課程設計非等溫填料吸收塔

1、2022-4-1912022-4-192 為了使尿素生產廠合成氨放空氣中的有害物為了使尿素生產廠合成氨放空氣中的有害物質質NH3 達到國家環(huán)保廢氣排放標準，需設計達到國家環(huán)保廢氣排放標準，需設計一吸收填料塔，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，為達到國家環(huán)保尾氣排放標準，處理后放空為達到國家環(huán)保尾氣排放標準，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:同學同學們各自根據放空氣初始濃度，確定吸收率）。們各自根據放空氣初始濃度，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、 物質名物質名 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、傳質單元高度HOG的計算 1.傳質系數kg計算 因為氨在H2O中溶解度很大，所以用水吸收氨的過程是氣膜控制過程。即 根據經驗關聯式 KY=ky=PkggGkK0 .23/17 .0)()()a(ptggGgtggtgdaDgGCDaRTk2022-4-1931 2.填料有效傳質比

3、表面積a 1）填料表面有效潤濕分率法； 2）Onda法。 3.傳質單元高度)()()()(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.氣液的進出口接管。7.除沫器、8.液封 強度計算和結構布置。 填料塔的設計在保證滿足工藝生產的前提下，要求結構尺寸合理、造價低廉、能耗小、操作穩(wěn)定可靠、適應性強、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：并聯并流與遞流；串聯并流與遞流；多塔有循環(huán)與無循環(huán)。 流量、溫度、壓力和濃度測量、控制點確定及測量控制方法和儀器儀表的類型型號。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，即裝填后整個床層結構均勻，有利于液體四周均勻分布，全方位地傳遞液體、聚壁效應小。 2.裝填整砌的填料是手工操作，費用較貴，一般應避免亂堆。濕法裝填，當填高一般超過0.6m時，為減少填料裝填降落時的破損，應采用濕法裝填。 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（工藝設計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、料的支承結構 填料層的設計是整個填料塔設計的核心。但附層結構設計好壞也會直接影響塔內氣液分布直接操作效率和生產能力。 填料支承結構滿足以下基本條件： 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，會產生掛液、阻氣、降低效率，甚至出現液流。2022-4-1937 2.有足夠的支承強度，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、機械振動、溫度波動等因素。 3.有一定的耐腐蝕性 柵板可制成整塊（當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

7、超過4.6 6.1m 2022-4-1938 三、液體噴淋裝置設備設計P147 保證每25cm2有一個噴點或（5D）2個噴點 噴淋裝置設計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構材料。 2022-4-1939 四、液體再分布裝置 針對聚壁現象，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、氣流入塔的分布結構 應防止淋下的液體進入氣管中，氣體分散均勻液體出口：能方便排出液體，同時又能對氣體起到液封的作用。氣體出口要保證氣體暢通，同時能盡量除去氣體夾帶的液體霧沫。 六、附屬設備 泵，風機的計算與選型 2022-4-1940圖6-26 液體噴淋裝置圖6-27 管式液體分布裝置ab2b1 對于整砌填料，因趨壁效應不大，不必安裝液體再分布器。 1)截錐形液體再分布器圖328a為一個倒置的短錐體，它將塔壁附近的液體導流至塔的中央.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