氨氣填料吸收塔課程設(shè)計(jì)

..氨氣填料吸收塔課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)任務(wù)書1.設(shè)計(jì)題目試設(shè)計(jì)一座填料吸收塔采用清水吸收混于空氣中的氨氣?；旌蠚怏w的處理量為2000m3/h，其中含氨為8%〔體積分?jǐn)?shù)〕，混合氣體的進(jìn)料溫度為25℃。要求：①塔頂排放氣體中含氨低于0.05%〔體積分?jǐn)?shù)〕；2.操作條件〔1〕操作壓力：常壓〔2〕操作溫度：20℃〔3〕吸收劑用量為最小用量的1.8倍。3.填料類型填料類型選用聚丙烯階梯環(huán)填料。4.設(shè)計(jì)容〔1〕設(shè)計(jì)方案確實(shí)定和說明〔2〕吸收塔的物料衡算；〔3〕吸收塔的工藝尺寸計(jì)算；〔4〕填料層壓降的計(jì)算；〔5〕液體分布器簡要設(shè)計(jì)；〔6〕繪制液體分布器施工圖〔7〕吸收塔接收尺寸計(jì)算；〔8〕設(shè)計(jì)參數(shù)一覽表；〔9〕繪制生產(chǎn)工藝流程圖〔A3號(hào)圖紙〕；〔10〕繪制吸收塔設(shè)計(jì)條件圖〔A3號(hào)圖紙〕；〔11〕對(duì)設(shè)計(jì)過程的評(píng)述和有關(guān)問題的討論。目錄前言…………………11.水吸收氨氣填料塔工藝設(shè)計(jì)方案簡介…………41.1任務(wù)及操作條件…………………41.2設(shè)計(jì)案確實(shí)定…………………41.3填料的選擇…………………52.工藝計(jì)算…………62.1根底物性數(shù)據(jù)…………………62.1.1液相物性的數(shù)據(jù)………62.1.2氣相物性的數(shù)據(jù)………62.1.3氣液相平衡數(shù)據(jù)………62.1.4物料衡算………………72.2填料塔的工藝尺寸的計(jì)算……………………82.2.1塔徑的計(jì)算……………82.2.2填料層高度計(jì)算………92.2.3填料層壓降計(jì)算……………………122.2.4液體分布器簡要設(shè)計(jì)………………133.輔助設(shè)備的計(jì)算及選型……………………153.1填料支承設(shè)備……………153.2填料壓緊裝置………………163.3液體再分布裝置……………164.設(shè)計(jì)一覽表…………………175.后記………………186.參考文獻(xiàn)…………197.主要符號(hào)說明……………………208.附圖〔工藝流程簡圖、主體設(shè)備設(shè)計(jì)條件圖〕前言在煉油、石油化工、精細(xì)化工、食品、醫(yī)藥及環(huán)保等部門，塔設(shè)備屬于使用量大應(yīng)用面廣的重要單元設(shè)備。塔設(shè)備廣泛用于蒸餾、吸收、萃取、洗滌、傳熱等單元操作中。所以塔設(shè)備的研究一直是國外學(xué)者普遍關(guān)注的重要課題。在化學(xué)工業(yè)中，經(jīng)常需要將氣體混合物中的各個(gè)組分加以別離，其主要目的是回收氣體混合物中的有用物質(zhì)，以制取產(chǎn)品，或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)放空尾氣中的有害成分，以免污染空氣。吸收操作是氣體混合物別離方法之一，它是根據(jù)混合物中各組分在某一種溶劑中溶解度不同而到達(dá)別離的目的。塔設(shè)備按其構(gòu)造形式根本上可分為兩類；板式塔和填料塔。以前在工業(yè)生產(chǎn)中，當(dāng)處理量大時(shí)多用板式塔，處理量小時(shí)采用填料塔。近年來由于填料塔構(gòu)造的改良，新型的、高負(fù)荷填料的開發(fā)，既提高了塔的通過能力和別離效能又保持了壓降小、性能穩(wěn)定等特點(diǎn)。因此，填料塔已經(jīng)被推廣到大型氣、液操作中，在某些場合還代替了傳統(tǒng)的板式塔。