水吸收丙酮填料塔設(shè)計(jì)化工課程設(shè)計(jì)1

1、 課程名稱(chēng): _填料塔設(shè)計(jì)_ 設(shè)計(jì)題目: _水吸收丙酮_ 院 系: _ 化學(xué)學(xué)院_ 學(xué)生姓名: _ 荊卓_ 學(xué) 號(hào): _ 200907134_ 專(zhuān)業(yè)班級(jí): _化藝093班_ 指導(dǎo)教師: _張玉潔_ 化工原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)（一） 設(shè)計(jì)題目：水吸收空氣中的丙酮填料塔的工藝設(shè)計(jì)（二） 設(shè)計(jì)條件1生產(chǎn)能力:每小時(shí)處理混合氣體9000Nm3 /h2設(shè)備形式:填料塔3操作壓力：101.3KPa4操作溫度:298K5進(jìn)塔混合氣體中含丙酮4%（體積比）6丙酮的回收率為99%7每年按330天計(jì)，每天按24小時(shí)連續(xù)生產(chǎn)8建廠(chǎng)地址：蘭州地區(qū)9要求每米填料的壓降都不大于10Pa。（三） 設(shè)計(jì)步驟及要求1確定設(shè)計(jì)方案（

2、1）流程的選擇（2）初選填料的類(lèi)型（3）吸收劑的選擇2查閱物料的物性數(shù)據(jù)（1）溶液的密度、粘度、表面張力、氨在水中的擴(kuò)散系數(shù)（2）氣相密度、粘度、表面張力、氨在空氣中的擴(kuò)散系數(shù)（3）丙酮在水中溶解的相平衡數(shù)據(jù)3物料衡算（1）確定塔頂、塔底的氣流量和組成（2）確定泛點(diǎn)氣速和塔徑（3）校核D/d>810（4）液體噴淋密度校核：實(shí)際的噴淋密度要大于最小的噴淋密度。4填料層高度計(jì)算5填料層壓降核算如果不符合上述要求重新進(jìn)行以上計(jì)算 6填料塔附件的選擇（1）液體分布裝置（2）液體再分布裝置（3）填料支撐裝置（4）氣體的入塔分布. (四）參考資料1、 化工原理課程設(shè)計(jì) 賈紹義 柴誠(chéng)敬 天津科學(xué)技術(shù)出

3、版2、 現(xiàn)代填料塔技術(shù) 王樹(shù)盈 中國(guó)石油出版3、 化工原理 夏清 天津科學(xué)技術(shù)出版（五）計(jì)算結(jié)果列表（見(jiàn)下頁(yè)）參數(shù)符號(hào)單位計(jì)算結(jié)果操作條件平均壓力PKPa101.3平均溫度TK298平均流率氣相V353.27液相L1978.14丙酮的濃度c塔頂4%塔底物性參數(shù)平均密度氣相1.23液相997.043平均黏度0.189平均表面張力932731.2主要工藝結(jié)構(gòu)尺寸填料的類(lèi)型塑料階梯環(huán)填料的規(guī)格空塔氣速2.037泛點(diǎn)氣速2.909塔徑Dm1.4填料層高度Z'm18氣膜傳質(zhì)系數(shù) 0.06液膜傳質(zhì)系數(shù)0.97總傳質(zhì)系數(shù)壓降Pa5643.59操作液氣比3.11最小噴淋密度10.6實(shí)際噴淋密度U12.

4、90 目錄1. 概述與設(shè)計(jì)方案的確定- 7 -1.1填料塔簡(jiǎn)述- 7 -1.2設(shè)計(jì)方案的確定- 7 -1.2.1裝置流程的確定- 7 -1.2.2填料的選擇- 8 -1.2.3 吸收劑的選擇- 10 -2. 設(shè)計(jì)計(jì)算- 10 -2.1基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)- 11 -2.1.1 液相物性數(shù)據(jù)- 11 -2.1.2氣相物性數(shù)據(jù)- 11 -2.2 物料衡算- 12 -2.3填料塔的工藝尺寸的計(jì)算- 13 -2.4填料層高度計(jì)算- 14 -2.5填料層壓降計(jì)算- 17 -3. 填料塔附件的選擇- 17 -3.1 液體分布器簡(jiǎn)要設(shè)計(jì)- 17 -3.2 液體分布器的選擇- 18 -3.2.1液體分布器的選型- 1

