水吸收二氧化硫煙氣的填料塔設(shè)計

1、水吸收二氧化硫煙氣的填料塔設(shè)計系 別： 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 專業(yè)班級： 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： （課程設(shè)計時間：xxxx年xx月xx日xxxx年xx月xx日）目 錄一 前言1二 設(shè)計任務(wù)及操作條件1三 設(shè)計內(nèi)容11、設(shè)計方案的選擇及流程的確定1（1）吸收劑的選擇1（2）吸收流程的確定3（3）吸收工藝流程說明及工藝流程圖4（4）填料塔設(shè)備的選擇5（5）填料的選擇62、塔的物料衡算9 3、塔的主要工藝尺寸確定9（1）塔徑的確定9計算泛點(diǎn)氣速10泛點(diǎn)率校核10填料規(guī)格校核10 液體噴淋密度校核10（2）塔高的確定11 填料層高度計算11填料塔附屬高度的計算12人孔13（3）液體分布器計算13

2、液體分布器的選型14液體分布器的選擇14布液計算14液體再分布器14塔底液體保持管高度的計算15（4）其他附屬塔內(nèi)件的選擇15填料支撐裝置的選擇15填料壓緊裝置16塔頂除霧器16封頭與法蘭17（5）吸收塔的流體力學(xué)參數(shù)計算17 吸收塔的壓力降17氣體動能因子174、吸收塔主要接管的尺寸計算17液體進(jìn)料接管18氣體進(jìn)料接管18吸收劑輸送管路直徑及管路計算18氣體進(jìn)出口壓力降18離心泵的計算與選擇18四 工藝設(shè)計計算結(jié)果匯總與主要符號說明19五 參考文獻(xiàn)22一 前言在化工生產(chǎn)中，氣體吸收過程是利用氣體混合物中各組分在液體中溶解度或化學(xué)反應(yīng)活性的差異，在氣液兩相密切接觸時發(fā)生傳質(zhì)，實現(xiàn)氣液混合物的分

3、離。在正常操作下，氣相為連續(xù)相，而液相為分散相，氣相組成呈連續(xù)變化，氣相中的成分逐漸被分離出來。填料塔是氣液呈連續(xù)性接觸的氣液傳質(zhì)設(shè)備，屬微分接觸逆流操作。其目的是：1、回收或捕獲氣體混合物中有用物質(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。二 設(shè)計任務(wù)及操作條件1、氣體處理量為1000m3/h（30，100KN/）；2、進(jìn)塔氣體組成; 9%（體積比）SO2，其余可視為空氣；3、回收其中所含SO2的 95%；4、吸收塔的操作溫度30，壓力為：100KN/；5、液氣比為最小液氣比的1.2倍；6、空塔氣速取泛點(diǎn)氣速的0.

4、65；7、填料：自選三 設(shè)計內(nèi)容1、設(shè)計方案的選擇及流程的確定（1）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(jì)有著十分重要影響。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對溶質(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條件下，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，則可以提高吸收速率，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，而對其它

5、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。3不易揮發(fā)吸收劑在操作條件下應(yīng)具有較低的蒸汽壓，以避免吸收過程中吸收劑的損失，提高吸收過程的經(jīng)濟(jì)性。4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)該考慮的主要問題，其次，還應(yīng)該注意所選擇地吸收劑應(yīng)該具有良好的物理、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度要小，不易發(fā)泡，以保證吸收劑具有良好的流動性能和分布性

6、能。良好的化學(xué)性能主要指具有良好的化學(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（或較小的腐蝕性）。吸收劑的經(jīng)濟(jì)性主要指應(yīng)盡可能選擇用廉價易得的溶劑，兩種吸收劑如下：表2-1 物理吸收劑和化學(xué)吸收劑的選擇物理吸收劑化學(xué)吸收劑（1）吸收容量（溶解度）正比于溶質(zhì)分壓（2）吸收熱效應(yīng)很小（近于等溫）（3）常用降壓閃蒸解吸（4）適于溶質(zhì)含量高，而凈化度要求不太高的場合（5）對設(shè)備腐蝕性小，不易變質(zhì)（1）吸收容量對溶質(zhì)分壓不太敏感（2）吸收熱效應(yīng)顯著（3）用低壓蒸汽氣提解吸（4）適于溶質(zhì)含量不高，而凈化度要求很高的場合（5）對設(shè)備腐蝕性大，易變質(zhì)

