填料塔設(shè)計(jì)流程

填料塔（吸收塔）的課程設(shè)計(jì)引言一、構(gòu)造二、優(yōu)點(diǎn)、應(yīng)用三、設(shè)計(jì)的要求四、設(shè)計(jì)的具體步驟構(gòu)造塔體塔填料塔內(nèi)件填料塔總體結(jié)構(gòu)簡圖1-氣體出口2-液體人口3-液體分布裝置4-塔殼5-填料6-液體再分布器7-填料8-支承柵板9氣體人口10-液體出口優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單、阻力小、加工容易、耐腐蝕、吸收效果好、裝置靈活應(yīng)用1、硝酸、硫酸吸收塔2、二氧化硫、二氧化碳回收塔設(shè)計(jì)的要求保證實(shí)現(xiàn)工藝指標(biāo)結(jié)構(gòu)尺寸合理操作故障少價(jià)格低廉維修方便能耗省設(shè)計(jì)方案的選定填料選擇填料吸收塔工藝計(jì)算填料塔的輔助構(gòu)件設(shè)計(jì)的具體步驟設(shè)計(jì)方案的選定一、布置工藝流程吸收裝置的工藝的流程布置指氣體和液體進(jìn)出吸收塔的流向安排。主要有以下幾種1、逆流操作2、并流操作3、吸收劑部分再循環(huán)操作4、單塔或多塔操作二、選擇適宜的吸收劑

吸收劑性能的優(yōu)劣，是決定吸收操作效果的關(guān)鍵之一，選擇吸收劑應(yīng)著重考慮以下幾方面。1、溶解度大2、選擇性好3、揮發(fā)度低4、黏度低5、對設(shè)備的腐蝕性小或無腐蝕性，盡可能無毒6、價(jià)廉、易得、穩(wěn)定、可再生、不易燃、經(jīng)濟(jì)和安全三、操作溫度與壓力1、溫度

大多數(shù)物理吸收，氣體溶解過程是放熱的。溫度降低可提高溶質(zhì)組分的溶解度，即減少吸收劑液面上的平衡分壓，有利于吸收。所以要確定適宜的溫度。2、壓力

操作總壓力提高，溶質(zhì)氣體分壓提高，加大吸收的推動力，減少吸收劑的單位消耗量，有利于吸收。所以要確定適宜的壓力。VBY2LSX2VBY2LSX2四、吸收劑劑用量對全塔進(jìn)行行物料衡算算:VB(Y1-Y2)=LS(X1-X2)整理得:VB=LS(X1-X2）/（Y1-Y2)注意:VB、LS、X1、X2、Y1、Y2的含義義和具體的的單位，不能忽忽視！填料選擇選擇填料的的特點(diǎn)：1、有較大的的比表面積積2、較高的孔孔隙率3、結(jié)構(gòu)要敞敞開4、死角要小小5、液體的再再分布效能能好6、對填料的的類型、材材質(zhì)、尺寸寸選擇合理理一、填料的的類型（一）顆粒粒型填料：：一般為為濕法和和干法亂堆堆的散裝填填料1、拉西環(huán)：結(jié)構(gòu)簡單單、制造容容易、價(jià)格格低廉、塔塔內(nèi)易產(chǎn)生生壁流效應(yīng)應(yīng)和內(nèi)部溝溝流。2、鮑爾環(huán)：：對氣流阻阻力小、通通量大、傳傳質(zhì)效率高高、彈性大大。3、鞍型填料料：床層均均勻、空隙隙率達(dá)、對對氣流阻力力較拉西環(huán)環(huán)小、傳質(zhì)質(zhì)效率高。。4、階梯壞：：傳質(zhì)效率率高5、金屬環(huán)矩矩鞍:有利于汽液液通過、內(nèi)內(nèi)部死角少少、壁流減減少、氣流流阻力小、、通量大、、效率高。。（二）規(guī)整整填料：是是由若干形形狀和幾何何尺寸相同同單元組成成的填料1、波紋網(wǎng)填填料：空隙隙率大、比比表面積大大、流通量量大、阻力力小、濕潤潤率高、操操作范圍寬寬、持液量量小。