填料吸收塔課程設(shè)計(jì)

1、填料吸收塔課程設(shè)計(jì)第1頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四第一節(jié) 概述填料吸收塔是化學(xué)工業(yè)中最常用的氣液傳質(zhì)設(shè)備之一。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于用耐腐蝕材料制造以及壓降小等優(yōu)點(diǎn)，采用新型高效填料可以獲得很好的經(jīng)濟(jì)效果，常用于吸收、精餾等分離過程。本講以填料吸收塔為例，介紹其設(shè)計(jì)方法。在設(shè)計(jì)吸收裝置時(shí)，必須事先規(guī)定或已知： 在單位時(shí)間所應(yīng)處理的氣體總量； 氣體組成； 被吸收組分的吸收率或排出氣體的濃度； 所使用的吸收液； 操作溫度和壓力。第2頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四吸收的分類吸收溶質(zhì)與溶劑是否發(fā)生顯著的化學(xué)反應(yīng)化學(xué)吸收物理吸收混合氣體進(jìn)入液相的組分單

2、組分吸收多組分吸收過程進(jìn)行中溫度的變化情況等溫吸收非等溫吸收我們的設(shè)計(jì)任務(wù)均為單組分、等溫的物理吸收過程第3頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四10氣體出口裝置9液體進(jìn)口裝置8液體分布裝置7填料壓緊裝置6填料5塔體4液體再分布器3填料支承板2液體出口裝置1氣體進(jìn)口編號(hào)名 稱第4頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四一般設(shè)計(jì)過程和步驟 吸收劑的選擇 決定操作溫度和壓力 確定氣液平衡關(guān)系； 選擇液氣比和確定流程； 選擇填料 計(jì)算塔徑和填料層高度； 壓力損失計(jì)算；塔內(nèi)輔助裝置的選擇和計(jì)算；第5頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四第二節(jié) 設(shè)計(jì)計(jì)

3、算過程一、吸收流程的確定二、填料的選擇三、基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)整理四、物料衡算五、填料塔的工藝尺寸的計(jì)算六、填料層壓降計(jì)算七、塔內(nèi)輔助裝置的選擇和計(jì)算第6頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四參考資料賈紹義，柴誠敬主編.化工原理課程設(shè)計(jì)（化工傳遞與單元操作課程設(shè)計(jì)）.天津：天津大學(xué)出版社，2002匡國柱，史啟才主編.化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計(jì).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001第7頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四1.填料支承結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)涂偉平，陳佩珍，程達(dá)芬編.化工過程及設(shè)備設(shè)計(jì).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000：103-106.2 .填料塔附屬設(shè)備的設(shè)計(jì)E.E.路德

4、維希編.化工裝置實(shí)用工藝設(shè)計(jì)（第2卷）.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000：321-329.3.制圖標(biāo)準(zhǔn)魏崇光，鄭曉梅主編.化工工程制圖（化工制圖）.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1994：10-14，66-71.劉雪暖，湯景凝主編.化工原理課程設(shè)計(jì).山東：石油大學(xué)出版社，2001：112-121.4.丙酮-水相平衡常數(shù)湯金石主編.化工原理課程設(shè)計(jì).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1990：210.5.容器法蘭的選擇董達(dá)勤主編.化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)（二版）.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1994：324-325第8頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四6.填料塔附屬設(shè)備的設(shè)計(jì)湯金石主編.化工原理課程設(shè)計(jì).北京

5、：化學(xué)工業(yè)出版社，1990：225-233.7.擴(kuò)散系數(shù)的計(jì)算劉光啟，馬連湘，邢志有主編.化工物性算圖手冊(cè).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002：694-695，7128.吸收塔的設(shè)計(jì)匡國柱，史啟才主編.化工單元過程及設(shè)備過程設(shè)計(jì).北京：化學(xué)工業(yè)出版社：249-299.9.填料塔內(nèi)件的計(jì)算王樹楹主編.現(xiàn)代填料塔技術(shù)指南.北京：中國石化出版社，1998：163-201.10.填料塔結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)劉雪暖，湯景凝主編.化工原理課程設(shè)計(jì).山東：石油大學(xué)出版社，2001：92-106.11.筒體和封頭的設(shè)計(jì)魏崇光，鄭曉梅主編.化工工程制圖（化工制圖）.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1994：183-196.第9頁，共86

