)，與氣流方向垂直流動，造成氣液的高度湍流，使氣液表面不斷更新，氣液充分接觸，傳質(zhì)效果較好，凈化效率高，同時可以處理含塵氣體，不易堵塞，每層篩板阻力約為400600Pa。該塔結(jié)構(gòu)比篩孔板塔復(fù)雜，制造較困難，安裝要求嚴(yán)格，容易發(fā)生偏流。(7)文氏管吸收器文氏管吸收器通常由文氏管、噴霧器和旋風(fēng)分離器組成，操作時將液體霧化噴射到文氏喉管的氣流中，氣流速度為60100ms，處理100m3min的廢氣需液體霧化噴人量為40L/min。文氏管吸收器結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)備小、占空間少、氣

23、速高、處理量大、氣液接觸好、傳質(zhì)較容易，特別適用于捕集氣流中的微小顆粒物。但因氣液并流，氣液接觸時間短，不適合難溶或反應(yīng)速度慢的氣液吸收，而且壓力損失大(8009000h)，能耗高。按吸收時氣液作用方式吸收塔可分為表面式、膜式、噴淋式和鼓泡式等。本設(shè)計采用填料塔。2.3.2填料的類型填料的種類很多，根據(jù)裝填方式的不同，可分為散裝填料和規(guī)整填料。散裝填料是一個個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)特點不同，又可分為環(huán)形填料、鞍形填料、環(huán)鞍形填料及球形填料等。現(xiàn)介紹幾種較為典型的散裝填料?！緢D片】幾種典型的散裝填料（1）拉西環(huán)填料拉

24、西環(huán)填料于1914年由拉西（F. Rashching）發(fā)明，為外徑與高度相等的圓環(huán)，如圖片拉西環(huán)所示。拉西環(huán)填料的氣液分布較差，傳質(zhì)效率低，阻力大，通量小，目前工業(yè)上已較少應(yīng)用。（2） 鮑爾環(huán)填料如圖片鮑耳環(huán)所示，鮑爾環(huán)是對拉西環(huán)的改進(jìn)，在拉西環(huán)的側(cè)壁上開出兩排長方形的窗孔，被切開的環(huán)壁的一側(cè)仍與壁面相連，另一側(cè)向環(huán)內(nèi)彎曲，形成內(nèi)伸的舌葉，諸舌葉的側(cè)邊在環(huán)中心相搭。鮑爾環(huán)由于環(huán)壁開孔，大大提高了環(huán)內(nèi)空間及環(huán)內(nèi)表面的利用率，氣流阻力小，液體分布均勻。與拉西環(huán)相比，鮑爾環(huán)的氣體通量可增加50%以上，傳質(zhì)效率提高30%左右。鮑爾環(huán)是一種應(yīng)用較廣的填料。（3） 階梯環(huán)(Stairs wreath)填料

25、如圖片階梯環(huán)所示，階梯環(huán)是對鮑爾環(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，減少了氣體通過填料層的阻力，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接觸為主，這樣不但增加了填料間的空隙，同時成為液體沿填料表面流動的匯集分散點，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)，成為目前所使用的環(huán)形填料中最為優(yōu)良的一種。（4） 弧鞍填料弧鞍填料屬鞍形填料的一種，其形狀如同馬鞍，一般采用瓷質(zhì)材料制成，如圖片弧鞍填料所示。弧鞍填料的特點是表面全部敞開，不分內(nèi)外，液體在表面兩

26、側(cè)均勻流動，表面利用率高，流道呈弧形，流動阻力小。其缺點是易發(fā)生套疊，致使一部分填料表面被重合，使傳質(zhì)效率降低?；“疤盍蠌?qiáng)度較差，容破碎，工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用不多。（5） 矩鞍填料如圖片矩鞍填料所示，將弧鞍填料兩端的弧形面改為矩形面，且兩面大小不等，即成為矩鞍填料。矩鞍填料堆積時不會套疊，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，國內(nèi)絕大多數(shù)應(yīng)用瓷拉西環(huán)的場合，均已被瓷矩鞍填料所取代。（6） 金屬環(huán)矩鞍填料如圖片金屬換環(huán)聚鞍填料所示，環(huán)矩鞍填料（國外稱為Intalox）是兼顧環(huán)形和鞍形結(jié)構(gòu)特點而設(shè)計出的一種新型填料，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