7、本設(shè)計采用水作為吸收劑，二氧化硫為溶質(zhì)。（2）吸收流程的確定工業(yè)上使用的吸收流程多種多樣，可以從不同的角度進(jìn)行分類，從所用的吸收劑的種類看，有僅用一種吸收劑的一步吸收流程和使用兩種吸收劑的兩部吸收流程，從所用的塔設(shè)備數(shù)量看，可分為單塔吸收流程很多塔吸收流程，從塔內(nèi)氣液兩相得流向可分為逆流吸收流程、并流吸收流程等基本流程，此外，還有用于特定條件下的部分溶劑循環(huán)流程。（一）一步吸收流程和兩部吸收流程一步流程一般用于混合氣體溶質(zhì)濃度較低，同時過程的分離要求不高，選用一種吸收劑即可完成任務(wù)的情況。若混合氣體中溶質(zhì)濃度較高且吸收要求也高，難以用一步吸收達(dá)到規(guī)定的吸收要求，但過程的操作費(fèi)用較高，從經(jīng)濟(jì)性的

8、角度分析不夠適宜時，可以考慮采用兩步吸收流程。（二）單塔吸收流程和多塔吸收流程單塔吸收流程是吸收過程中最常用的流程，如過程無特別需要，則一般采用單塔吸收流程。若過程的分離要求較高，使用單塔操作時，所需要的塔體過高，或采用兩步吸收流程時，則需要采用多塔流程（通常是雙塔吸收流程）（三）逆流吸收與并流吸收吸收塔或再生塔內(nèi)氣液相可以逆流操作也可以并流操作，由于逆流操作具有傳質(zhì)推動力大，分離效率高（具有多個理論級的分離能力）的顯著優(yōu)點(diǎn)而 廣泛應(yīng)用。工程上，如無特別需要，一般均采用逆流吸收流程。（四）部分溶劑循環(huán)吸收流程由于填料塔的分離效率受填料層上的液體噴淋量影響較大，當(dāng)液相噴淋量過小時，將降低填料塔的

9、分離效率，因此當(dāng)塔的液相負(fù)荷過小而難以充分潤濕填料表面時，可以采用部分溶劑循環(huán)吸收流程，以提高液相噴淋量，改善塔的操作條件。本設(shè)計采用單塔逆流操作。（3）吸收工藝流程說明及工藝流程圖吸收二氧化硫流程包括吸收和解析兩部分?；旌蠚怏w在30下進(jìn)入吸收塔底部，水從塔頂淋下，塔內(nèi)裝有填料以擴(kuò)大氣液接觸面積。在氣液接觸中，氣體中的二氧化硫溶解于水，使離開塔頂?shù)臍怏w二氧化硫含量降低至允許值，而溶有較多二氧化硫的液體由吸收塔底排出。為了回收二氧化硫并再次利用水，需將水和二氧化硫分離開，稱為溶劑的再生。解吸是溶劑再生的一種方法，含二氧化硫的水溶液經(jīng)過加熱后送入解吸塔，與上升的過熱蒸汽接觸，二氧化硫從液相中解吸至

10、氣相。二氧化硫被解吸后，水溶劑得到再生，經(jīng)過冷卻后再重新作為吸收劑送入吸收塔循環(huán)使用。（4）吸收塔設(shè)備的選擇對于吸收過程，能夠完成其分離任務(wù)的塔設(shè)備有多種，如何從眾多的塔設(shè)備中選擇合適的類型是進(jìn)行工藝設(shè)計得首要工作。而進(jìn)行這一項工作則需對吸收過程進(jìn)行充分的研究后，并經(jīng)多方案對比方能得到較滿意的結(jié)果。一般而言，吸收用塔設(shè)備與精餾過程所需要的塔設(shè)備具有相同的原則要求，即用較小直徑的塔設(shè)備完成規(guī)定的處理量，塔板或填料層阻力要小，具有良好的傳質(zhì)性能，具有合適的操作彈性，結(jié)構(gòu)簡單，造價低，易于制造、安裝、操作和維修等。在液體流率很低難以充分潤濕填料，或塔徑過大，使用填料塔不很經(jīng)濟(jì)的情況下，以采用板式塔為

11、宜。但作為吸收過程，一般具有操作液氣比大的特點(diǎn)，因而更適用于填料塔。此外，填料塔阻力小，效率高，有利于過程節(jié)能，所以對于吸收過程來說，以采用填料塔居多。本次吸收塔設(shè)計選擇填料吸收塔（5）填料的選擇塔填料是填料塔中的氣液相間傳質(zhì)組件，是填料塔的核心部分。其種類繁多，性能上各有差異。1.散堆填料 目前散堆填料主要有環(huán)形填料、鞍形填料、環(huán)鞍形填料及球形填料。所用的材質(zhì)有陶瓷、塑料、石墨、玻璃及金屬等（1）拉西環(huán)填料拉西環(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）