6、頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四用例題說明計(jì)算過程例：礦石焙燒爐送出的氣體冷卻到25后送入填料塔中，用20清水洗滌以除去其中的SO2。入塔的爐氣流量為2400m3/h，其中SO2的摩爾分率為0.05，要求SO2的吸收率為95%。吸收塔常壓操作，因該過程液氣比很大，吸收溫度基本不變，可近似取為清水的溫度。第10頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四一、設(shè)計(jì)流程的確定根據(jù)氣、液兩相流動(dòng)方向的不同，分為逆流操作和并流操作兩類，工業(yè)上常采用逆流操作。除了少數(shù)情況只需單獨(dú)進(jìn)行吸收外，一般需對(duì)吸收后的溶液繼以脫吸，使溶劑再生，循環(huán)使用。因此，除了吸收塔以外，還需與其他設(shè)備一

7、道組成一個(gè)完整的吸收-脫吸流程。第11頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四洗油脫除煤氣中粗苯流程簡(jiǎn)圖第12頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四吸收塔過程的原則流程1-吸收塔；2-富液泵；3-貧液泵；4-解吸塔第13頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四小結(jié) 根據(jù)題目條件，采用清水做吸收劑 為提高傳質(zhì)效率，選用逆流吸收 采用單塔吸收、部分溶劑循環(huán)的吸收流程第14頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四二、填料的選擇長(zhǎng)期的研究，開發(fā)出許多性能優(yōu)良的填料，如圖是幾種填料的形狀。拉西環(huán)鮑爾環(huán)弧鞍形填料矩鞍形填料網(wǎng)環(huán)波紋填料結(jié)構(gòu)階

8、梯環(huán)金屬鞍環(huán)第15頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四拉西環(huán)鮑爾環(huán)階梯環(huán)環(huán)第16頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四按填料結(jié)構(gòu)及其使用方式可以分為散堆填料和規(guī)整填料。規(guī)整填料格柵填料格里奇格柵填料、網(wǎng)孔格柵填料、蜂窩格柵填料等 波紋填料金屬絲網(wǎng)波紋填料、金屬孔板波紋填料、金屬壓延孔板波紋填料脈沖填料脈沖填料散堆填料拉西環(huán)拉西環(huán)填料鮑爾環(huán)金屬鮑爾環(huán)填料、塑料鮑爾環(huán)填料、改型鮑爾環(huán)填料 階梯環(huán)金屬填料、塑料階梯環(huán)弧鞍填料弧鞍填料 矩鞍填料瓷質(zhì)、聚丙烯矩鞍填料環(huán)矩鞍填料金屬環(huán)矩鞍填料球形填料聚丙烯浮球填料、多面空心填料第17頁，共86頁，2022年，5月20日

9、，6點(diǎn)14分，星期四1.填料的幾何特性 比表面積單位體積填料的填料表面積稱為比表面積，以 a 表示，其單位為m2/m3。填料的比表面積愈大，所提供的氣液傳質(zhì)面積愈大。因此，比表面積是評(píng)價(jià)填料性能優(yōu)劣的一個(gè)重要指標(biāo)。 空隙率單位體積填料中的空隙體積稱為空隙率，以 表示，其單位為m3/m3，或以%表示。填料的空隙率越大，氣體通過的能力越大且壓降低。因此，空隙率是評(píng)價(jià)填料性能優(yōu)劣的又一重要指標(biāo)。第18頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四1.填料的幾何特性 填料因子填料的比表面積與空隙率三次方的比值，即a/ 3，稱為填料因子，以 表示，其單位為1/m。填料因子分為干填料因子與濕填料