27、填料將環(huán)形填料和鞍形填料兩者的優(yōu)點集于一體，其綜合性能優(yōu)于鮑爾環(huán)和階梯環(huán)，在散裝填料中應(yīng)用較多。（7） 球形(Spheroid)填料球形填料一般采用塑料注塑而成，其結(jié)構(gòu)有多種，如圖片球形填料所示。球形填料的特點是球體為空心，可以允許氣體、液體從其內(nèi)部通過。由于球體結(jié)構(gòu)的對稱性，填料裝填密度均勻，不易產(chǎn)生空穴和架橋，所以氣液分散性能好。球形填料一般只適用于某些特定的場合，工程上應(yīng)用較少。 除上述幾種較典型的散裝填料外，近年來不斷有構(gòu)型獨特的新型填料開發(fā)出來，如共軛環(huán)填料、海爾環(huán)填料、納特環(huán)填料等。工業(yè)上常用的散裝填料的特性數(shù)據(jù)可查有關(guān)手冊。2.3.3規(guī)整填料(The whole filler o

28、f rules)規(guī)整填料是按一定的幾何構(gòu)形排列，整齊堆砌的填料。規(guī)整填料種類很多，根據(jù)其幾何結(jié)構(gòu)可分為格柵填料、波紋填料、脈沖填料等。在散裝填料發(fā)展的同時出現(xiàn)了規(guī)整填料。60年代以后，生產(chǎn)規(guī)模大型化要求具有大通量，能改善液體均勻分布，以提高分離效率及克服放大效應(yīng)，降低填料層阻力及持液量，以起到節(jié)能效果。規(guī)整填料在這方面有獨特的優(yōu)點，因此各種規(guī)整填料運應(yīng)而生。規(guī)整填料在整個塔截面上，集合形狀規(guī)則、對稱、均勻。它規(guī)定了氣液流量，改善了溝流和壁流現(xiàn)象，壓降可以很小。在相同的能量和壓降下，與散裝填料相比，可以安排更大的表面積，因此效率高。由于起結(jié)構(gòu)的規(guī)整性，合理的設(shè)計可以做到幾乎無放大效應(yīng)。經(jīng)過短短的

29、二十幾年已經(jīng)形成了比較完整的規(guī)整填料系列。規(guī)整填料是按一定的幾何構(gòu)形排列，整齊堆砌的填料。規(guī)整填料種類很多，根據(jù)其幾何結(jié)構(gòu)可分為格柵填料、波紋填料、脈沖填料等?！緢D片】幾種典型的規(guī)整填料（1）格柵填料(Space grid filler)是以條狀單元體經(jīng)一定規(guī)則組合而成的，具有多種結(jié)構(gòu)形式。工業(yè)上應(yīng)用最早的格柵填料為如圖片3-12（a）所示的木格柵填料。目前應(yīng)用較為普遍的有格里奇格柵填料、網(wǎng)孔格柵填料、蜂窩格柵填料等，其中以圖片3-12（b）所示的格里奇格柵填料最具代表性。格柵填料的比表面積較低，主要用于要求壓降小、負(fù)荷大及防堵等場合。（2）波紋填料(Ripples filler)目前工業(yè)上應(yīng)