12、 鮑爾環(huán)填料是對拉西環(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)填料的階梯環(huán)結(jié)構(gòu)與鮑爾環(huán)填料相似，環(huán)壁上開有長方形小孔，環(huán)內(nèi)有兩層交錯 45的十字形葉片，環(huán)的高度為直徑的一半，環(huán)的一端成喇叭口形狀的翻邊。這樣的結(jié)構(gòu)使得階梯環(huán)填料的性能在鮑爾環(huán)的基礎(chǔ)上又有提高，其生產(chǎn)能力可提高

13、約10%，壓降則可降低25%，且由于填料間呈多點(diǎn)接觸，床層均勻，較好地避免了溝流現(xiàn)象。階梯環(huán)一般由塑料和金屬制成，由于其性能優(yōu)于其它側(cè)壁上開孔的填料，因此獲得廣泛的應(yīng)用。（4） 矩鞍填料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。（5） 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(diǎn)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)矩鞍填料將環(huán)

14、形填料和鞍形填料兩者的優(yōu)點(diǎn)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。2規(guī)整填料 規(guī)整填料是由許多相同尺寸和形狀的材料組成的填料單元，以整砌的方式裝填在塔體中。規(guī)整填料主要包括板波紋填料、絲網(wǎng)波紋填料、格利希格柵、脈沖填料等，其中尤以板波紋填料和絲網(wǎng)波紋填料所用材料主要有金屬絲網(wǎng)和塑料絲網(wǎng)。（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

15、大及防堵等場合。（2）波紋填料(Ripples filler)目前工業(yè)上應(yīng)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。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。金屬板波紋填料是板波紋填料的

16、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，但抗堵能

17、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(diǎn)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(diǎn)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。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)大的交替重復(fù)，實現(xiàn)了“脈沖”傳質(zhì)過

18、程。脈沖填料的特點(diǎn)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。本設(shè)計采用塑料階梯環(huán)填料。2、塔的物料衡算；進(jìn)口氣體的體積流量SO2的體積比為進(jìn)塔氣相摩爾比為 Y1=y1/1-y1=0.09/(1-0.09)=0.0989【1】效率 【1】 出塔氣相摩爾比 Y2= =0.0989（1-96%）=0.00396【1】進(jìn)塔惰性氣相流量V=(V/22.4)(1-y1)273/(273+30)100/101.33=(1000/22.4)(1-0.09)273/303100/101.33=36.12kmol/h 【1】空氣的體積流量 V空氣=V

19、(1-y1)=10000.91=910m3/h【1】出口液體中溶質(zhì)與溶劑的摩爾比 X2=0由已知條件可知P=100KN/m=1xPa=100KPa查資料得 【1】則【1】最小氣液比為【1】取液氣比故 L=V55.870=36.12x55.870=2018.024kmol/h 3、塔的主要工藝尺寸確定；（1）塔徑的確定； 該流程的操作壓力及溫度適中，避免二氧化硫腐蝕，故此選用 型的塑料階梯環(huán)填料。其主要性能參數(shù)為：液體密度校正系數(shù) 【1】 填料因子【1】吸收液的密度看成是水密度【1】30時空氣密度 【1】Kg/mol【1】 Kg/mol【1】混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為【1】混合氣體的密度為 【1】

20、計算泛點(diǎn)氣速液體密度校正系數(shù) 30時水的粘度系數(shù) 【1】泛點(diǎn)率校核 （50%85%為經(jīng)驗值，所以在允許范圍內(nèi)） 填料規(guī)格校核 液體噴淋密度校核 填料表面的潤濕狀況是傳質(zhì)的基礎(chǔ)，為保持良好的傳質(zhì)性能，每種填料應(yīng)維持一定的液體潤濕速率（或噴淋密度）。依Morris等推薦，d75mm的環(huán)形及其它填料的最小潤濕速率為最小噴淋密度 由于液相質(zhì)量流量 則噴淋密度為 所以（2）塔高的確定； 填料層高度計算 對于吸收操作，用傳質(zhì)單元法計算填料層高度 塔截面積 托吸因數(shù) 清水吸收， 則氣相總傳質(zhì)單元數(shù) 氣相質(zhì)量流量 氣相空塔質(zhì)量速度 【1】液相空塔質(zhì)量速度 【1】氣膜體積吸收系數(shù)【1】30時，則液膜體積吸收系數(shù)