10、因子，填料未被液體潤(rùn)濕時(shí)的 a/3 稱為干填料因子，它反映填料的幾何特性；填料被液體潤(rùn)濕后，填料表面覆蓋了一層液膜，a和 均發(fā)生相應(yīng)的變化，此時(shí)的a/ 3 稱為濕填料因子，它表示填料的流體力學(xué)性能，值越小，表明流動(dòng)阻力越小。第19頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四2.填料的性能評(píng)價(jià)填料性能的優(yōu)劣通常根據(jù)效率、通量及壓降三要素衡量。在相同的操作條件下，填料的比表面積越大，氣液分布越均勻，表面的潤(rùn)濕性能越好，則傳質(zhì)效率越高；填料的空隙率越大，結(jié)構(gòu)越開敞，則通量越大，壓降亦越低。采用模糊數(shù)學(xué)方法對(duì)九種常用填料的性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)，得出如下表所示的結(jié)論。填料名稱評(píng)估值語言值排序絲網(wǎng)波

11、紋填料0.86很好1孔板波紋填料0.61相當(dāng)好2金屬Intalox0.59相當(dāng)好3金屬鞍形環(huán)0.57相當(dāng)好4金屬階梯環(huán)0.53一般好5金屬鮑爾環(huán)0.51 一般好6瓷Intalox0.41 較好 7瓷鞍形環(huán)0.38略好8瓷拉西環(huán)0.36略好9第20頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四3.填料種類的選擇填料種類的選擇要考慮分離工藝的要求，通?？紤]以下幾個(gè)方面：(1) 傳質(zhì)效率要高 一般而言，規(guī)整填料的傳質(zhì)效率高于散裝填料(2) 通量要大在保證具有較高傳質(zhì)效率的前提下，應(yīng)選擇具有較高泛點(diǎn)氣速或氣相動(dòng)能因子的填料(3) 填料層的壓降要低(4) 填料抗污堵性能強(qiáng)，拆裝、檢修方便第21

12、頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四4.填料規(guī)格的選擇填料規(guī)格是指填料的公稱尺寸或比表面積。 散裝填料規(guī)格的選擇 工業(yè)塔常用的散裝填料主要有DN16、DN25、DN38、DN50、DN76等幾種規(guī)格。同類填料，尺寸越小，分離效率越高，但阻力增加，通量減少，填料費(fèi)用也增加很多。而大尺寸的填料應(yīng)用于小直徑塔中，又會(huì)產(chǎn)生液體分布不良及嚴(yán)重的壁流，使塔的分離效率降低。因此，對(duì)塔徑與填料尺寸的比值要有一規(guī)定，一般塔徑與填料公稱直徑的比值D/d應(yīng)大于8。第22頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四4.填料規(guī)格的選擇（2）規(guī)整填料規(guī)格的選擇工業(yè)上常用規(guī)整填料的型號(hào)和規(guī)格

13、的表示方法很多，國內(nèi)習(xí)慣用比表面積表示，主要有125、150、250、350、500、700等幾種規(guī)格，同種類型的規(guī)整填料，其比表面積越大，傳質(zhì)效率越高，但阻力增加，通量減少，填料費(fèi)用也明顯增加。選用時(shí)應(yīng)從分離要求、通量要求、場(chǎng)地條件、物料性質(zhì)及設(shè)備投資、操作費(fèi)用等方面綜合考慮，使所選填料既能滿足技術(shù)要求，又具有經(jīng)濟(jì)合理性。應(yīng)予指出，一座填料塔可以選用同種類型，同一規(guī)格的填料，也可選用同種類型不同規(guī)格的填料；可以選用同種類型的填料，也可以選用不同類型的填料；有的塔段可選用規(guī)整填料，而有的塔段可選用散裝填料。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)靈活掌握，根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)一的原則來選擇填料的規(guī)格。第23頁，共86頁，2022年