30、用的規(guī)整填料絕大部分為波紋填料，它是由許多波紋薄板組成的圓盤狀填料，波紋與塔軸的傾角有30°和45°兩種，組裝時相鄰兩波紋板反向靠疊。各盤填料垂直裝于塔內(nèi)，相鄰的兩盤填料間交錯90°排列。波紋填料按結(jié)構(gòu)可分為網(wǎng)波紋填料和板波紋填料兩大類，其材質(zhì)又有金屬、塑料和陶瓷等之分。如圖片3-12（c）所示，金屬絲網(wǎng)波紋填料是網(wǎng)波紋填料的主要形式，它是由金屬絲網(wǎng)制成的。金屬絲網(wǎng)波紋填料的壓降低，分離效率很高，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。盡管其造價高，但因其性能優(yōu)良仍得到了廣泛的應(yīng)用。如圖片3-12（d）所示，金屬板波紋填料

31、是板波紋填料的一種主要形式。該填料的波紋板片上沖壓有許多f5mm左右的小孔，可起到粗分配板片上的液體、加強(qiáng)橫向混合的作用。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)，特別適用于大直徑塔及氣液負(fù)荷較大的場合。（3）金屬壓延孔板波紋填料(The metals presses to postpone the bore plank ripples filler)是另一種有代表性的板波紋填料。它與金屬孔板波紋填料的主要區(qū)別在于板片表面不是沖壓孔，而是刺孔，用輾軋方式在板片上輾出很密的孔徑為0.40.5mm小刺孔。其分離能力類似于網(wǎng)波紋填料

32、，但抗堵能力比網(wǎng)波紋填料強(qiáng)，并且價格便宜，應(yīng)用較為廣泛。波紋填料的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊，阻力小，傳質(zhì)效率高，處理能力大，比表面積大（常用的有125、150、250、350、500、700等幾種）。波紋填料的缺點是不適于處理粘度大、易聚合或有懸浮物的物料，且裝卸、清理困難，造價高。（4）脈沖填料(Pulse filler)是由帶縮頸的中空棱柱形個體，按一定方式拼裝而成的一種規(guī)整填料，如圖片3-12（e）所示。脈沖填料組裝后，會形成帶縮頸的多孔棱形通道，其縱面流道交替收縮和擴(kuò)大，氣液兩相通過時產(chǎn)生強(qiáng)烈的湍動。在縮頸段，氣速最高，湍動劇烈，從而強(qiáng)化傳質(zhì)。在擴(kuò)大段，氣速減到最小，實現(xiàn)兩相的分離。流道收縮、擴(kuò)

33、大的交替重復(fù)，實現(xiàn)了“脈沖”傳質(zhì)過程。脈沖填料的特點是處理量大，壓降小，是真空精餾的理想填料。因其優(yōu)良的液體分布性能使放大效應(yīng)減少，故特別適用于大塔徑的場合。工業(yè)上常用規(guī)整填料的特性參數(shù)可參閱有關(guān)手冊。2.3.4填料的性能評價(The function of the filler evaluation)1填料的幾何特性(Several characteristic)填料的幾何特性數(shù)據(jù)主要包括比表面積(Compare the watch area)、空隙率(Crevicerate)、填料因子(Filler factor)等，是評價填料性能的基本參數(shù)。（1）比表面積單位體積填料的填料表面積稱為比表

34、面積，以a表示，其單位為m2/m3。填料的比表面積愈大，所提供的氣液傳質(zhì)面積愈大。因此，比表面積是評價填料性能優(yōu)劣的一個重要指標(biāo)。（2）空隙率單位體積填料中的空隙體積稱為空隙率，以e 表示，其單位為m3/m3，或以%表示。填料的空隙率越大，氣體通過的能力越大且壓降低。因此，空隙率是評價填料性能優(yōu)劣的又一重要指標(biāo)。（3）填料因子填料的比表面積與空隙率三次方的比值，即a/e 3，稱為填料因子，以f表示，其單位為1/m。填料因子分為干填料因子與濕填料因子，填料未被液體潤濕時的a/e3稱為干填料因子，它反映填料的幾何特性；填料被液體潤濕后，填料表面覆蓋了一層液膜，a和e 均發(fā)生相應(yīng)的變化，此時的a/e

35、 3稱為濕填料因子，它表示填料的流體力學(xué)性能，f值越小，表明流動阻力越小。（4）規(guī)整填料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)