如今，直徑幾米甚至幾十米的大型填料塔在工業(yè)上已非罕見。隨著對(duì)填料塔的研究和開發(fā)，性能優(yōu)良的填料塔必將大量用于工業(yè)生產(chǎn)中。綜合考察各別離吸收設(shè)備中以填料塔為代表，填料塔技術(shù)用于各類工業(yè)物系的別離,雖然設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在塔體及塔件等核心局部,但與之相配套的外部工藝和換熱系統(tǒng)應(yīng)視具體的工程特殊性作相應(yīng)的改良。例如在DMF回收裝置的擴(kuò)產(chǎn)改造工程中,要求利用原常壓塔塔頂蒸汽,工藝上可以在常壓塔及新增減壓塔之間采用雙效蒸餾技術(shù),到達(dá)降低能耗、提高產(chǎn)量的雙重效果，在硝基氯苯別離工程中;改原多塔精餾、兩端結(jié)晶工藝為單塔精餾、端結(jié)晶流程,并對(duì)富間硝基氯苯母液進(jìn)展精餾別離,獲得99%以上的間硝基氯苯,既提高產(chǎn)品質(zhì)量,又取得了降低能耗的技術(shù)效果。過程的優(yōu)缺點(diǎn)：別離技術(shù)就是指在沒有化學(xué)反響的情況下別離出混合物中特定組分的操作。這種操作包括蒸餾，吸收，解吸，萃取，結(jié)晶，吸附，過濾，蒸發(fā)，枯燥，離子交換和膜別離等。利用別離技術(shù)可為社會(huì)提供大量的能源，化工產(chǎn)品和環(huán)保設(shè)備，對(duì)國民經(jīng)濟(jì)起著重要的作用。為了使填料塔的設(shè)計(jì)獲得滿足別離要1求的最正確設(shè)計(jì)參數(shù)(如理論板數(shù)、熱負(fù)荷等)和最優(yōu)操作工況(如進(jìn)料位置、回流比等),準(zhǔn)確地計(jì)算出全塔各處的組分濃度分布(尤其是腐蝕性組分)、溫度分布、汽液流率分布等,常采用高效填料塔成套別離技術(shù)。而且,20世紀(jì)80年代以來,以高效填料及塔件為主要技術(shù)代表的新型填料塔成套別離工程技術(shù)在國受到普遍重視。由于其具有高效、低阻、大通量等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于化工、石化、煉油及其它工業(yè)部門的各類物系別離。氨是化工生產(chǎn)中極為重要的生產(chǎn)原料，但是其強(qiáng)烈的刺激性氣味對(duì)于人體安康和大氣環(huán)境都會(huì)造成破壞和污染，氨對(duì)接觸的皮膚組織都有腐蝕和刺激作用，可以吸收皮膚組織中的水分，使組織蛋白變性，并使組織脂肪皂化，破壞細(xì)胞膜構(gòu)造。氨的溶解度極高，所以主要對(duì)動(dòng)物或人體的上呼吸道有刺激和腐蝕作用，常被吸附在皮膚粘膜和眼結(jié)膜上，從而產(chǎn)生刺激和炎癥。可麻痹呼吸道纖毛和損害粘膜上皮組織，使病原微生物易于侵入，減弱人體對(duì)疾病的抵抗力。氨通常以氣體形式吸入人體，氨被吸入肺后容易通過肺泡進(jìn)入血液，與血紅蛋白結(jié)合，破壞運(yùn)氧功能。進(jìn)入肺泡的氨，少局部為二氧化碳所中和，余下被吸收至血液，少量的氨可隨汗液、尿液或呼吸排出體外。

短期吸入大量氨氣后會(huì)出現(xiàn)流淚、咽痛、咳嗽、胸悶、呼吸困難、頭暈、嘔吐、乏力等。假設(shè)吸入的氨氣過多，導(dǎo)致血液中氨濃度過高，就會(huì)通過三叉神經(jīng)末梢的反射作用而引起心臟的停搏和呼吸停頓，危及生命。