5、8 -3.2.2分布點(diǎn)密度計(jì)算- 18 -3.3輔助設(shè)備的計(jì)算及選型- 19 -3.3.1填料支承設(shè)備- 19 -3.3.2填料壓緊裝置- 20 -3.3.3液體再分布裝置- 20 -除沫裝置- 20 -4. 結(jié)論- 21 -5.參考文獻(xiàn)- 21 -6.附錄- 21 - 1. 概述與設(shè)計(jì)方案的確定1.1填料塔簡(jiǎn)述 塔設(shè)備在化工、石油化工、生物化工、醫(yī)藥、食品等生產(chǎn)過(guò)程中廣泛應(yīng)用的汽液傳質(zhì)設(shè)備1。其作用實(shí)現(xiàn)氣液相或液液相之間的充分接觸，從而達(dá)到相際間進(jìn)行傳質(zhì)及傳熱的過(guò)程。根據(jù)塔內(nèi)氣液接觸部件的結(jié)構(gòu)形式，可將塔設(shè)備分為兩大類(lèi)：板式塔和填料塔。板式塔內(nèi)沿塔高度裝有若干層塔板，液體靠重力作用由頂部逐板

6、流向塔釜，并在各塊板面上形成流動(dòng)的液層，氣體靠壓強(qiáng)差推動(dòng)，由塔底向上依次穿過(guò)各塔板上的液層而流向塔頂。氣液兩相在塔內(nèi)進(jìn)行逐級(jí)接觸，兩相組成沿塔高呈階梯式變化。填料塔則在塔體內(nèi)裝填填料，液體由上而下流動(dòng)中在填料上分布匯合，氣體則在填料縫隙中向上流動(dòng)。填料為氣液傳質(zhì)提供了較大的氣液接觸面積。2填料塔的基本特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，壓力降小，傳質(zhì)效率高，便于采用耐腐蝕材料制造等，對(duì)于熱敏性及容易發(fā)泡的物料，更顯出其優(yōu)越性。過(guò)去，填料塔多推薦用于0.60.7m以下的塔徑。近年來(lái)，隨著高效新型填料和其他高性能塔內(nèi)件的開(kāi)發(fā)，以及人們對(duì)填料流體力學(xué)、放大效應(yīng)及傳質(zhì)機(jī)理的深入研究，使填料塔技術(shù)得到了迅速發(fā)展。31.2設(shè)

7、計(jì)方案的確定裝置流程的確定 吸收裝置的流程主要有以下幾種。4 塔內(nèi)氣液兩相流動(dòng)方式可以是逆流也可以是并流。通常采用逆流操作，氣體自塔低通入，液體從塔頂灑下，因此溶液從塔底流出前與剛進(jìn)入塔的氣相接觸，可使溶液的濃度盡量提高，經(jīng)吸收后的氣體從塔頂排除前與剛?cè)胨囊后w接觸，又可使出塔氣體中溶質(zhì)濃度盡量降低。在逆流操作下，在相同的進(jìn)出口組成條件下，逆流吸收流程具有較大的平均傳質(zhì)推動(dòng)力，可以減少設(shè)備尺寸，提高吸收率和吸收劑使用效率，可以實(shí)現(xiàn)多級(jí)理論級(jí)操作，氣體凈化程度較高，常在工業(yè)上應(yīng)用。而并流吸收流程是氣液兩相均從塔頂流向塔底，只有一個(gè)理論級(jí)操作，氣體凈化程度不很高，但卻可以避免塔的液泛現(xiàn)象。吸收劑部

8、分再循環(huán)操作在逆流操作系統(tǒng)中，用泵將吸收塔排出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)，即為部分再循環(huán)操作。通常用于已下情況：當(dāng)吸收劑用量較小，為提高塔的液體噴淋密度；對(duì)于非等溫吸收過(guò)程，為控制塔內(nèi)的溫升，需取出一部分熱量。該流程特別適宜于平衡常數(shù)m很小的情況，通過(guò)吸收液的部分再循環(huán)，提高吸收劑的使用效率。多塔串聯(lián)操作若設(shè)計(jì)的填料層高度過(guò)大，或由于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(gè)串聯(lián)的塔內(nèi)，每個(gè)吸收塔通過(guò)的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)需留較大空間，輸液，噴淋，支撐板等輔助裝置增加，使設(shè)備投資加大。串并聯(lián)混合操作若吸收處理的液量很