36、，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的填料。表22 填料尺寸與塔徑的對應(yīng)關(guān)系塔徑/填料尺寸/D300300D900D900202525385080 對于吸收氨氣的過程，操作溫度及操作壓力較低，工業(yè)上通選用金屬散裝填料。在塑料散裝填料中，金屬鮑爾環(huán)應(yīng)用較廣，故選用金屬鮑爾環(huán)填料。2.4吸收劑再生方法的選擇依據(jù)所用的吸收劑不同可以采用不同的再生方法，工業(yè)上常用的吸收劑再生方法主要有減壓再生，加熱再生及氣提再生等。（一）減壓再生（閃蒸）吸收劑的減壓再生是最

37、簡單的吸收劑再生方法之一。在吸收塔內(nèi)，吸收了大量溶質(zhì)后的吸收劑進(jìn)入再生塔并減壓，使得溶如吸收劑中的溶質(zhì)得以再生。該方法最適用于加壓吸收，而且吸收后的后續(xù)工藝處于常壓或較低壓力的條件，如吸收操作處于常壓條件下進(jìn)行，若采用減壓再生，那么解吸操作需在真空條件下進(jìn)行，則過程可能不夠經(jīng)濟(jì)。（二）加熱再生加熱再生也是吸收劑再生最常用的方法。吸收了大量溶質(zhì)后的吸收劑進(jìn)入再生塔內(nèi)并加熱使其升溫，溶入吸收劑中的溶質(zhì)得以解吸。由于再生溫度必須高于解吸溫度，因而，該方法最適用于常溫吸收或在接近于于常溫的吸收操作，否則，若吸收溫度較高，則再生溫度必然更高，從而，需要消耗更高品位的能量。一般采用水蒸汽作為加熱介質(zhì)，加熱

38、方法可以依據(jù)具體情況采用直接蒸汽加熱或采用緝間接蒸汽加熱。（三）氣提再生氣提再生是在再生塔的底部通入惰性氣體，使吸收劑表面溶質(zhì)的分壓降低，使吸收劑得以再生。常用氣提氣體是空氣和水蒸氣。本設(shè)計采用加熱再生方法2.5操作參數(shù)的選擇吸收塔的操作參數(shù)主要指操作壓力和操作溫度.2.5.1操作壓力的選擇吸收壓力高 ：優(yōu)點: 提高吸收過程的推動力,減少了氣體的體積流量,可以減小塔徑; 缺點: 降低了吸收劑的選擇性; 吸收塔的造價可能升高。吸收壓力低則相反。  對于物理吸收,加壓操作一方面有利于提高吸收過程的傳質(zhì)推動力而提高過程的傳質(zhì)速率,另一方面,也可以減小氣體的體積流率,減小吸收塔徑.所以操作十

39、分有利.但工程上,專門為吸收操作而為氣體加壓,從過程的經(jīng)濟(jì)性角度看是不合理的,因而若在前一道工序的壓力參數(shù)下可以進(jìn)行吸收操作的情況下,一般是以前道工序的壓力作為吸收單元的操作壓力.對于化學(xué)吸收,若過程由質(zhì)量傳遞過程控制,則提高操作壓力有利,若為化學(xué)反應(yīng)過程控制,則操作壓力對過程的影響不大,可以完全根據(jù)前后工序的壓力參數(shù)確定吸收操作壓力,但加大吸收壓力依然可以減小氣相的體積流率,對減小塔徑仍然是有利的.對于減壓再生(閃蒸)操作,其操作壓力應(yīng)以吸收劑的再生要求而定,逐次或一次從吸收壓力減至再生操作壓力,逐次閃蒸的再生效果一般要優(yōu)于一次閃蒸效果.2.5.2吸收因子的選擇吸收因子是一個關(guān)聯(lián)了氣體處理量