2波紋板填料料：格較波波紋網(wǎng)低、、剛度較大大。二、填料要要求（一）填料料尺寸（二）填料料材質(zhì)填料吸收收塔工藝藝計(jì)算一、物料料衡算與與操作線線方程（一）物物料衡算算：ＶＢ（Ｙ１－Ｙ２）＝ＬＳ（Ｘ１－Ｘ２）（二）操操作線方方程：Ｙ＝（ＬＬＳ/ＶＢ）Ｘ＋{Ｙ２－（ＬＳ/ＶＢ）Ｘ２}注意：該該線斜率率、通過過的點(diǎn)以以及各字字母的含含義。二、最小吸吸收劑用量量與吸收劑劑用量（ＬＳ/ＶＢ）ｍｉｎ＝＝ｎ（ＬＳ/ＶＢ）三、塔經(jīng)計(jì)計(jì)算U=安全系數(shù)×泛點(diǎn)氣速uf式中氣體體體積流量VS有設(shè)計(jì)任務(wù)務(wù)給定。由上式可見見，計(jì)算塔徑的的核心問題題是確定空空塔氣速u1．空塔氣速速的確定1）泛點(diǎn)氣速速法泛點(diǎn)氣速是是填料塔操操作氣速的的上限，填填料塔的操操作空塔氣氣速必須小小于泛點(diǎn)氣氣速，操作空塔氣氣速與泛點(diǎn)點(diǎn)氣速之比比稱為泛點(diǎn)點(diǎn)率。對于散裝填填料，其泛泛點(diǎn)率的經(jīng)經(jīng)驗(yàn)值為：：對于規(guī)整填填料，其泛泛點(diǎn)率的經(jīng)經(jīng)驗(yàn)值為：：泛點(diǎn)率的選選擇主要考考慮填料塔塔的操作壓壓力和物系系的發(fā)泡程程度兩方面面的因素。。設(shè)計(jì)中，，對于加壓壓操作的塔塔，應(yīng)取較較高的泛點(diǎn)點(diǎn)率；對于于減壓操作作的塔，應(yīng)應(yīng)取較低的的泛點(diǎn)率；；對易起泡泡沫的物系系，泛點(diǎn)率率應(yīng)取低限限值；而無無泡沫的物物系，可取取較高的泛泛點(diǎn)率。泛點(diǎn)氣速可可用經(jīng)驗(yàn)方方程式計(jì)算算，亦可用用關(guān)聯(lián)圖求求取。(1）貝恩（Bain）－霍根（（Hougen）關(guān)聯(lián)式填料的泛點(diǎn)點(diǎn)氣速可由由貝恩－霍霍根關(guān)聯(lián)式式計(jì)算，即即式中常數(shù)A和K與填料的形形狀及材質(zhì)質(zhì)有關(guān)．不不同類型填填料的A、K值列于表中中。由上式計(jì)算算泛點(diǎn)氣速速，誤差在在15％以內(nèi)。A、K值(2）埃?？丝颂靥兀ǎ‥ckert）通通用用關(guān)關(guān)聯(lián)聯(lián)圖圖計(jì)算算時(shí)時(shí)，，先先由由氣氣液液相相負(fù)負(fù)荷荷及及有有關(guān)關(guān)物物性性數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)求求出出橫橫坐坐標(biāo)標(biāo)的的值值，，然然后后作作垂垂線線與與相相應(yīng)應(yīng)的的泛泛點(diǎn)點(diǎn)線線相相交交，，再再通通過過交交點(diǎn)點(diǎn)作作水水平平線線與與縱縱坐坐標(biāo)標(biāo)相相交交，，求求出出縱縱坐坐標(biāo)標(biāo)值值。。此此時(shí)時(shí)所所對對應(yīng)應(yīng)的的u即為為泛泛點(diǎn)點(diǎn)氣氣速速uF。應(yīng)予予指指出出，，用用埃?？