9、大，如果用通常的流程，則液體在塔內(nèi)的噴淋密度過(guò)大，操作氣速勢(shì)必很?。ǚ駝t易引起液泛），塔的生產(chǎn)能力很低。實(shí)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(guò)程處理的液量不大而氣相流量很大時(shí)，可采用液相作串聯(lián)，氣相作并聯(lián)的混合流程。根據(jù)以上述說(shuō)和本設(shè)計(jì)條件應(yīng)選擇:逆流吸收流程填料的選擇 填料塔的基本特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，壓力降小，傳質(zhì)效率高，便于采用耐腐蝕材料制造等，對(duì)于熱敏性及容易發(fā)泡的物料，更顯出其優(yōu)越性。填料的選擇包括填料的種類(lèi)、規(guī)格及材質(zhì)等。所選的填料既要滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝的要求，又要使設(shè)備投資和操作費(fèi)用低。幾種典型的散裝填料：填料類(lèi)型基本分為：散裝填料和規(guī)整填料一.散裝填料散裝填料是一個(gè)個(gè)具

10、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(chēng)為亂堆填料或顆粒填料。散裝填料根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)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?，F(xiàn)介紹幾種較為典型的散裝填料: 拉西環(huán)填料、鮑爾環(huán)填料、階梯環(huán)填料、弧鞍填料、矩鞍填料、金屬環(huán)矩鞍填料、球形填料。 a.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)。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。b.鮑爾環(huán)填料 鮑爾環(huán)填料是對(duì)拉西環(huán)的改進(jìn)，在拉西環(huán)的側(cè)壁上開(kāi)出兩排長(zhǎng)方形的窗孔，被切開(kāi)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

11、，諸舌葉的側(cè)邊在環(huán)中心相搭。鮑爾環(huán)由于環(huán)壁開(kāi)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。c.矩鞍填料填料 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(shí)不會(huì)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(guó)內(nèi)絕大多數(shù)應(yīng)用瓷拉西環(huán)的場(chǎng)合，均已被瓷矩鞍填料所取代。d.階梯環(huán)填料 階梯環(huán)填料是對(duì)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(gè)錐形翻邊。由于高徑比減少，使得氣體繞填料外壁的平

12、均路徑大為縮短，減少了氣體通過(guò)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(xiàn)接觸為主變成以點(diǎn)接觸為主，這樣不但增加了填料間的空隙，同時(shí)成為液體沿填料表面流動(dòng)的匯集分散點(diǎn)，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。e.金屬環(huán)矩鞍填料 金屬環(huán)矩鞍填料 環(huán)矩鞍填料（國(guó)外稱(chēng)為Intalox）是兼顧環(huán)形和鞍形結(jié)構(gòu)特點(diǎn)而設(shè)計(jì)出的一種新型填料，該填料一般以金屬材質(zhì)制成，故又稱(chēng)為金屬環(huán)矩鞍填料。環(huán)矩鞍填料將環(huán)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)。二.規(guī)整填料 規(guī)整填料是按一定的幾何構(gòu)形排列

13、，整齊堆砌的填料。規(guī)整填料種類(lèi)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。 a.格柵填料 格柵填料是以條狀單元體經(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)荷大及防堵等場(chǎng)合。 b.波紋填料 波紋填料目前工業(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(pán)狀填料，波紋與塔軸的傾角有30°和45°兩種，組裝時(shí)相鄰兩波紋板反向靠疊。各盤(pán)填料垂直裝于塔內(nèi)，相鄰的兩盤(pán)填料間交錯(cuò)9

14、0°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(lèi)，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(jià)高，但因其性能優(yōu)良仍得到了廣泛的應(yīng)用。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(jià)高。c.脈沖填料 脈沖填料是由帶縮頸的中空棱柱形個(gè)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(huì)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(guò)時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)烈的湍

