課程設(shè)計(jì)非等溫填料吸收塔

1、2022-4-1912022-4-192 為了使尿素生產(chǎn)廠合成氨放空氣中的有害物為了使尿素生產(chǎn)廠合成氨放空氣中的有害物質(zhì)質(zhì)NH3 達(dá)到國家環(huán)保廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)，需設(shè)計(jì)達(dá)到國家環(huán)保廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)，需設(shè)計(jì)一吸收填料塔，用清水吸收放空氣中的氨，一吸收填料塔，用清水吸收放空氣中的氨，為達(dá)到國家環(huán)保尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)，處理后放空為達(dá)到國家環(huán)保尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)，處理后放空氣中的氨濃度必須小于氣中的氨濃度必須小于600ppm（注意（注意:同學(xué)同學(xué)們各自根據(jù)放空氣初始濃度，確定吸收率）。們各自根據(jù)放空氣初始濃度，確定吸收率）。放空氣的流量放空氣的流量9001200kg/h，其摩爾組成為：，其摩爾組成為： 2022-4-193

2、 物質(zhì)名物質(zhì)名 NH3 H2 N2 mol% 3.06.0% 6670% 2431% 另外含有微量的另外含有微量的Ar氣（氣（8 15. 0)(2 . 0l2lgfgu08. 0)97089. 4(4 .8816 .1002)()()(2/ 12/ 1lgVqLq2022-4-1930 五、系統(tǒng)單位填料高度的壓降 六、傳質(zhì)單元高度HOG的計(jì)算 1.傳質(zhì)系數(shù)kg計(jì)算 因?yàn)榘痹贖2O中溶解度很大，所以用水吸收氨的過程是氣膜控制過程。即 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式 KY=ky=PkggGkK0 .23/17 .0)()()a(ptggGgtggtgdaDgGCDaRTk2022-4-1931 2.填料有效傳質(zhì)比

3、表面積a 1）填料表面有效潤濕分率法； 2）Onda法。 3.傳質(zhì)單元高度)()()()(45. 1exp12 . 0205. 0221 . 075. 0tllltlltlctaGgaGaGaamaKVqYBnOG43. 030. 0785. 0525. 02004 .251 .93)(H2,2022-4-1932 填料塔 主要構(gòu)造單元：1.外殼 2.填料（核心單元） 3.填料支承 4.液體分布器 5.中間支承和液體再分布器 6.氣液的進(jìn)出口接管。7.除沫器、8.液封 強(qiáng)度計(jì)算和結(jié)構(gòu)布置。 填料塔的設(shè)計(jì)在保證滿足工藝生產(chǎn)的前提下，要求結(jié)構(gòu)尺寸合理、造價(jià)低廉、能耗小、操作穩(wěn)定可靠、適應(yīng)性強(qiáng)、維修

4、方便等。2022-4-1933 流程的確定 單塔，開流與遞流接觸式；有循環(huán)與無循環(huán)流程。 多塔：并聯(lián)并流與遞流；串聯(lián)并流與遞流；多塔有循環(huán)與無循環(huán)。 流量、溫度、壓力和濃度測(cè)量、控制點(diǎn)確定及測(cè)量控制方法和儀器儀表的類型型號(hào)。2022-4-1934 填料 1要求 1）比表面積要大；2)能提供大的流體通量，即空隙率要大；3）液體的再生分布要好，即裝填后整個(gè)床層結(jié)構(gòu)均勻，有利于液體四周均勻分布，全方位地傳遞液體、聚壁效應(yīng)小。 2.裝填整砌的填料是手工操作，費(fèi)用較貴，一般應(yīng)避免亂堆。濕法裝填，當(dāng)填高一般超過0.6m時(shí)，為減少填料裝填降落時(shí)的破損，應(yīng)采用濕法裝填。 干法裝填 這種方法裝填的床層比濕法裝填

5、更緊密，因此壓降一般大5060 2022-4-1935 3.填料的尺寸：直接影響接觸效率，一般說，尺寸越小，比表面積越大，效率越高，但壓力降增加。一般按下面的比例考慮（工藝設(shè)計(jì)p222-223） 填料尺寸（公稱）mm， 12.7-15.9，15.9-25.4， 25.4-38.1，38.1-50.8， 50.83-76.2 塔徑D mm 152.4-304.8，304.8-457.2， 457.2-609.6， 609.6-1219.2， 914.4 或亂堆最大填料尺寸：塔徑：拉西環(huán)1：201：8 弧鞍形填料1：10；矩鞍形填料1：81：10；其中1：8最常用。 2022-4-1936 二、填

6、料的支承結(jié)構(gòu) 填料層的設(shè)計(jì)是整個(gè)填料塔設(shè)計(jì)的核心。但附層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)好壞也會(huì)直接影響塔內(nèi)氣液分布直接操作效率和生產(chǎn)能力。 填料支承結(jié)構(gòu)滿足以下基本條件： 1.使氣液暢通，支承件上的流通截面積為塔截面積的50以上，且大于填料的空隙率。若流通截面積太小，會(huì)產(chǎn)生掛液、阻氣、降低效率，甚至出現(xiàn)液流。2022-4-1937 2.有足夠的支承強(qiáng)度，承受填料和填料層中掛液重量。另外考慮到可能的壓力波動(dòng)、機(jī)械振動(dòng)、溫度波動(dòng)等因素。 3.有一定的耐腐蝕性 柵板可制成整塊（當(dāng)D500mm），也可制多塊組合式（24塊） 柵板的支承方式：支承圈、支承圈加支承板。一般多塊柵板上的填料高度，拉西環(huán)不超過3.7m，其它填料不應(yīng)

7、超過4.6 6.1m 2022-4-1938 三、液體噴淋裝置設(shè)備設(shè)計(jì)P147 保證每25cm2有一個(gè)噴點(diǎn)或（5D）2個(gè)噴點(diǎn) 噴淋裝置設(shè)計(jì)好壞直接影響到液體分布直至填料的有效表面積大小，所以它是填料塔操作效率好壞的重要影響因素之一。 其選擇，主要取決于塔徑，填料的形成（表面積，外形等），填料聚壁性和分布器的結(jié)構(gòu)材料。 2022-4-1939 四、液體再分布裝置 針對(duì)聚壁現(xiàn)象，為提高填料表面有效率，一般要求拉西環(huán)填料高度每隔3D左右需再分布，鞍形填料高度每隔（510）D再分布。 最簡單的再分布件是截錐式（=45）和截錐+柵板式。 五、氣流入塔的分布結(jié)構(gòu) 應(yīng)防止淋下的液體進(jìn)入氣管中，氣體分散均勻液體出口：能方便排出液體，同時(shí)又能對(duì)氣體起到液封的作用。氣體出口要保證氣體暢通，同時(shí)能盡量除去氣體夾帶的液體霧沫。 六、附屬設(shè)備 泵，風(fēng)機(jī)的計(jì)算與選型 2022-4-1940圖6-26 液體噴淋裝置圖6-27 管式液體分布裝置ab2b1 對(duì)于整砌填料，因趨壁效應(yīng)不大，不必安裝液體再分布器。 1)截錐形液體再分布器圖328a為一個(gè)倒置的短錐體，它將塔壁附近的液體導(dǎo)流至塔的中央.錐體與塔壁的夾角 一般為 ，錐體下口直徑為塔徑的 (0.70.8)倍。2022-4-1941圖6-28004535 鋪一層尺寸較大的同類填料。 20