14、，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四5.填料材質(zhì)的選擇填料的材質(zhì)分為陶瓷、金屬和塑料三大類。(1)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)格便宜，具有很好的表面潤(rùn)濕性能，質(zhì)脆、易碎是其 最大缺點(diǎn)。在氣體吸收、氣體洗滌、液體萃取等過程中應(yīng)用較為普遍。(2)塑料填料塑料填料的材質(zhì)主要包括聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）及聚氯乙烯（PVC）等，國內(nèi)一般多采用聚丙烯材質(zhì)。塑料填料的耐腐蝕性能較好，可耐一般的無機(jī)酸、堿和有機(jī)溶劑的腐蝕。其耐溫性良好，可長(zhǎng)期在100C以下使用。塑料填料質(zhì)輕、價(jià)廉，具有良好的韌性，耐沖擊、不易碎，可以制成薄壁結(jié)構(gòu)。它的通量大、壓降低，多用于吸收、解吸、萃取、除塵等裝

15、置中。塑料填料的缺點(diǎn)是表面潤(rùn)濕性能差，但可通過適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚韥砀纳破浔砻鏉?rùn)濕性能。第24頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四5.填料材質(zhì)的選擇(3)金屬填料金屬填料可用多種材質(zhì)制成，選擇時(shí)主要考慮腐蝕問題。碳鋼填料造價(jià)低，且具有良好的表面潤(rùn)濕性能，對(duì)于無腐蝕或低腐蝕性物系應(yīng)優(yōu)先考慮使用；不銹鋼填料耐腐蝕性強(qiáng)，一般能耐除Cl 以外常見物系的腐蝕，但其造價(jià)較高，且表面潤(rùn)濕性能較差，在某些特殊場(chǎng)合（如極低噴淋密度下的減壓精餾過程），需對(duì)其表面進(jìn)行處理，才能取得良好的使用效果；鈦材、特種合金鋼等材質(zhì)制成的填料造價(jià)很高，一般只在某些腐蝕性極強(qiáng)的物系下使用。一般來說，金屬填料可制成薄壁

16、結(jié)構(gòu)，它的通量大、氣體阻力小，且具有很高的抗沖擊性能，能在高溫、高壓、高沖擊強(qiáng)度下使用，應(yīng)用范圍最為廣泛。第25頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四小結(jié)對(duì)于水吸收SO2的過程，操作溫度及操作壓力較低，工業(yè)上通常選用塑料散裝填料。在塑料散裝填料中，塑料階梯環(huán)填料的綜合性能較好，故此選用DN38聚丙烯階梯環(huán)填料第26頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四三、基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)整理1. 液相物性數(shù)據(jù)2. 氣相物性數(shù)據(jù)3. 氣液相平衡數(shù)據(jù)第27頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四液相物性數(shù)據(jù)對(duì)于低濃度吸收過程，溶液的物性數(shù)據(jù)可近似取純水的物性數(shù)據(jù)。由

17、手冊(cè)查得，20時(shí)水的有關(guān)物性數(shù)據(jù)如下： 密度： 粘度： 表面張力： SO2在水中的擴(kuò)散系數(shù)：第28頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四2. 氣相物性數(shù)據(jù) 混合氣體的平均摩爾質(zhì)量： 混合氣體的平均密度： 混合氣體的粘度可近似取空氣的粘度，查手冊(cè)得20空氣的粘度為： 查手冊(cè)得SO2在空氣中的擴(kuò)散系數(shù)為：第29頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四3. 氣液相平衡數(shù)據(jù) 由手冊(cè)查得：常壓下20時(shí)SO2在水中的亨利系數(shù)： 相平衡常數(shù)為： 溶解度系數(shù)為：第30頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四四、物料衡算（求最小液氣比）1. 物料衡算與吸收操作線

