化工設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)與選型-塔器選用與設(shè)計(jì)程序

課程：化工工藝初級(jí)設(shè)計(jì)知識(shí)點(diǎn)：塔器設(shè)計(jì)塔器設(shè)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(yīng)塔；干燥塔；萃取塔。③按形成相際接觸界面：固定相界面；流動(dòng)過(guò)程中形成相界面。④按內(nèi)件結(jié)構(gòu)：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(yīng)用極廣。塔的分類

在圓柱形殼體內(nèi)按一定間距水平設(shè)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(dòng)液層；氣體則在壓強(qiáng)差的推動(dòng)下，自塔底向上依次穿過(guò)各塔板上的液層上升至塔頂排出。氣、液在塔內(nèi)逐板接觸進(jìn)行質(zhì)、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(nèi)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(qiáng)差推動(dòng)下穿過(guò)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(jìn)行質(zhì)、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小；大尺寸填料及規(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(yīng)范圍較大對(duì)液量有一定要求安裝檢修較易較難材質(zhì)常用金屬材料金屬及非金屬材料均可造價(jià)大直徑時(shí)較低新型填料投資較大板式塔和填料塔主要性能對(duì)比新型填料及規(guī)整填料塔競(jìng)爭(zhēng)力較強(qiáng)?、偕a(chǎn)能力大，彈性好。②滿足工藝要求，分離效率高。③運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性高，操作、維修方便。④結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，造價(jià)較低。⑤塔壓降小。對(duì)于真空塔或要求塔壓降低的塔來(lái)說(shuō)，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(shè)計(jì)程序（1）匯總設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)。（3）進(jìn)行工藝計(jì)算（4）塔徑計(jì)算（5）塔節(jié)上人孔、手孔的確定。（6）塔高確定。（7）塔內(nèi)流體力學(xué)核算，作負(fù)荷性能圖。（8）輔助裝置選型設(shè)計(jì)。（9）繪制塔設(shè)備草圖和設(shè)備設(shè)計(jì)條件圖。

（1）匯總設(shè)計(jì)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(nèi)液相和氣相流量、密度、粘度、擴(kuò)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(shè)計(jì)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(dá)液體分布均勻、潤(rùn)濕性好、防止壁流和溝流；

d、汽液通過(guò)填料層的阻力要??；

e、制造容易，價(jià)格適當(dāng)；

f、有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，不與塔內(nèi)物料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，化學(xué)穩(wěn)定性好。填料塔設(shè)計(jì)程序填料塔設(shè)計(jì)程序（3）確定塔徑

操作氣速應(yīng)小于液泛氣速，保證塔操作時(shí)不發(fā)生液泛。（4）計(jì)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(shè)計(jì)程序（5）

驗(yàn)算塔內(nèi)噴淋密度

按實(shí)際塔徑驗(yàn)算塔內(nèi)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(rùn)濕，應(yīng)重新計(jì)算。（7）計(jì)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(jì)算填料層高度Z

通常用經(jīng)驗(yàn)公式和“傳質(zhì)單元法”和“等板高度法”。填料塔設(shè)計(jì)程序（