化工設備的工藝設計與選型-塔器選用與設計程序

課程：化工工藝初級設計知識點：塔器設計塔器設備①按操作壓力：加壓塔；常壓塔；減壓塔。②按單元操作：精餾塔；吸收塔；解吸塔；反應塔；干燥塔；萃取塔。③按形成相際接觸界面：固定相界面；流動過程中形成相界面。④按內件結構：a．板式塔，b．填料塔填料塔和板式塔，在吸收和蒸餾操作中應用極廣。塔的分類

在圓柱形殼體內按一定間距水平設置若干層塔板，液體靠重力作用自上而下流經(jīng)各層板后從塔底排出，各層塔板上保持有一定厚度的流動液層；氣體則在壓強差的推動下，自塔底向上依次穿過各塔板上的液層上升至塔頂排出。氣、液在塔內逐板接觸進行質、熱交換，故兩相的組成沿塔高呈階躍式變化。板式塔溶劑氣體DJ塔盤新型塔板板式塔填料塔

在圓柱形殼體內裝填一定高度的填料，液體經(jīng)塔頂噴淋裝置均勻分布于填料層頂部上，依靠重力作用沿填料表面自上而下流經(jīng)填料層后自塔底排出；氣體則在壓強差推動下穿過填料層的空隙，由塔的一端流向另一端。氣液在填料表面接觸進行質、熱交換，兩相的組成沿塔高連續(xù)變化。溶劑填料塔氣體散裝填料塑料鮑爾環(huán)填料規(guī)整填料塑料絲網(wǎng)波紋填料

板式塔填料塔壓降較大小尺寸填料較大；大尺寸填料及規(guī)整填料較小空塔氣速較大小尺寸填料較?。淮蟪叽缣盍霞耙?guī)整填料較大塔效率較穩(wěn)定，效率較高傳統(tǒng)填料低；新型亂堆及規(guī)整填料高持液量較大較小液氣比適應范圍較大對液量有一定要求安裝檢修較易較難材質常用金屬材料金屬及非金屬材料均可造價大直徑時較低新型填料投資較大板式塔和填料塔主要性能對比新型填料及規(guī)整填料塔競爭力較強?、偕a(chǎn)能力大，彈性好。②滿足工藝要求，分離效率高。③運轉可靠性高，操作、維修方便。④結構簡單，加工方便，造價較低。⑤塔壓降小。對于真空塔或要求塔壓降低的塔來說，壓降小的意義更為明顯。抓住主要矛盾，最大限度滿足工藝要求。塔型選擇基本原則板式塔設計程序（1）匯總設計參數(shù)和物性數(shù)據(jù)。（2）根據(jù)物料特性、分離要求確定塔板結構。（3）進行工藝計算（4）塔徑計算（5）塔節(jié)上人孔、手孔的確定。（6）塔高確定。（7）塔內流體力學核算，作負荷性能圖。（8）輔助裝置選型設計。（9）繪制塔設備草圖和設備設計條件圖。

（1）匯總設計參數(shù)和物性數(shù)據(jù)處理包括物料平衡、塔的溫度、壓力、塔內液相和氣相流量、密度、粘度、擴散系數(shù)汽液相平衡數(shù)據(jù)、亨利常數(shù)、溶解度系數(shù)等。工藝上還要求分離后物料純度、產(chǎn)率。（2）選用填料填料選擇是填料塔設計的核心元件，要求如下：

a、比表面積大；

b、空隙率壓迫盡可能大；

c、填料表達液體分布均勻、潤濕性好、防止壁流和溝流；

d、汽液通過填料層的阻力要?。?/p>

e、制造容易，價格適當；

f、有足夠的機械強度，不與塔內物料發(fā)生化學反應，化學穩(wěn)定性好。填料塔設計程序填料塔設計程序（3）確定塔徑

操作氣速應小于液泛氣速，保證塔操作時不發(fā)生液泛。（4）計算填料塔壓降一般正常壓降△P＝147-490Pa，真空操作下△P≤78.5Pa.填料塔設計程序（5）

驗算塔內噴淋密度

按實際塔徑驗算塔內噴淋密度，是否大于最小噴淋密度，如果太小，將不能保證塔填料充分潤濕，應重新計算。（7）計算塔總高H

H=Ha+Z+(n-1)Hf+HbHa——塔頂空間高度（不包括封頭）MHf——液體再分布器的空間高度。MHb——塔底空間高度。

n——填料層數(shù)。

（6）計算填料層高度Z

通常用經(jīng)驗公式和“傳質單元法”和“等板高度法”。填料塔設計程序（