長期接觸氨氣，局部人可能會(huì)出現(xiàn)皮膚色素沉積或手指潰瘍等病癥；氨氣被呼入肺后容易通過肺泡進(jìn)入血液，與血紅蛋白結(jié)合，破壞運(yùn)氧功能。短期吸入大量氨氣后可出現(xiàn)流淚、咽痛、聲音嘶啞、咳嗽、痰帶血絲、胸悶、呼吸困難，可伴有頭暈、頭痛、惡心、嘔吐、乏力等，嚴(yán)重者可發(fā)生肺水腫、成人呼吸窘迫綜合癥，同時(shí)可能生呼吸道刺激病癥。因此，吸收空氣中的氨，防止氨超標(biāo)具有重要意義。因此，為了防止化學(xué)工業(yè)產(chǎn)生的大量的含有氨氣的工業(yè)尾氣直接排入大氣而造成空氣污染，需要采用一定方法對(duì)于工業(yè)尾氣中的氨氣進(jìn)展吸收，本次課程設(shè)計(jì)的目的是根據(jù)設(shè)計(jì)要求采用填料吸收塔吸收的方法來凈化含有氨氣的工業(yè)尾氣,使2其到達(dá)排放標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)采填料塔進(jìn)展吸收操作是因?yàn)樘盍峡梢蕴峁┚薮蟮臍庖簜髻|(zhì)面積而且填料外表具有良好的湍流狀況，從而使吸收過程易于進(jìn)展,而且，填料塔還具有構(gòu)造簡單、壓降低、填料易用耐腐蝕材料制造等優(yōu)點(diǎn)，從而可以使吸收操作過程節(jié)省大量人力和物力。利用混合氣體中各組分在同一種液體(溶劑)中溶解度差異而實(shí)現(xiàn)組分別離的過程稱為氣體吸收氣體吸收是一種重要的別離操作，它在化工生產(chǎn)中主要用來到達(dá)以下幾種目的。(1)別離混合氣體以獲得一定的組分。(2)除去有害組分以凈化氣體。(3)制備某種氣體的溶液。一個(gè)完整的吸收別離過程，包括吸收和解吸兩個(gè)局部。典型過程有單塔和多塔、逆流和并流、加壓和減壓等。31.水吸收氨氣填料塔工藝設(shè)計(jì)方案簡介1.1任務(wù)及操作條件=1\*GB3①混合氣(空氣、NH3)處理：2000；=2\*GB3②進(jìn)塔混合氣含NH38%(體積分?jǐn)?shù))；溫度:25℃；=3\*GB3③進(jìn)塔吸收劑(清水)的溫度:20℃；=4\*GB3④尾氣中氨氣含量為〔體積分?jǐn)?shù)〕：0.05%；=5\*GB3⑤操作壓力為常壓101.3kPa。1.2設(shè)計(jì)方案確實(shí)定在化學(xué)工業(yè)中，經(jīng)常需要將氣體混合物中的各個(gè)組分加以別離，其主要目的是回收氣體混合物中的有用物質(zhì)，以制取產(chǎn)品，或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)放空尾氣中的有害成分，以免污染空氣。吸收操作是氣體混合物別離方法之一，它是根據(jù)混合物中各組分在某一種溶劑中溶解度不同而到達(dá)別離的目的。氨是化工生產(chǎn)中極為重要的生產(chǎn)原料，但是其強(qiáng)烈的刺激性氣味對(duì)于人體安康和大氣環(huán)境都會(huì)造成破壞和污染，因此，為了防止化學(xué)工業(yè)產(chǎn)生的大量的含有氨氣的工業(yè)尾氣直接排入大氣而造成空氣污染，需要采用一定方法對(duì)于工業(yè)尾氣中的氨氣進(jìn)展吸收，本次化工原理課程設(shè)計(jì)的目的是根據(jù)設(shè)計(jì)要求采用常壓常溫下填料吸收塔吸收的方法來凈化含有氨氣的工業(yè)尾氣，使其到達(dá)排放標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)采用填料塔進(jìn)展吸收操作是因?yàn)樘盍峡梢蕴峁┚薮蟮臍庖簜髻|(zhì)面積而且填料外表具有良好的湍流狀況，從而使吸收過程易于進(jìn)展，而且，填料塔還具有構(gòu)造簡單、壓降低、填料易用耐腐蝕材料制造等優(yōu)點(diǎn)，從而可以使吸收操作過程節(jié)省大量人力和物力。1.3填料的選擇塔填料〔簡稱為填料〕是填料塔的核心構(gòu)件，它提供了氣、液兩相相接觸傳質(zhì)與傳熱的外表，其性能優(yōu)劣是決定填料塔操作性能的主要因素。填料的比外表積越大，氣液分布也就越均勻，傳質(zhì)效率也越高，它與塔件一起決定了填料塔的性4質(zhì)。因此，填料的選擇是填料塔設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。塔填料的選擇包括確定填料的種類、規(guī)格及材料。