化工原理課程設(shè)計(jì)---吸收塔

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　引言1</b></p><p><b>　　1.流程的說明2</b></p><p>　　2.吸收塔工藝計(jì)算4</p><p>　　2.1基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)4</p><p>　　

2、2.1.1 液相物性數(shù)據(jù)4</p><p>　　.2.1.2氣相物性數(shù)據(jù)4</p><p><b>　　2.2物料衡算4</b></p><p>　　2.3填料塔的工藝尺寸計(jì)算5</p><p>　　2.3.1塔徑計(jì)算5</p><p>　　2.3.2傳質(zhì)單元高度的計(jì)算7</p&

3、gt;<p>　　2.3.3 傳質(zhì)單元數(shù)的計(jì)算7</p><p>　　2.3.4填料層高度的計(jì)算8</p><p>　　2.4塔附屬高度的計(jì)算9</p><p>　　2.5填料層壓降的計(jì)算9</p><p>　　2.6其他附屬塔內(nèi)件的選擇10</p><p>　　2.6.1液體分布器的選擇：1

4、0</p><p>　　2.6.2布液計(jì)算11</p><p>　　2.6.3液體再分布器的選擇12</p><p>　　2.6.4填料支承裝置的選擇12</p><p>　　2.6.5填料壓緊裝置12</p><p>　　2.6.6塔頂除霧器13</p><p>　　2.7吸收塔的流

5、體力學(xué)參數(shù)計(jì)算13</p><p>　　2.7.1 吸收塔的壓力降13</p><p>　　2.7.2 吸收塔的泛點(diǎn)率校核13</p><p>　　2.7.3 氣體動(dòng)能因子13</p><p>　　3.1吸收塔主要接管的尺寸計(jì)算13</p><p>　　3.2離心泵的計(jì)算與選擇14</p>&

6、lt;p>　　3.3風(fēng)機(jī)的選取15</p><p><b>　　4.總結(jié)16</b></p><p>　　附錄一 吸收塔設(shè)計(jì)計(jì)算用量符號(hào)總表17</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)19</b></p><p><b>　　引言</b></p>&l

7、t;p>　　氣體吸收過程是利用混合氣體中，根據(jù)各組分在液體中溶解度或化學(xué)反應(yīng)活性的差異，使其在氣液兩相接觸是發(fā)生傳質(zhì)，實(shí)現(xiàn)氣液混合物的分離。在化學(xué)工業(yè)中，經(jīng)常需將氣體混合物中的各個(gè)組分加以分離，其目的是：①回收或捕獲氣體混合物中的有用物質(zhì)，以制取有利有價(jià)值的產(chǎn)品；②除去混合氣體中的有害成分，使氣體凈化，以便進(jìn)一步加工處理；或除去工業(yè)放空尾氣中的有害物質(zhì)，以免污染大氣。運(yùn)用填料塔吸收有害氣體是減少大氣污染的有效方法之一</p&

8、gt;<p>　　實(shí)際過程往往同時(shí)兼有凈化和回收雙重目的。</p><p>　　氣體混合物的分離，總是根據(jù)混合物中各組分間某種物理和化學(xué)性質(zhì)的差異而進(jìn)行的。根據(jù)不同性質(zhì)上的差異，可以開發(fā)出不同的分離方法。吸收操作僅為其中之一，它利用混合物中各組分在液體中溶解度或化學(xué)反應(yīng)活性的差異，在氣液兩相接觸時(shí)發(fā)生傳質(zhì)，實(shí)現(xiàn)氣液混合物的分離。</p><p>　　一般來說，完整的吸收過程應(yīng)

9、包括吸收和解吸兩部分。在化工生產(chǎn)過程中，原料氣的凈化，氣體產(chǎn)品的精制，治理有害氣體，保護(hù)環(huán)境等方面都要用到氣體吸收過程。填料塔作為主要設(shè)備之一，越來越受到青睞而且與板式塔相比，新型的填料塔性能具有如下特點(diǎn)：（1）生產(chǎn)能力大；（2）分離效率高；（3）壓降??；（4）操作彈性大；（5）持液量小。，填料塔還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壓降低、填料醫(yī)用服飾材料制造等優(yōu)點(diǎn)，從而可以使吸收操作過程節(jié)省大量人力和物力。二氧化硫填料吸收塔，以水為溶劑，經(jīng)濟(jì)合理，凈化度