21、【1】氣相總傳質(zhì)單元高度 【1】【1】故填料層分兩段，每段4.5m填料塔附屬高度的計算塔的附屬高度主要包括塔的上部空間高度，安裝液體分布器所需的空間高度，塔的底部空間高度以及塔的群坐高度。 塔的上部空間高度是指塔填料層以上，應(yīng)有一足夠的空間高度，以使隨氣流攜帶的液滴能夠從氣相中分離出來，該高度一般取1.2-1.5m。安裝液體再分布器所需的塔空間高度依據(jù)所用分布器的形式而定一般需要1-1.5m的高度。塔的底部空間高度是指塔底最下一塊塔板到塔底封頭之間的垂直距離。該空間高度含釜液所占的高度及釜液面上方的氣液分離高度的兩部分。釜液所占空間高度的確定是依據(jù)塔的釜液流量以及釜液在塔內(nèi)的停留時間確定出空間

22、容積，然后根據(jù)該容積和塔徑計算出塔釜所占的空間高度。本設(shè)計取1.2m（包括除沫器高度）。設(shè)塔定液相停留時間為50s，則塔釜液所占空間高度為考慮到氣相接管的空間高度，底部空間高度取為1.1米，那么塔的附屬空間高度可以取為1.2+1.1=2.3m。吸收塔的總高度為人孔回轉(zhuǎn)蓋人孔，直徑：450mm。（3）液體分布器計算液體分布器可分為初始分布器和再分布器，初始分布器設(shè)置于填料塔內(nèi)，用于將塔頂液體均勻的分布在填料表面上，初始分布器的好壞對填料塔效率影響很大，分布器的設(shè)計不當(dāng)，液體預(yù)分布不均，填料層的有效濕面積減小而偏流現(xiàn)象和溝流現(xiàn)象增加，即使填料性能再好也很難得到滿意的分離效果。因而液體分布器的設(shè)計十

23、分重要。特別對于大直徑低填料層的填料塔，特別需要性能良好的液體分布器。液體分布器的性能主要由分布器的布液點(diǎn)密度（即單位面積上的布液點(diǎn)數(shù)），各布液點(diǎn)均勻性，各布液點(diǎn)上液相組成的均勻性決定，設(shè)計液體分布器主要是決定這些參數(shù)的結(jié)構(gòu)尺寸。對液體分布器的選型和設(shè)計，一般要求：液體分布要均勻；自由截面率要大；操作彈性大；不易堵塞，不易引起霧沫夾帶及起泡等；可用多種材料制作，且操作安裝方便，容易調(diào)整水平。液體分布器的種類較多，有多種不同的分類方法，一般多以液體流動的推動力或按結(jié)構(gòu)形式分。若按流動推動力可分為重力式和壓力式，若按結(jié)構(gòu)形式可分為多孔型和溢流型。其中，多孔型液體分布器又可分為：蓮蓬式噴灑器、直管式

24、多孔分布器、排管式多孔型分布器和雙排管式多孔型分布器等。溢流型液體分布器又可分為：溢流盤式液體分布器和溢流槽式液體分布器。根據(jù)本吸收的要求和物系的性質(zhì)可選用重力型排管式液體分布器，布液孔數(shù)應(yīng)應(yīng)依所用填料所需的質(zhì)量分布要求決定，噴淋點(diǎn)密度應(yīng)遵循填料的效率越所需的噴淋點(diǎn)密度越大這一規(guī)律。 液體分布器的選型時，建議采用盤式分布器（多孔盤式） 液體分布器的選擇按Eckert建議值，按分布點(diǎn)幾何均勻與流量均勻的原則，進(jìn)行布點(diǎn)設(shè)計。與填料間距:210mm.設(shè)計取噴淋點(diǎn)密度為139點(diǎn)/,設(shè)計結(jié)果【3】為：盤式分布器（多孔盤式）； 分布盤直徑630mm（為塔徑的0.650.80倍）； 分布盤厚度：8mm 布液