填料的種類主要從傳質(zhì)效率、通量、填料層的壓降來考慮，填料規(guī)格的選擇常要符合填料的塔徑與填料公稱直徑比值D/d。散裝填料是一個(gè)個(gè)具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，又稱為亂堆填料或顆粒填料。散裝填料根據(jù)構(gòu)造特點(diǎn)不同，可分為環(huán)形填料、鞍形填料、環(huán)鞍形填料及球形填料等。拉西環(huán)鮑爾環(huán)階梯環(huán)弧鞍形填料矩鞍形填料塑料填料的材質(zhì)主要包括聚丙烯、聚乙烯及聚氯乙烯等，國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，可長期在100℃以下使用。綜上所述，用水吸收氨氣是在t=20℃，P=101.3kPa的條件下進(jìn)展的，其操作溫度及操作壓力較低，考慮到耐溶劑的腐蝕和價(jià)廉，所以工業(yè)上選用塑料散裝填料。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DN50聚丙烯階梯環(huán)填料。表1聚丙烯塑料階梯環(huán)填料特性數(shù)據(jù)公稱直徑外徑×高×厚，比外表積空隙率個(gè)數(shù)堆積密度ρp，kg/m3干填料因子at/ε3，m-1干填料因子5050×25×1.5114.292.71074054.81438052工藝計(jì)算2.1根底物性數(shù)據(jù)2.1.1液相物性的數(shù)據(jù)對(duì)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)。由手冊(cè)查的，20℃水的有關(guān)物性數(shù)據(jù)如下：密度：ρ1=998.2Kg／m3粘度：μL=1.005mPa·S=0.001Pa·S=3.6Kg／〔m·h〕外表力：σL=72.6dyn／cm=940896Kg／h2氨氣在水中的擴(kuò)散系數(shù)：DL=1.80×10-9m2/s=1.80×10-9×3600m2/h=6.480×10-6m2/h2.1.2氣相物性的數(shù)據(jù)〔進(jìn)塔混合氣體溫度為25℃〕混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為MVM=ΣyiMi=0.080×17+0.920×29=28.04g/mol混合氣體的平均密度為ρvm==101.3×28.04／(8.314×298)=1.146Kg／m3混合氣體的粘度可近似取為空氣的粘度，查手冊(cè)得25℃空氣的粘度為μV=1.835×10—5Pa·s=0.066Kg／〔m·h〕查化工原理教材得氨氣在25℃空氣中的擴(kuò)散系數(shù)為Dv=0.236cm2/s=0.236×10^-4m2/s2.1.3氣液相平衡數(shù)據(jù)20下氨在水中的溶解度系數(shù)：,常壓下20℃時(shí)亨利系數(shù)：=998.2／(0.725×18.02)=76.40Kpa相平衡常數(shù)：62.1.4物料衡算進(jìn)塔氣相摩爾比：Y1==0.080/〔1—0.080〕=0.0870出塔氣相摩爾比：Y2=0.0005/〔1—0.0005〕=0.000500進(jìn)塔惰性氣相流量：V=2000/22.4×273/〔273+25〕×〔1—0.080〕=75.252Kmol/h該吸收過程屬低濃度吸收，平衡關(guān)系為直線，最小液氣比可按下式計(jì)算，即：〔〕min=對(duì)純?nèi)軇┪者^程，進(jìn)塔液相組成為X2=0，那么〔〕min=〔0.0870—0.000500〕／[0.087／(0.754—0)]=0.750取操作液氣比為最小液氣比1.8倍，那么=1.8×0.750=1.350，因此L=1.350×75.252=101.59Kmol/h由全塔物料衡算得：V〔Y1—Y2〕=L〔X1—X2〕，得X1=75.252×(0.087—0.000500)/101