40、，吸收劑用量以及氣液相平衡常數(shù)的綜合的過程參數(shù).式中 -氣體處理量, ；L-吸收劑用量，； m-氣體相平衡常數(shù)。吸收因子的值的大小對過程的經(jīng)濟(jì)性影響很大,選取較大的吸收因子,則過程的設(shè)備費用降低而操作費用升高,在設(shè)計上,兩者的數(shù)值應(yīng)以過程的總費用最低為目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計后確定.從經(jīng)驗上看,吸收操作的目的不同,該值也有所不同.一般若以凈化氣體或提高溶質(zhì)的回收率為目的,則值宜在1.22.0之間,一般情況可近似取=1.4.而對于以制取液相產(chǎn)品為目的吸收操作, 值可以取小于1.工程上更常用的確定吸收劑用量(或氣提氣用量)的方法是利用求過程的最小液氣比(對于再生過程求最小氣液比),進(jìn)而確定適宜的液氣比

41、,即 對于低濃度氣體吸收過程,由于吸收過程中氣液相量變化較小,則有 式中 LS溶劑摩爾流量，kmol/s; GB惰氣摩爾流量，kmol/s;Y1、Y2進(jìn)、出口氣體中溶質(zhì)與惰氣的摩爾比；X2進(jìn)口液相中溶質(zhì)與溶劑的摩爾比；Xe1與Y1成平衡的液相中溶質(zhì)與溶劑的摩爾比。L液相摩爾流量，kmol/s；G氣相摩爾流量，kmol/s；y1 、 y2進(jìn)、出口氣體中溶質(zhì)的摩爾分率； x2井口液相中溶質(zhì)摩爾分率；xe1與y1成平衡的液相摩爾分率；m相平衡常數(shù)。2第三章 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)可近似取純水的物性數(shù)據(jù)。由手冊查得，20時水的有關(guān)物性數(shù)

42、據(jù)如下：密度為 kg/m3粘度為 =3.6 kg/(m·h)表面張力為 SO2在水中的擴(kuò)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)量為混合氣體的平均密度為混合氣體的粘度可近似取為空氣的粘度，查手冊得，20時空氣的粘度為由手冊查得，SO2在空氣中的擴(kuò)散系數(shù)為 =0.039 m2/h3.1.3氣液相平衡數(shù)據(jù)由參考書查得，常壓下20時SO2在水中的亨利系數(shù)為相平衡常數(shù)為溶解度系數(shù)為3.2物料衡算進(jìn)塔氣相摩爾比為出塔氣相摩爾比比為進(jìn)塔惰性氣相流量為該吸收過程屬于低濃度吸收，平衡曲線可近似為直線，最小液氣比可按下式計算，即對于純?nèi)軇┪者^程，進(jìn)塔液相組成為取操作液氣比為3.3填料塔的

43、工藝尺寸的計算3.3.1塔徑的計算采用Eckert通用關(guān)聯(lián)圖計算泛點氣速氣相質(zhì)量流量為液相質(zhì)量流量可以近似按純水的流量計算，即Eckert通用關(guān)系圖的橫坐標(biāo)為查 查 得取圓整塔徑，取D=1.4m3.3.2泛點率校核(在允許范圍內(nèi))3.3.3填料規(guī)格校核:有即符合要求.3.3.4液體噴淋密度校核取最小潤濕速率為：查附錄五1得故滿足最小噴淋密度的要求.經(jīng)以上校核可知，填料塔直徑選用D=1300mm合理。3.3.5傳質(zhì)單元數(shù)的計算 脫吸因數(shù)為氣相總傳質(zhì)單元數(shù)為：3.4填料塔填料高度計算3.4.1傳質(zhì)單元高度計算氣相總傳質(zhì)單元高度采用修正的恩田關(guān)聯(lián)式計算：查得液體質(zhì)量通量為氣膜吸收系數(shù)有下式計算：氣體