15、動(dòng)。在縮頸段，氣速最高，湍動(dòng)劇烈，從而強(qiáng)化傳質(zhì)。在擴(kuò)大段，氣速減到最小，實(shí)現(xiàn)兩相的分離。流道收縮、擴(kuò)大的交替重復(fù)，實(shí)現(xiàn)了“脈沖”傳質(zhì)過(guò)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。填料材質(zhì)分為：陶瓷填料、塑料填料及金屬填料a.陶瓷填料 陶瓷填料具有很好的耐腐蝕性及耐熱性，陶瓷填料價(jià)格低廉，具有很好的表面濕潤(rùn)性能，質(zhì)脆、易碎是其最大缺點(diǎn)。b.塑料填料 在溫度較低時(shí)塑料能長(zhǎng)期操作而不發(fā)生變形，價(jià)格低廉，性能良好。一般多采用聚丙烯材質(zhì)?？赡鸵话銦o(wú)機(jī)酸、堿和有機(jī)溶劑腐蝕。質(zhì)輕具有良好的韌性，耐沖擊不易碎，可以制成薄壁結(jié)構(gòu)。通量大壓降低，但表面濕潤(rùn)性差，可以通過(guò)適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚韥?lái)改善其表面濕

16、潤(rùn)性能。c.金屬填料 一般耐高溫，但不耐腐蝕，能在高溫、高壓及高沖擊強(qiáng)度下使用，應(yīng)用范圍廣通量大，氣體阻力小但價(jià)高且不容易清理。根據(jù)填料材質(zhì)比較應(yīng)選：聚丙烯塑料的階梯環(huán)填料規(guī)格為50mm×25 mm×1.5 mm，其主要參數(shù)如下：公稱(chēng)直徑DN mm外徑×高×厚 d ×h ×,mm 比表面積 m2/m3空隙率 %個(gè)數(shù)n m-3堆積密度pKg/m3干填料因子 m-15050×25×1.5114.292.71074054.81431.2.3 吸收劑的選擇 對(duì)于吸收操作，選擇適宜的吸收劑，具有十分重要的意義。其對(duì)吸收操作過(guò)

17、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(wèn)題：1對(duì)溶質(zhì)的溶解度大。2對(duì)溶質(zhì)有較高的選擇性。3.揮發(fā)度要低。4再生性能好。5吸收劑的黏度小，有利于氣液兩相接觸良好，提高傳質(zhì)速率。6吸收劑應(yīng)具有良好化學(xué)穩(wěn)定性好，不易燃，無(wú)腐蝕性，無(wú)毒，易得，廉價(jià)等特點(diǎn)。 用水吸收丙酮屬易溶氣體的吸收過(guò)程為提高傳質(zhì)效率，選用逆流吸收過(guò)程。因用水作吸收劑，若丙酮不作為產(chǎn)品，則采用純?nèi)軇?；若丙酮作為產(chǎn)品，則采用含一定丙酮的水溶液。現(xiàn)以純?nèi)軇槔M(jìn)行設(shè)計(jì)。對(duì)于水吸收丙酮的過(guò)程，操作溫度及操作壓力較低，塑料可耐一般的酸堿腐蝕，所以工業(yè)上通常選用塑料散裝填料。在塑料散裝填料中，階梯環(huán)填料氣體通量大

18、、流動(dòng)阻力小、傳質(zhì)效率高，故此選用DN50聚丙烯階梯環(huán)填料。本設(shè)計(jì)采用水做吸收劑。2. 設(shè)計(jì)計(jì)算2.1基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)2.1.1 液相物性數(shù)據(jù) 對(duì)低濃度吸收過(guò)程，溶液的物性資料可近似取純水的物性數(shù)據(jù)。由手冊(cè) 1 查得，25時(shí)水的有關(guān)物性資料如下：密度為 =997.043kg/m粘度為 表面張力為 =71.97dyN/cm=932731.2kg/h查手冊(cè) 2 丙酮在水中的擴(kuò)散系數(shù)為 ： 3 式中 丙酮在水中的擴(kuò)散系數(shù)，T溫度，K；溶液的黏度，；容積的摩爾質(zhì)量，；溶質(zhì)的摩爾體積，溶劑的締合因子（水為2.26）=1.276m/s=4.594m/h氣相物性數(shù)據(jù)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為 =M=0.0458+

19、0.9629=30.16kg/kmol 混合氣體的平均密度為 =1.23kg/m 混合氣體的粘度可近似取為空氣的粘度，由化工原理（上冊(cè)）附錄五查得30 空氣的粘度為 =1.83510Pa=0.066kg/(m)查手冊(cè)并計(jì)算得丙酮在空氣中的擴(kuò)散系數(shù)為 D=0.109cm/s=0.03924m/h擴(kuò)散系數(shù)，；P總壓強(qiáng)，；T溫度，K；分別為AB兩種物質(zhì)的摩爾質(zhì)量，kg/kmol；分別為A，B兩物質(zhì)的分子體積，2.1.3氣液相平衡數(shù)據(jù)化工單元操作設(shè)計(jì)手冊(cè)(化學(xué)工業(yè)部化學(xué)工程設(shè)計(jì)技術(shù)中心站主編)表2-1查得常壓下25時(shí)丙酮在水中的亨利系數(shù)為 4 相平衡常數(shù)為 溶解度系數(shù)：=0.26kmol/(kPa)2