10、高，污染小。此外，由于水和二氧化硫反應(yīng)生成硫酸，有很大的利用。</p><p><b>　　1.流程的說明</b></p><p>　　工業(yè)上使用的吸收流程多種多樣，可以從不同的角度進(jìn)行分類，從所用的吸收劑的種類看，有僅用一種吸收劑的一步吸收流程和使用兩種吸收劑的兩部吸收流程，從所用的塔設(shè)備數(shù)量看，可分為單塔吸收流程很多塔吸收流程，從塔內(nèi)氣液兩相得流向可分為逆流吸收流

11、程、并流吸收流程等基本流程，此外，還有用于特定條件下的部分溶劑循環(huán)流程。吸收用塔設(shè)備的要求，是用較小直徑的塔設(shè)備完成規(guī)定的處理量，塔板或填料層阻力要小，具有良好的傳質(zhì)性能，具有合適的操作彈性，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，便于安裝、操作和維修等。</p><p>　　但是吸收過程，一般具有液氣比大的特點(diǎn)，因而更適用填料塔。其優(yōu)點(diǎn)是：填料塔阻力小，效率高，有利于過程節(jié)能。所以對(duì)于吸收過程來說，以采用填料塔居多。填料塔的工藝設(shè)計(jì)

12、內(nèi)容是在明確了裝置的處理量，操作溫度及操作壓力及相應(yīng)的相平衡關(guān)系的條件下，完成填料塔的工藝尺寸及其他塔內(nèi)件設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1填料塔的選擇</b></p><p>　　單塔吸收流程是吸收過程中最常用的流程，如過程無特別需要，則一般采用單塔吸收流程。若過程的分離要求較高，使用單塔操作時(shí)，所需要的塔體過高，或采用兩步吸收流程時(shí)，則需要采用多塔流程（通常是雙

13、塔吸收流程）</p><p>　　2逆流吸收與并流吸收</p><p>　　吸收塔或再生塔內(nèi)氣液相可以逆流操作也可以并流操作，由于逆流操作具有傳質(zhì)推動(dòng)力大，分離效率高（具有多個(gè)理論級(jí)的分離能力）的顯著優(yōu)點(diǎn)而 廣泛應(yīng)用。工程上，如無特別需要，一般均采用逆流吸收流程。</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用單塔逆流操作。</p><p><b>

14、;　　3.填料的選擇</b></p><p>　　1.散堆填料 目前散堆填料主要有環(huán)形填料、鞍形填料、環(huán)鞍形填料及球形填料。所用的材質(zhì)有陶瓷、塑料、石墨、玻璃及金屬等</p><p>　?。?）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)，如圖片拉西環(huán)所示。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

15、少應(yīng)用。</p><p>　?。?） 鮑爾環(huán)填料如圖片鮑耳環(huán)所示，鮑爾環(huán)是對(duì)拉西環(huán)的改進(jìn)，在拉西環(huán)的側(cè)壁上開出兩排長(zhǎng)方形的窗孔，被切開的環(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，諸舌葉的側(cè)邊在環(huán)中心相搭。鮑爾環(huán)由于環(huán)壁開孔，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。</p

16、><p>　?。?） 階梯環(huán)(Stairs wreath)填料如圖片階梯環(huán)所示，填料的階梯環(huán)結(jié)構(gòu)與鮑爾環(huán)填料相似，環(huán)壁上開有長(zhǎng)方形小孔，環(huán)內(nèi)有兩層交錯(cuò) 45°的十字形葉片，環(huán)的高度為直徑的一半，環(huán)的一端成喇叭口形狀的翻邊。這樣的結(jié)構(gòu)使得階梯環(huán)填料的性能在鮑爾環(huán)的基礎(chǔ)上又有提高，其生產(chǎn)能力可提高約10%，壓降則可降低25%，且由于填料間呈多點(diǎn)接觸，床層均勻，較好地避免了溝流現(xiàn)象。階梯環(huán)一般由塑料和金屬制成，由