44、質(zhì)量通量為： 液膜吸收系數(shù)由下式計算：由 ，查得則由 得由 3.4.2填料層高度計算由 得設(shè)計取填料層高度為查 對于階梯環(huán)填料， h/D=510, 取，則 計算得填料塔高度為5000mm，故不需分段 。3.4.3填料層壓降:氣體通過填料層的壓降采用Eckert關(guān)聯(lián)圖計算,其中橫坐標(biāo)為查得縱坐標(biāo)為查得填料層壓力降3.5填料塔附屬高度計算塔上部空間高度可取1.2m,塔底液相停留時間按1min考慮,則塔釜所占空間高度為考慮到氣相接管所占的空間高度,底部空間高度可取1.6m,所以塔的附屬高度可以取3.098m.所以塔高為塔徑摘自JB/T4746-2002 曲面高度h1/mm 300 直邊高度h2/mm

45、 403.6液體分布器簡要設(shè)計3.6.1液體分布器的選型為了減少由于液體不良分布所引起的放大效應(yīng)，充分發(fā)揮填料的效率，必須在填料塔中安裝液體分布器，把液體均勻地分布于填料層頂部。液體初始分布的質(zhì)量不僅影響著填料的傳質(zhì)效率，而且還會對填料的操作彈性產(chǎn)生影響。因此，液體分布器是填料塔內(nèi)極為關(guān)鍵的內(nèi)件，分布器的種類比較多，選擇的依據(jù)主要有分布質(zhì)量、操作彈性、處理量、氣體阻力、對水平度等許多方面，性能優(yōu)良的液體分布器設(shè)計時必須滿足以下幾點：液體分布均勻 評價液體分布均勻的標(biāo)準(zhǔn)是：足夠的分布點密度；分布點的幾何均勻性；降液點間流量的均勻性。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

46、、操作條件等密切相關(guān)，各種文獻(xiàn)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??；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。表3-1列出了散裝填料塔的分布點密度推薦值表3-1 Eckert的散裝填料塔分布點密度推薦值塔徑，mm分布點密度（點/m2），塔截面（m2）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，一般需通過反復(fù)計算和繪圖排列，進(jìn)行比較，選擇較佳方案。分布點的排列可采用正方形、正三角形等不同方式。降夜點間流量的均勻性。為保證各分布點的流量均勻，需要分布器

47、總體的合理設(shè)計、精細(xì)的制作和正確的安裝。高性能的液體分布器，要求個分布點與平均流量的偏差小于6%。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(dá)到10以上，此時，分布器必須特殊設(shè)計。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。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。3.6.2分布點密度計算按Eckert建議值，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120點m2。布液點數(shù)為按分布點幾

48、何均勻與流量均勻的原則，進(jìn)行布點設(shè)計。設(shè)計結(jié)果為：二級槽共設(shè)七道，在槽側(cè)面開孔，槽寬度80mm，槽高度為210mm,兩槽中心距離為160mm.分布點采用三角形排列，實際布點數(shù)為n=132點。3.6.3 布液計算取布液孔直徑為13mm，則液位保持管中的液位高度可得3.7其他附屬塔內(nèi)件的選擇本裝置的直徑較小可采用簡單的進(jìn)氣分布裝置,同時排放的凈化氣體中的液相夾帶要求嚴(yán)格,應(yīng)設(shè)除液沫裝置,為防止填料由于氣流過大而是翻,應(yīng)在填料上放置一個篩網(wǎng)裝置,防止填料上浮.3.7.1液體分布器液體在填料塔頂噴淋的均勻狀況是提供塔內(nèi)氣液均勻分布的先決條件，也是使填料達(dá)到預(yù)期分離效果的保證。為此，分布器設(shè)計中應(yīng)注意以

49、下幾點：（1）、為保證液體在塔截面上均布，顆粒型（散裝）填料的噴淋點數(shù)為4080個/m2（環(huán)形填料自分布性能差應(yīng)取高值），此外，為減少壁流效應(yīng)，噴淋孔的分布應(yīng)使近塔壁520區(qū)域內(nèi)的液體流量不超過總液量的10。規(guī)整填料一般為100200個/噴淋點。（2）、噴淋孔徑不宜小于2，以免引起堵塞，孔徑也不宜過大，否則液位高度難維持穩(wěn)定。液體分布器有以下幾種形式:1. 多孔型液體分布器多孔型液體分布器系借助孔口以上的液層靜壓或泵送壓力使液體通過小孔注入塔內(nèi)。2.直管式多孔分布器根據(jù)直管液量的大小，在直管下方開24排對稱小孔，孔徑與孔數(shù)依液體的流量范圍確定，通常取孔徑26，孔的總面積與及進(jìn)液管截面積大致相等