20、.2 物料衡算進(jìn)塔氣相摩爾比為 Y=0.042出塔氣相摩爾比為 Y=Y(1-)=0.042(1-0.99)=0.00042丙酮的回收率（99%） 進(jìn)塔惰性氣體流量為 V=353.37kmol/h該吸收過(guò)程屬低濃度吸收，平衡關(guān)系為直線(xiàn)，最小液氣比可按下式計(jì)算，即 對(duì)于純?nèi)軇┪者^(guò)程，進(jìn)塔液相組成為 ()=2.07由題意知，操作液氣比為 1.5=3.11吸收劑進(jìn)塔流量L=353.373.11=1098.98kmol/hV(Y-Y)=L(X-X) 出塔液相組成X=0.0134 2.3填料塔的工藝尺寸的計(jì)算 塔徑計(jì)算 采用Eckert通用關(guān)聯(lián)圖計(jì)算泛點(diǎn)氣速。 氣相品質(zhì)流量為: w=9000/h 液相品

21、質(zhì)流量可近似按純水的流量計(jì)算，即 W=18/h Eckert通用關(guān)聯(lián)圖的橫坐標(biāo)為: 查通用關(guān)聯(lián)圖得: 查散裝填料泛點(diǎn)填料因子平均值表得 取 (對(duì)于散裝填料,其泛點(diǎn)率的經(jīng)驗(yàn)值為0.85) 由 D=圓整塔徑，取D=1.4m泛點(diǎn)率校核：u=/s%=56%(在允許范圍內(nèi))填料規(guī)格校核： >10(滿(mǎn)足要求)液體噴淋密度校核：對(duì)于直徑不超過(guò)75mm的散裝填料,取最小潤(rùn)濕速為 查常用 5 散裝填料的特性參數(shù)表得化原下冊(cè)表35查得:比表面積:/m 最小噴淋密度:U/mU=>U經(jīng)以上校核可知，填料塔直徑選用D=1400mm合理。 2.4填料層高度計(jì)算 =2.088×0.0134=0.028

22、0=0脫吸因子為 S=氣相總傳質(zhì)單元數(shù)為 N = =7.45氣相總傳質(zhì)單元高度采用修正的恩田關(guān)系型計(jì)算： 查常見(jiàn)材質(zhì)的臨界便面張力值表得 6 水表面張力為 /cm =932731.2kg/h（聚氯乙烯）水粘度為液體品質(zhì)通量為 G/(m)氣膜吸收系數(shù)由下式計(jì)算： 氣體品質(zhì)通量為 G/(m) k =0.06kmol/(m)液膜吸收系數(shù)由下式計(jì)算： k =0.0095=13.18m/h由 ，查常見(jiàn)填料的形狀系數(shù)表得 （開(kāi)孔環(huán)）則 k/(m) k/h >50%由 =1+9.5(0.56-0.5) =1.00kmol/(m， =1+2.6(0.56-0.5) =142.59/h K/(m)由 H由

23、 Z=H.=2.34填料層高度為18m 2.5填料層壓降計(jì)算采用Eckert通用關(guān)聯(lián)圖計(jì)算填料層壓降橫坐標(biāo)為 查散裝填料壓降填料因子平均值表得 縱坐標(biāo)為 查埃克特通用關(guān)聯(lián)圖得 填料層壓降為 3. 填料塔附件的選擇3.1 液體分布器簡(jiǎn)要設(shè)計(jì) 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(duì)填料塔效率影響很大，分布器的設(shè)計(jì)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(mǎn)意的分離效果。因而液體分布器的設(shè)計(jì)十分重要。特別對(duì)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

24、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(jì)液體分布器主要是決定這些參數(shù)的結(jié)構(gòu)尺寸。對(duì)液體分布器的選型和設(shè)計(jì)，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(lèi)較多，有多種不同的分類(lèi)方法，一般多以液體流動(dòng)的推動(dòng)力或按結(jié)構(gòu)形式分。若按流動(dòng)推動(dòng)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