18、方程2.吸收劑用量對(duì)操作線的影響3.最小液氣比第31頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四1. 物料衡算與吸收操作線方程 或操作線方程：第32頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四2.吸收劑用量對(duì)操作線的影響第33頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四3.最小液氣比由圖解得 若 則 或 所以 操作液氣比 第34頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四 進(jìn)塔氣相摩爾比： 出塔氣相摩爾比： 進(jìn)塔惰性氣相流量： 該過程屬低濃度吸收，平衡關(guān)系為直線，最小液氣比可按下式計(jì)算，即： 對(duì)于純吸收過程，進(jìn)塔液相組成為: 第35頁，共86頁，

19、2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四 取操作液氣比為：第36頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四五、填料塔的工藝尺寸的計(jì)算1. 填料塔塔徑的計(jì)算1.1 泛點(diǎn)氣速的計(jì)算1.2 塔徑的計(jì)算及校核2. 填料層高度的計(jì)算2.1氣相總傳質(zhì)單元高度的計(jì)算2.2氣相總傳質(zhì)單元數(shù)的計(jì)算第37頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四1. 填料塔塔徑的計(jì)算填料塔的直徑D與操作空塔氣速u及氣體體積流量Vs之間存在以下關(guān)系：式中：D 塔徑，m; Vs氣體體積流量，m3/s; u 操作空塔氣速，m/s第38頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四1.1 泛點(diǎn)氣速

20、的計(jì)算液泛氣速為操作氣速的最大極限速度，所以操作氣速必須小于液泛氣速，一般取操作氣速為液泛氣速的50%80%，即泛點(diǎn)率（操作氣速與液泛氣速的比值）約為0.50.8。若泛點(diǎn)率小，操作氣速小，壓力降小，能耗低，操作彈性大；但塔徑增大，設(shè)備投資高，生產(chǎn)能力低，同時(shí)不利于氣、液充分接觸，致使分離效率低若泛點(diǎn)率取值過大，壓力降大，能耗多，且操作不平穩(wěn)，難以控制，分離效果更差。因此，泛點(diǎn)率應(yīng)根據(jù)具體情況而定。大多數(shù)情況下，泛點(diǎn)率應(yīng)選在0.60.8之間。第39頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四（1）散堆填料泛點(diǎn)氣速的計(jì)算常用?？颂兀‥ckert）泛點(diǎn)氣速關(guān)聯(lián)圖進(jìn)行計(jì)算，該關(guān)聯(lián)圖是以X為

21、橫坐標(biāo)，以Y為縱坐標(biāo)進(jìn)行關(guān)聯(lián)的。其中：式中：提示：實(shí)驗(yàn)填料因子的選取見參考教材第40頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四Ecket泛點(diǎn)關(guān)聯(lián)圖第41頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四（2）規(guī)整填料泛點(diǎn)氣速的計(jì)算參考文獻(xiàn)：匡國柱，史啟才主編.化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計(jì).北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2002.1:263265圖書館找第42頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四本例中：氣相質(zhì)量流量為：液相質(zhì)量流量可近似按純水的流量計(jì)算，即Eckert通用關(guān)聯(lián)圖的橫坐標(biāo)為：查圖5-21得：查表5-11得：取第43頁，共86頁，2022年，5月20日，

22、6點(diǎn)14分，星期四1.2 塔徑的計(jì)算及校核塔徑的計(jì)算：塔徑的圓整：塔徑（D）圓整間隔舉例70050或100如：600、650、700700D1000100如：700、800、900D1000200如：1000、1200、1400單位：mm圓整后D=1200mm第44頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四（1）泛點(diǎn)率校核第45頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四（2）填料規(guī)格校核填料種類D/d的推薦值拉西環(huán)2030鞍環(huán)15鮑爾環(huán)1015階梯環(huán)8環(huán)矩鞍8第46頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四（3）液體噴淋密度校核填料塔的液體噴淋密度是指