.59=0.064液氣比：Wl/Wv=101.59×18.02/〔1.146×2000〕=0.79872.2填料塔的工藝尺寸的計(jì)算2.2.1塔徑的計(jì)算考慮到填料塔塔的壓力降,塔的操作壓力為101.3塔徑氣相質(zhì)量流量為：=2000×1.146=2292.0Kg/h液相質(zhì)量流量可近似按純水的流量計(jì)算，即:=101.59×18.02=1830.65㎏/hEckert通用關(guān)聯(lián)圖的橫坐標(biāo)為圖1填料塔泛點(diǎn)和壓降的通用關(guān)聯(lián)圖〔引自"化工原理"教材〕8圖中、——分別為氣液相流率，、——分別為氣液相密度，——液相粘度，——液相密度核正系數(shù)——實(shí)驗(yàn)測取的填料因子，各種填料的Φ值載于填料性能表中g(shù)——重力加速度查圖1得查表得取由圓整塔徑，取D=0.5m〔常用的標(biāo)準(zhǔn)塔徑為400、500、600、700、800、1000、1200、1400、1600、2000、2200〕泛點(diǎn)率校核：在允許圍填料規(guī)格校核：液體噴淋密度校核：因填料為50mm×25mm×1.5mm,塔徑與填料尺寸之比大于8，固取最小潤濕速度為〔Lw〕min=0.08m3/(m·h)，查常用散裝填料的特性參數(shù)表，得at=114.2m2/m3Umin=〔LW〕min·at=0.08×114.2=9.136m3／m2·hU=101.59×18.02／998.2／〔0.785×0.52〕=9.345>Umin經(jīng)以上校核可知，填料塔直徑選用D=500mm合理。92.2.2填料層高度計(jì)算查表知，0，101.3下，在空氣中的擴(kuò)散系數(shù)：由，那么20℃，101.3下，在空氣中的擴(kuò)散系數(shù)：，液相擴(kuò)散系數(shù)：脫吸因數(shù)為：氣相總傳質(zhì)單元數(shù)為氣相總傳質(zhì)單元高度采用修正的恩田關(guān)聯(lián)式計(jì)算：液體質(zhì)量通量為UL=101.59×18.02／(0.785×0.52)=9328.2Kg／m2·h氣體質(zhì)量通量為Uv=2000×1.146／(0.785×0.52)=11679.0Kg／m2·h不同材質(zhì)的бc值見下表表2.不同材質(zhì)的бc值材質(zhì)鋼瓷聚乙烯聚氯乙烯碳玻璃涂石蠟的外表外表力，N/m×10375613340567320查表知，=1-exp{-1.45×〔427680/940896〕0.75×[9328.2/〔114.2×3.6〕]0.1×[9328.2×114.2/〔998.22×1.27×108〕]-0.05×[9328.22/(998.2×940896×114.2〕]0.2}=1-e-0.67=0.488310氣膜吸收系數(shù)由下式計(jì)算：液膜吸收系數(shù)由下式計(jì)算:查下表，得表3.各類填料的形狀系數(shù)填料類型球棒拉西環(huán)弧鞍開孔環(huán)Ψ值0.720.7511.191.45那么由，得那么由11由取上下活動(dòng)系數(shù)為1.5Zˊ=1.5×2.91=4.36m設(shè)計(jì)取填料層高度為查表，對(duì)于階梯環(huán)填料，，。取，那么計(jì)算得填料層高度為4500mm<5000mm,故不需分段。2.2.3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)為查表縱坐標(biāo)為查圖2得全塔填料層壓降為12圖2.通用壓降關(guān)聯(lián)圖2.2.4液體分布器簡要設(shè)計(jì)2.2.4.1布點(diǎn)密度計(jì)算表4.Eckert的散裝填料塔分布點(diǎn)密度推薦值塔徑,mm分布點(diǎn)密度,點(diǎn)/m2塔截面D=400330D=750170D≥120042按Eckert建議值，D=500mm，噴淋點(diǎn)密度在170-330點(diǎn)/m2之間，設(shè)計(jì)取噴淋點(diǎn)密度為280點(diǎn)/m2。