17、于其性能優(yōu)于其它側(cè)壁上開孔的填料，因此獲得廣泛的應(yīng)用。</p><p>　?。?） 矩鞍填料如圖片矩鞍填料所示，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。</p><p>　　（5） 金屬環(huán)矩鞍填料如圖片金屬換環(huán)聚鞍填

18、料所示，環(huán)矩鞍填料（國(guó)外稱為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)，在散裝填料中應(yīng)用較多。</p><p>　　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

19、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)本設(shè)計(jì)選用瓷質(zhì)鮑爾環(huán)。</p><p>　　填料采用亂堆形式，因?yàn)閬y堆形式能使氣液相對(duì)充分接觸，而且填料時(shí)省時(shí)省工。</p><p>　　4．液體分布器的選擇</p><p>　　根據(jù)本吸收的要求和物系的性質(zhì)可選用重力型排管式液體分布器，布液孔數(shù)應(yīng)應(yīng)依所用填料所需的質(zhì)量分布要

20、求決定，噴淋點(diǎn)密度應(yīng)遵循填料的效率越所需的噴淋點(diǎn)密度越大這一規(guī)律。</p><p>　　5液體再分布器的選擇</p><p>　　升氣管式再分布器適用于直徑0.6m以上的塔，而且可以分段卸下填料，更換填料方便，所以本設(shè)計(jì)選用升氣管式再分布器。</p><p><b>　　2.吸收塔工藝計(jì)算</b></p><p><

21、;b>　　2.1基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)</b></p><p>　　2.1.1 液相物性數(shù)據(jù)</p><p>　　對(duì)低濃度吸收過程，溶液的物性數(shù)據(jù)可近似取水的物性數(shù)據(jù)。由手冊(cè)查得，20℃時(shí)水的有關(guān)物性數(shù)據(jù)如下：</p><p><b>　　密度</b></p><p><b>　　黏度</b>

22、;</p><p><b>　　表面張力為</b></p><p>　　SO2在水中的擴(kuò)散系數(shù)為</p><p>　　.2.1.2氣相物性數(shù)據(jù)</p><p>　　混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為:</p><p>　　混合氣體的密度為： </p><p>　　混合氣體的黏度

23、可近似取為空氣的黏度，查資料得20℃空氣的黏度為：</p><p>　　查得SO2在空氣中的擴(kuò)散系數(shù)為：</p><p><b>　　2.2物料衡算</b></p><p>　　進(jìn)口氣體的體積流量：</p><p>　　二氧化硫的摩爾分?jǐn)?shù)為： </p><p><b>　　進(jìn)塔氣相

24、摩爾比為:</b></p><p><b>　　效率: </b></p><p>　　出塔氣相摩爾比 ： </p><p>　　進(jìn)塔惰性氣相流量 ：</p><p>　　出口液體中溶質(zhì)與溶劑的摩爾比 ： X2=0</p><p><b>　　查表知20℃時(shí)</b>

25、;</p><p><b>　　最小液氣比： </b></p><p><b>　　取液氣比 ：</b></p><p><b>　　故 </b></p><p>　　2.3填料塔的工藝尺寸計(jì)算</p><p><b>　　2.3.1塔徑計(jì)算

26、</b></p><p>　　該流程的操作壓力及溫度適中，避免二氧化硫腐蝕，故此選用型的陶瓷鮑爾環(huán)填料。 </p><p><b>　　其主要性能參數(shù)為：</b></p><p><b>　　比表面積： </b></p><p><b>　　空隙率： </b><