23、單位時(shí)間、單位塔截面上液體的噴淋量，其計(jì)算式為：式中：U液體噴淋密度，m3/(m2h); Lh液體噴淋量，m3/h; D填料塔直徑，m為使填料能獲得良好的潤(rùn)濕，塔內(nèi)液體噴淋量應(yīng)不低于某一極限值，此極限值稱為最小噴淋密度，以Umin表示式中：Umin最小噴淋密度，m3/(m2h); (LW)min最小潤(rùn)濕密度，m3/h; at填料的總比面積，m2/m3散裝填料最小噴淋密度計(jì)算公式第47頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四最小潤(rùn)濕速率是指在塔的截面上，單位長(zhǎng)度的填料周邊的最小液體體積流量。其值可由經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，也可采用一些經(jīng)驗(yàn)值。對(duì)于直徑不超過75mm的散裝填料，可取最小潤(rùn)濕速

24、率(LW)min為0.08m3/(mh);對(duì)于直徑大于75mm的散裝填料，可取 (LW)min為0.12m3/(mh)。對(duì)于規(guī)整填料，其最小噴淋密度可從有關(guān)填料手冊(cè)中查得，設(shè)計(jì)中，通常取Umin=0.2第48頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四2. 填料層高度的計(jì)算采用傳質(zhì)單元數(shù)法計(jì)算，其基本公式為：第49頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四2.1 氣相總傳質(zhì)單元數(shù)的計(jì)算計(jì)算氣相總傳質(zhì)單元數(shù)有三種方法： 對(duì)數(shù)平均推動(dòng)力法此方法適用于平衡線為直線時(shí)的情況，其解析式為：Y1=Y1-Y1*，為塔底氣相傳質(zhì)推動(dòng)力，Y1*為與X1相平衡的氣相摩爾比， Y1*= m

25、X1Y2=Y2-Y2*，為塔頂氣相傳質(zhì)推動(dòng)力，Y2*為與X2相平衡的氣相摩爾比， Y2*= mX2第50頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四（2） 脫吸因素法此方法適用于平衡線為直線時(shí)的情況，其解析式為：式中 為脫吸因數(shù)。為方便計(jì)算，以S為參數(shù)，為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)，在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)上標(biāo)繪上式的函數(shù)關(guān)系，得到右圖所示的曲線。此圖可方便地查出值。第51頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四（3）圖解法此方法適用于平衡線為曲線時(shí)的情況。第52頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四此例采用“脫吸因素法”求解脫吸因素為：氣相總傳質(zhì)單元數(shù)為：第53頁，共

26、86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四2.1 氣相總傳質(zhì)單元高度的計(jì)算普遍采用修正的恩田（Onde）公式求取第54頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四修正的恩田公式只適用于u0.5uF的情況，當(dāng)u0.5uF時(shí)，需按p144的公式進(jìn)行校正第55頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四本例題計(jì)算過程略，計(jì)算的填料層高度為Z=6m.對(duì)于散裝填料，一般推薦的分段高度為：填料類型h/Dhmax拉西環(huán)2.54m鞍環(huán)586m鮑爾環(huán)5106m階梯環(huán)8156m環(huán)矩鞍8156m第56頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四六、填料層壓降計(jì)算散裝填料的

27、壓降值可由埃克特通用關(guān)聯(lián)圖計(jì)算。先根據(jù)氣液負(fù)荷及有關(guān)數(shù)據(jù)，求出橫坐標(biāo)值，再根據(jù)操作孔塔氣速u及有關(guān)物性數(shù)據(jù)，求出縱坐標(biāo)值。通過作圖得出交點(diǎn) ，讀出交點(diǎn)的等壓線數(shù)值，即得到每米填料層壓降值。第57頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四Ecket泛點(diǎn)關(guān)聯(lián)圖第58頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四七、塔內(nèi)輔助裝置的選擇和計(jì)算1 液體分布器2 填料塔附屬高度3 填料支承板4 填料壓緊裝置5 液體進(jìn)、出口管6 液體除霧器7 筒體和封頭8 手孔9 法蘭10 液體再分布裝置 第59頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四1 液體分布器匡國柱:第六章 吸