13那么總布液孔數(shù)為：n=0.785×0.52×280=54.95實(shí)際總布液孔數(shù)：54點(diǎn)按分布點(diǎn)幾何均勻與流量均勻的原那么，進(jìn)展布點(diǎn)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)結(jié)果為：二級(jí)槽共設(shè)七道，在槽側(cè)面開孔，槽寬度為80mm，槽高度為210mm，兩槽中心矩為140mm。分布點(diǎn)采用三角形排列，實(shí)際設(shè)計(jì)布點(diǎn)數(shù)為n=54點(diǎn)。布液點(diǎn)示意圖如圖3所示。圖3.槽式液體分布器二級(jí)槽的布液點(diǎn)示意圖2.2.4.2布液計(jì)算由取，那么143.輔助設(shè)備的計(jì)算及選型3.1填料支承設(shè)備支填料支承裝置用于支承塔填料及其所持有的氣體、液體的質(zhì)量，同時(shí)起著氣液流道及氣體均布作用。故在設(shè)計(jì)支承板是應(yīng)滿足以下三個(gè)根本條件：〔1〕自由截面與塔截面之比不小于填料的空隙率；〔2〕要有足夠的強(qiáng)度承受填料重量及填料空隙的液體；〔3〕要有一定的耐腐蝕性。用豎扁鋼制成的柵板作為支承板最為常用，如以下圖中的〔a〕。柵板可以制成整塊或分塊的。一般當(dāng)直徑小于500mm時(shí)可制成整塊；直徑為600～800mm時(shí)，可以分成兩塊；直徑在900～1200mm時(shí)，分成三塊；直徑大于1400mm時(shí)，分成四塊；使每塊寬度約在300～400mm之間，以便拆裝。柵板條之間的距離應(yīng)約為填料環(huán)外徑的0.6～0.7。在直徑較大的塔中，當(dāng)填料環(huán)尺寸較小的，也可采用間距較大的柵板，先在其上布滿尺寸較大的十字分隔瓷環(huán)，再放置尺寸較小的瓷環(huán)。這樣，柵板自由截面較大，如以下圖〔c〕所示。當(dāng)柵板構(gòu)造不能滿足自由截面要求時(shí)，可采用如以下圖〔b〕所示的升氣管式支承板。氣相走升氣管齒縫，液相由小孔及縫底部溢流而下。這類支承板，有足夠齒縫時(shí)，氣相的自由截面積可以超過整個(gè)塔德橫截面積，所以絕不會(huì)在此造成液泛。本設(shè)計(jì)塔徑D=500mm，采用構(gòu)造簡單、自由截面較大、金屬耗用量較小，由豎扁鋼制成的柵板作為支承板，將其制成整塊，柵板條之間的距離約為24.7mm。為了改善邊界狀況，可采用大間距的柵條，然后按正方形排列的瓷質(zhì)十字環(huán)，作為過渡支承，以取得較大的孔隙率。由于采用的是φ50mm的填料，所以可用φ75mm的十字環(huán)。填料支撐裝置對(duì)于保證填料塔的操作性能具有重大作用。采用構(gòu)造簡單、自由截面較大、金屬耗用量較小的柵板作為支撐板。為了改善邊界狀況，可采用大間距的柵條，然后按正方形排列的瓷質(zhì)十字環(huán)，作為過渡支撐，以取得較大的孔隙率。由于采用的是的填料，所以可用的十字環(huán)。塔徑D=500mm，設(shè)計(jì)柵板制成整塊，每塊寬度為400mm，每塊重量不超過700N，以便從人孔進(jìn)展裝卸?！瞐〕柵板〔b〕升氣管式〔c〕十字隔板環(huán)層3.2填料壓緊裝置填料上方安裝壓緊裝置可防止在氣流的作用下填料床層發(fā)生松動(dòng)和跳動(dòng)。填料壓緊裝置分為填料壓板和床層限制板兩大類，每類又有不同的型式，填料壓板自由放置于填料層上端，靠自身重量將填料壓緊。它適用于瓷、石墨等制成的易發(fā)生破碎的散裝填料。床層限制板用于金屬、塑料等制成的不易發(fā)生破碎的散裝填料及所有規(guī)整填料。床層限制板要固定在塔壁上，為不影響液體分布器的安裝和使用，不能采用連續(xù)的塔圈固定，對(duì)于小塔可用螺釘固定于塔壁，而大塔那么用支耳固定。