50、，噴霧角根據(jù)塔徑采用30°或45°，直管安裝在填料層頂部以上約300。此形分布器用于塔徑600800，對液體的均布要求不高的場合。根據(jù)要求，也可以采用環(huán)形管式多孔分布器。3. 排管式多孔分布器支管上孔徑一般為35，孔數(shù)依噴淋點要求決定。支管排數(shù)、管心距及孔心距依塔徑和液體負(fù)荷調(diào)整。一般每根支管上可開13排小孔，孔中心線與垂直線的夾角可取15°、22.5°、30°或45°等，取決于液流達(dá)到填料表面時的均布狀況。主管與支管直徑由送液推動力決定，如用液柱靜壓送液，中間垂直管和水平主管內(nèi)的流速為0.20.3m/s，支管流速取為0.150.2m

51、/s；采用泵送液則流速可提高。3.7.2液體收集及再分布裝置液體沿填料層向下流動時，有偏向塔壁流動的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為壁流。壁流將導(dǎo)致填料層內(nèi)氣液分布不均，使傳質(zhì)效率下降。為減小壁流現(xiàn)象，可間隔一定高度在填料層內(nèi)設(shè)置液體再分布裝置。最簡單的液體再分布裝置為截錐式再分布器。截錐式再分布器結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，但它只起到將壁流向中心匯集的作用，無液體再分布的功能，一般用于直徑小于0.6m的塔中。在通常情況下，一般將液體收集器及液體分布器同時使用，構(gòu)成液體收集及再分布裝置。液體收集器的作用是將上層填料流下的液體收集，然后送至液體分布器進(jìn)行液體再分布。常用的液體收集器為斜板式液體收集器。前已述及，槽盤式

52、液體分布器兼有集液和分液的功能，故槽盤式液體分布器是優(yōu)良的液體收集及再分布裝置。3.7.3填料支承裝置填料支承裝置的作用是支承塔內(nèi)的填料，常用的填料支承裝置有如圖片3-14所示的柵板型、孔管型、駝峰型等。支承裝置的選擇，主要的依據(jù)是塔徑、填料種類及型號、塔體及填料的材質(zhì)、氣液流率等。3.8吸收塔的流體力學(xué)參數(shù)的計算3.8.1吸收塔的壓力降填料塔的的壓力降為：氣體進(jìn)出口壓降:取氣體進(jìn)出口接管的內(nèi)徑為276mm,則氣體的進(jìn)出口流速為則進(jìn)口壓強(qiáng)為 （突然擴(kuò)大 =1） 出口壓強(qiáng)為 （突然縮小 =0.5）填料層壓降:氣體通過填料層的壓降采用Eckert關(guān)聯(lián)圖計算,其中橫坐標(biāo)為查得縱坐標(biāo)為查得填料層壓力降 其它塔內(nèi)件的壓力降：其它塔內(nèi)件的壓力降較小，在此可以忽略 于是得吸收塔的總壓力降為=211.63+105.82+1471.5=1788.953.8.2吸收塔的泛點率吸收塔操作氣速為0.872m/s ，泛點氣速為1.238m/s 所以泛點率為對于散裝填料，其泛點率的經(jīng)驗值為：所以符合。3.8.3氣體動能因子氣體動能因子 3.9附屬設(shè)備的計算與選擇3.9.1離心泵的選擇與計算計算過程如下 由3.9.2可知，所選管為熱軋無縫鋼管 校核管內(nèi)流速則雷諾數(shù)局部阻力損失：三