丝颂靥赝ㄍㄓ糜藐P(guān)關(guān)聯(lián)聯(lián)圖圖計(jì)計(jì)算算泛泛點(diǎn)點(diǎn)氣氣速速時(shí)時(shí)，，所所需需的的填填料料因因子子為為液液泛泛時(shí)時(shí)的的濕濕填填料料因因子子，，稱稱為為泛泛點(diǎn)點(diǎn)填填料料因因子子，，以以ΦF表示示。。泛泛點(diǎn)點(diǎn)填填料料因因子子ΦF與液液沐沐噴噴淋淋密密度度有有關(guān)關(guān)，，為為了了工工程程計(jì)計(jì)算算的的方方便便，，常常采采用用與與液液體體噴噴淋淋密密度度無無關(guān)關(guān)的的泛泛點(diǎn)點(diǎn)填填料料因因子子平平均均值值。。下下表表列列出出了了部部分分散散裝裝填填料料的的泛泛點(diǎn)點(diǎn)填填料料因因子子平平均均值值，，可可供供設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)中中參參考考2安全系數(shù)一般工業(yè)裝置置常用填料的的安全系數(shù)如如下。填料安安全系系數(shù)拉西環(huán)60%~80%矩鞍及鮑爾環(huán)環(huán)填料60%~85%對有氣泡傾向向的物系，安安全系數(shù)可取取45%~55%。也可根據(jù)生生產(chǎn)條件，有有可允許的壓壓力降反算出出適宜的氣速速。3．液體噴淋密密度的驗(yàn)算填料塔的液體體噴淋密度是是指單位時(shí)間間、單位塔截截面上液體的的噴淋量，其其計(jì)算式為：：為使填料能獲獲得良好的潤潤濕，塔內(nèi)液液體噴淋量應(yīng)應(yīng)不低于某一一極限值，此此極限值稱為為最小噴淋密密度，以Umin表示。對于散裝填料料，其最小噴噴淋密度通常常采用下式計(jì)計(jì)算，即：最小潤濕率是是指在塔的截截面上，單位位長度的填料料周邊的最小小液體體積流流量。其值可可由經(jīng)驗(yàn)公式式計(jì)算，也可可以采用一些些經(jīng)驗(yàn)值。對于直徑不超超過75mm的散裝填料，，可取最小潤潤濕速率為0.08m3/mh；對于直徑大大于75mm的散裝填料，，可取最小潤潤濕速率為0.12m3/mh。對于規(guī)整填料料，其最小噴噴淋密度可從從有關(guān)填料手手冊中查得，，設(shè)計(jì)中，通通常取Umin＝0.2。實(shí)際操作時(shí)采采用的液體噴噴淋密度應(yīng)大大于最小噴淋淋密度。若液液體噴淋密度度小于最小噴噴淋密度，則則需進(jìn)行調(diào)整整，重新計(jì)算算塔徑。四、填料高度度層計(jì)算填料層高度＝＝傳質(zhì)單元高高度×傳質(zhì)單元數(shù)（一）傳質(zhì)單單元數(shù)：１、吸收因數(shù)數(shù)法２、對數(shù)平均均推動力法（二）傳質(zhì)單單元高度（三）等板高高度法采用等板高度度法計(jì)算填料料層高度的基基本公式為：：1、理論板數(shù)公式見《化工單元過程程課程設(shè)計(jì)》75頁應(yīng)予指出，采采用上述方法法計(jì)算出填料料層高度后，，還應(yīng)留出一一定的安全系系數(shù)。根據(jù)設(shè)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，填填料層的設(shè)計(jì)計(jì)高度一般為為填料塔的的輔助構(gòu)構(gòu)件一、液體體分布器器作用：均均勻分布布液體，