本設(shè)計(jì)中填料塔在填料裝填后于其上方安裝了填料壓緊柵板。3.3液體再分布裝置氣液兩相在填料層中流動(dòng)時(shí)，受阻力的影響，易發(fā)生偏流現(xiàn)象，導(dǎo)致亂堆填料層氣液分布不均，使傳質(zhì)效率下降。為防止偏流，可間隔一定高度在填料層設(shè)置再分布裝置，將流體先經(jīng)收集后重新分布。最簡單的再分布裝置為截錐式再分布器，其構(gòu)造簡單安裝方便。應(yīng)選擇截錐式再分布器。本設(shè)計(jì)采用的是分配錐形的再分布器，其最簡單沿壁流下的液體用分配錐再將它導(dǎo)入中央截錐小頭的直徑一般為,本設(shè)計(jì)取500×0.8=400mm，為了增加氣體流過是的自由截面積，在分配錐上開設(shè)4個(gè)管孔，錐體與塔壁夾角取在，取h=80mm。164.設(shè)計(jì)一覽表課程設(shè)計(jì)名稱水吸收氨氣填料吸收塔的設(shè)計(jì)操作條件操作溫度：20℃操作壓力：常壓物性數(shù)據(jù)液相氣相液體密度ρL998.2kg/m3混合氣體平均摩爾質(zhì)量MVm28.04g/mol液體粘度μL3.6kg/(mh)混合氣體的平均密度ρVm1.146kg/m3液體外表力σL940896kg/h混合氣體的粘度μVm0.066kg/(mh)氨氣在水中的擴(kuò)散系數(shù)DL6.480×10-6m2/h氨氣在空氣中的擴(kuò)散系數(shù)Dv0.085m2/h重力加速度g9.81m/s2氣相平衡數(shù)據(jù)氨氣在水中的亨利系數(shù)E相平衡常數(shù)m溶解度系數(shù)H76.40kpa0.7540.725kmol/(kPa?m3)物料衡算數(shù)據(jù)Y1Y2X1X2氣相流量V液相流量L最小液氣比操作液氣比0.08700.005000.064075.252kmol/h101.59kmol/h0.7500.798工藝數(shù)據(jù)氣相質(zhì)量流量(kg/h)液相質(zhì)量流量(kg/h)塔徑m氣相總傳質(zhì)單元數(shù)氣相總傳質(zhì)單元高度m填料層高度m填料層壓降Kpa2292.01830.650.59.8590.2954.52.649填料塔附件除沫器液體分布器填料壓緊裝置填料支承板液體再分布器絲網(wǎng)式二級(jí)槽壓緊柵板柵板型截錐式175.后記我的化工原理課程設(shè)計(jì)是水吸收氨過程填料塔的設(shè)計(jì)，這是關(guān)于吸收中填料塔的設(shè)計(jì)。填料塔是以塔裝有大量的填料為相接觸構(gòu)件的氣液傳質(zhì)設(shè)備。填料塔的構(gòu)造較簡單，壓降低，填料易用耐腐蝕材料制造等優(yōu)點(diǎn)。在填料的選擇中，從經(jīng)濟(jì)方面考慮采用聚丙烯階梯環(huán)填料，填料顆粒大小，我采用試差法，來認(rèn)為DN50計(jì)算得的結(jié)果比比擬好。雖然在同類填料中，尺寸越小的，別離效率越高，但它的阻力將增加，通量減小，填料費(fèi)用也增加很多。用DN50計(jì)算所得的D/d值也符合階梯環(huán)推薦值。解決了上面的問題之后就是通過查找手冊(cè)之類的書籍來確定輔助設(shè)備的選型，我選擇柵板支承裝置作為填料支撐，并選擇好噴淋裝置。本設(shè)計(jì)我們所設(shè)計(jì)的填料塔持液量小，填料塔構(gòu)造較為簡單，造價(jià)適合。不過，它的操作圍小，填料潤濕效果差，當(dāng)液體負(fù)荷過重時(shí)，易產(chǎn)生液泛，不宜處理易聚合或含有固體懸浮物的物料等。通過這次的課程設(shè)計(jì)，讓我從中體會(huì)到很多。課程設(shè)計(jì)是我們?cè)谛４髮W(xué)生必須經(jīng)過的一個(gè)過程，通過課程設(shè)計(jì)的鍛煉，可以為我們即將來的畢業(yè)設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)的根底！使我充分理解到化工原理課程的