25、可分為：溢流盤(pán)式液體分布器和溢流槽式液體分布器。83.2 液體分布器的選擇該吸收塔液相負(fù)荷較大，而氣相負(fù)荷相對(duì)較小，根據(jù)本吸收的要求和物系的性質(zhì)可選用槽式液體分布器。液體分布器的選型液體負(fù)荷較小，故選用排管式噴淋器分布點(diǎn)密度計(jì)算按Eckert建議值，D為1400mm時(shí)，可取n=246點(diǎn)/m2 7 噴淋密度=246×(0.785×1.42)=70， 得布液點(diǎn)數(shù)n=70，布液計(jì)算：由 式中 ：小孔直徑，m n：布液點(diǎn)個(gè)數(shù)，個(gè) ：孔流系數(shù)（雷諾數(shù)大于1000的情況下，可取0.600.62） g：重力加速度，m/s2 h：液位高度，m取，則 因?yàn)橐后w負(fù)荷較小，所以可采用排管式噴淋器

26、得布液點(diǎn)數(shù)n=70，噴淋密度=70/(0.785×0.72)=246點(diǎn)/m2查手冊(cè)【 8 】塔直徑 主管直徑 排數(shù)（支管） 排管外緣直徑 最大流量m3/h700 50 4 660 7支承板型號(hào) 支承板外徑 支承板分塊數(shù) 支承板圈厚度 支承板圈寬度梁型氣體噴 680 2 10 40射式支承板進(jìn)氣管：進(jìn)出口氣速按1215m/s設(shè)計(jì)取14m/s計(jì)算：查手冊(cè)得：用一般中低壓無(wú)縫鋼管：液體進(jìn)料管：流速按35計(jì)算3.3輔助設(shè)備的計(jì)算及選型填料支承設(shè)備 填料支承板分為兩類(lèi)：氣液逆流通過(guò)平板型支承板，板上有篩孔或柵板式;氣體噴射型，分為圓柱升氣管式的氣體噴射型支承板和梁式氣體噴射型支承板。常用的填料

27、支承裝置有柵板型和駝峰型及各種具有氣升管結(jié)構(gòu)的支承板。如圖：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(dòng)時(shí)填料層發(fā)生松動(dòng)，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(lèi)：一類(lèi)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(chēng)為填料壓板；一類(lèi)是將填料限定在塔壁上，稱(chēng)為床層限定板。填料壓板常用于陶瓷填料，以免陶瓷填料發(fā)生移動(dòng)撞擊，造成填料破碎。床層限定板多用于金屬和塑料填料，以防止由于填料層膨脹，改變其初始堆積狀態(tài)而造成的流體分布不均勻的現(xiàn)象。一般要求壓板和限制板自由截面分率大于70%。液體再分布裝置 為使流向塔

28、壁的液體能重新流回塔中心部位，一般在液體流過(guò)一定高度的填料層后裝置一個(gè)液體再分布器。液體再分布器形狀如漏斗，在液體再分布器側(cè)壁裝有若干短管，使近塔壁的上升氣流通過(guò)短管與中心氣流匯合，以利氣流沿塔截面均勻分布。液體在亂堆填料層內(nèi)向下流動(dòng)時(shí)，有偏向塔壁流動(dòng)的現(xiàn)象，偏流往往造成塔中心的填料不被潤(rùn)濕，降低表面利用率。對(duì)于此填料塔而言，為了提干塔效率，故將其填料分為三層，根據(jù)再分布器各種規(guī)格的使用范圍，最簡(jiǎn)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(jiǎn)單，安裝方便。除沫裝置除沫裝置安裝在液體再分布器上方，用以除去出氣口氣流中的液滴。由于氨氣溶于水中易于產(chǎn)生泡沫為了防止泡沫隨出氣管排出，影響吸收效率，采用除沫裝置，根據(jù)除沫裝置類(lèi)型的使用范圍，該填料塔選取絲網(wǎng)除沫器。4. 結(jié)論 通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，讓我對(duì)水吸收丙酮填料塔的設(shè)計(jì)方案和填料塔設(shè)計(jì)的基本過(guò)程的設(shè)計(jì)方法、步驟、思路、有一定的了解與認(rèn)識(shí)。在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，基本