28、收過程工藝設(shè)計(jì)第三節(jié) 填料塔的工藝設(shè)計(jì)四、液體初始分布器工藝設(shè)計(jì)（p215）第九章 塔設(shè)備的機(jī)械設(shè)計(jì)第三節(jié) 填料塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、液體分布器（p317） 第60頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四第61頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四第62頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四2 填料塔附屬高度匡國柱:第六章 吸收過程工藝設(shè)計(jì)第三節(jié) 填料塔的工藝設(shè)計(jì)三、填料塔高度的計(jì)算（p215）第63頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四10氣體出口裝置9液體進(jìn)口裝置8液體分布裝置7填料壓緊裝置6填料5塔體4液體再分布器3填料支承板

29、2液體出口裝置1氣體進(jìn)口編號(hào)名 稱第64頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四3 填料支承及壓緊裝置匡國柱:第六章 吸收過程工藝設(shè)計(jì)第三節(jié) 填料塔的工藝設(shè)計(jì)八、填料支承及壓緊裝置（p222）第九章 塔設(shè)備的機(jī)械設(shè)計(jì)第三節(jié) 填料塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)三、填料支承板（p321） 第65頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四第66頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四柵板 ：優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低；缺點(diǎn)是柵板間的開孔容易被散裝填料擋住，使有效開孔面積減小。第67頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四4 填料壓緊裝置填料壓緊和限位裝置安裝在填

30、料層頂部，用于阻止填料的流化和松動(dòng)，前者為直接壓在填料之上的填料壓圈或壓板，后者為固定于塔壁的填料限位圈。第68頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四5 液體進(jìn)、出口管匡國柱:第四章 列管換熱器零、部件的工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第一節(jié) 列管換熱器零、部件的工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)五、接管（p101）第五章 精餾過程工藝設(shè)計(jì)第七節(jié) 精餾過程系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例六、管路設(shè)計(jì)及泵的選擇（p192）第九章 塔設(shè)備的機(jī)械設(shè)計(jì)第四節(jié) 輔助裝置及附件二、進(jìn)出料接管 附錄七 輸送流體用無縫鋼管常用規(guī)格品種 （p376） 第69頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四（1）塔頂蒸汽出口管 （2）液相進(jìn)料管（3

31、）塔底出料管（4）氣相進(jìn)料管 GB/T8163-1999流體輸送用無縫鋼管 GB/T17395-1998無縫鋼管尺寸、外形、重量及允許偏差 第70頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四6 液體除霧器匡國柱:第六章 吸收過程工藝設(shè)計(jì)第三節(jié) 填料塔的工藝設(shè)計(jì)七、除沫裝置（p221）第九章 塔設(shè)備的機(jī)械設(shè)計(jì)第四節(jié) 輔助裝置及附件一、絲網(wǎng)除沫器（p325） 第71頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四HG/T 21618-1998 絲網(wǎng)除沫器第72頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四7 筒體和封頭第73頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)1

32、4分，星期四第74頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四（1）筒體的設(shè)計(jì)選用標(biāo)準(zhǔn)：筒體（JB1153-73） （2）封頭的設(shè)計(jì) 選用標(biāo)準(zhǔn)：選取橢圓形封頭（JB1153-73）附錄六 橢圓形封頭（p373） 第75頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四8 人孔和手孔HGT 21514-2005 鋼制人孔和手孔的類型與技術(shù)條件第76頁，共86頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)14分，星期四9 法蘭（1）管法蘭的選擇選用標(biāo)準(zhǔn)：HG20593-97 板式平焊鋼制管法蘭（歐洲體系）（2）容器法蘭的選擇選用標(biāo)準(zhǔn)：JB/T4701-2000 甲型平焊法蘭 匡國柱:第四章 列管換熱器零、部件的工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第三節(jié) 其他結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、法蘭選用（p122