25、計算由 ，取【4】設(shè)計取液體再分布器-升氣管式液體再分布器在離填料頂面一定距離處，噴淋的液體便開始向塔壁偏流，然后沿塔壁下流，塔中心處填料的不到好的潤濕，形成所謂的“干錐體”的不正?，F(xiàn)象，減少了氣液兩相的有效接觸面積。因此每隔一定的距離設(shè)置液體再分布裝置，以克服此現(xiàn)象。 由于塔徑為900mm，因此可選用升氣管式再分布器，高度估值：150mm。 塔底液體保持管高度的計算取分布液孔的直徑為12mm，則液體保持管中的液位高度可由公式（4）其他附屬塔內(nèi)件的選擇填料支撐裝置的選擇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

26、上。為使氣體能順利通過，對于普通填料塔，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(qiáng)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(qiáng)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(jī)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），

27、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(qiáng)降，降低效率，甚至形成液泛12。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。填料壓緊裝置為保證填料塔在工作狀態(tài)下填料床能夠穩(wěn)定，防止高氣相負(fù)荷或負(fù)荷突然變動時填料層發(fā)生

28、松動，破壞填料層結(jié)構(gòu)，甚至造成填料損失，必須在填料層頂部設(shè)置填料限定裝置。填料限定可分為類：一類是將放置于填料上端，僅靠自身重力將填料壓緊的填料限定裝置，稱為填料壓板；一類是將填料限定在塔壁上，稱為床層限定板。每類又有不同的形式，最常用的有填料壓緊柵板、壓緊網(wǎng)板、905型金屬壓板等壓緊裝置，填料壓板常用于陶瓷填料，以免陶瓷填料發(fā)生移動撞擊，造成填料破碎。床層限定板多用于金屬散裝、塑料散裝及所有規(guī)整填料，以防止由于填料層膨脹，改變其開始堆積狀態(tài)而造成的流體分布不均勻的現(xiàn)象。本任務(wù)選用柵板式壓板，高6mm，直徑0.89m。該壓板使用較廣泛。塔頂除霧器由于氣體在塔頂離開填料塔時，帶有大量的液沫和霧滴

29、，為回收這部分液相，經(jīng)常需要在頂設(shè)置除沫器。根據(jù)本吸收塔的特點(diǎn)，此處用折板除霧器。其結(jié)構(gòu)簡單有效，除霧板由的角鋼組成，板間橫向距離為25cm，垂直流過的氣速可按下式計算：（K=0.0850.10,本設(shè)計中取 K=0.095）所需除霧板組的橫斷面為 封頭與法蘭 封頭選擇高為130mm；法蘭選用長200mm,厚60mm;（5）吸收塔的流體力學(xué)參數(shù)計算； 吸收塔的壓力降（填料層壓力降的計算）可以利用Eckert關(guān)聯(lián)圖計算：【1】根據(jù)以上兩數(shù)值在資料中確定塔的操作點(diǎn)，此點(diǎn)位于之間，用內(nèi)插法估值可求得每米填料層的壓強(qiáng)降約為則，.氣體動能因子吸收塔內(nèi)氣體動能因子氣體動能因子在常用的范圍內(nèi)。4、吸收塔主要接

30、管的尺寸計算常壓塔氣體進(jìn)出口管氣速可取1030m/s，液體進(jìn)出口流速可取0.53.0m/s（必要時可大些）。液體進(jìn)料接管本設(shè)計采用直管進(jìn)料管查輸送流體用地縫鋼管：GB8163-87得：可選用熱軋無縫鋼管管徑為【1】管內(nèi)實際流速為氣體進(jìn)料接管查輸送流體用地縫鋼管：GB8163-87得：可選用熱軋無縫鋼管管徑為【1】管內(nèi)實際氣體流速為吸收劑輸送管路直徑及管路計算根據(jù)管材規(guī)范，選擇型的熱軋無縫管道，內(nèi)徑為d=83mm【1】其實際流速為 氣體進(jìn)出口壓力降氣體的進(jìn)出口接管內(nèi)徑為154mm，則氣體進(jìn)出口流速為14.92m/s離心泵的計算與選擇查摩擦系數(shù)與雷諾準(zhǔn)數(shù)及相對粗糙度關(guān)系圖可知根據(jù)填料塔高及泵的大體位置，管路長度取14m三個90彎頭，三個截止閥（全開）選用IS80-65-125型泵【1】汽蝕余量：3.03.5m【1】30時水的飽和蒸汽壓【1】【1】由于本設(shè)計中吸收劑使用的是水，因而，采用清水泵。通過計算可知，吸收塔所要求的壓頭不是很高，所以采用普通的單級單吸式即可，本設(shè)計中選用的型號為IS80-65-125,其具體參數(shù)如下：【1】轉(zhuǎn)速n/(r/min)流量/