27、;/p><p><b>　　形狀修正系數(shù)：</b></p><p><b>　　填料因子平均值： </b></p><p>　　吸收液的密度近似看成20度水的密度：</p><p>　　采用Eckert關(guān)聯(lián)式計(jì)算泛點(diǎn)氣速：</p><p><b>　　氣相質(zhì)量流量為：&

28、lt;/b></p><p><b>　　液相質(zhì)量流量為：</b></p><p>　　選用型的陶瓷鮑爾環(huán) 填料因子</p><p>　　比表面積 </p><p>　　查亂堆填料泛點(diǎn)線圖知： </p><p><b>　　代入數(shù)值得：</b>&

29、lt;/p><p><b>　　取空塔氣速：</b></p><p><b>　　塔徑</b></p><p><b>　　圓整塔徑，取 </b></p><p>　　(50%-80%為經(jīng)驗(yàn)值，所以在允許范圍之內(nèi))</p><p><b>　　(

30、合格)</b></p><p><b>　　液體噴淋密度校核：</b></p><p>　　填料表面的潤(rùn)濕狀況是傳質(zhì)的基礎(chǔ)，為保持良好的傳質(zhì)性能，每種填料應(yīng)維持一定的液體潤(rùn)濕速率（或噴淋密度）。</p><p>　　依Morris等推薦，的環(huán)形及其它填料的最小潤(rùn)濕速率（）min為</p><p>　　最小噴淋

31、密度 ：

32、

33、 </p><p><b>　　噴淋密度：</b></p><p>　　經(jīng)以上校核可知，填料塔直徑選用合理。</p><p>　　2.3.2傳質(zhì)單元高度的計(jì)算</p><p>　　2.3.3 傳質(zhì)單元數(shù)的計(jì)算&l

34、t;/p><p><b>　　液體質(zhì)量通量：</b></p><p>　　氣體質(zhì)量通量： </p><p>　　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：</p><p><b>　　氣膜吸收系數(shù)： </b></p><p><b>　　液膜吸收系數(shù)： &l

35、t;/b></p><p><b>　　查表知：</b></p><p><b>　　繼續(xù)修正：</b></p><p>　　2.3.4填料層高度的計(jì)算</p><p><b>　　由</b></p><p><b>　　填料有效高度?。?/p>

36、</b></p><p>　　設(shè)計(jì)取填料層高度為 ： </p><p>　　對(duì)于亂堆鮑爾環(huán) ： ,</p><p><b>　　取 </b></p><p>　　計(jì)算得填料層高度為6.1m需要分層</p><p>　　2.4塔附屬高度的計(jì)算</p><p>

37、　　塔的附屬高度主要包括塔的上部空間高度，安裝液體分布器所需的空間高度，塔的底部空間高度等。</p><p>　　塔的上部空間高度是為使隨氣流攜帶的液滴能夠從氣相中分離出來而留取的高度，可取1.0m（包括除沫器高度）。設(shè)塔定液相停留時(shí)間為40s，則塔釜液所占空間高度為</p><p>　　考慮到氣相接管的空間高度，底部空間高度取為1.1米，升氣管式再分布器高度取0.2m,那么塔的附屬空間高

38、度可以取為2.3m。吸收塔的總高度為</p><p>　　2.5填料層壓降的計(jì)算</p><p>　　取 Eckert (通用壓降關(guān)聯(lián)圖)；將操作氣速(＝0.8688m/s) 代替縱坐標(biāo)中的查表，DG50mm陶瓷鮑爾環(huán)的壓降填料因子代替縱坐標(biāo)中的．</p><p><b>　　則縱標(biāo)值為：</b></p><p><

39、;b>　　橫坐標(biāo)為：</b></p><p><b>　　查圖得：</b></p><p>　　全塔填料層壓降 ： </p><p>　　填料塔泛點(diǎn)氣速及氣體壓力降計(jì)算用關(guān)聯(lián)圖</p><p>　　2.6其他附屬塔內(nèi)件的選擇</p><p>　　2.6.1液體分布器的選擇：<

40、;/p><p>　　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。</p><p>　

41、　液體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。</p><p>　　液體分布器的種類較多，有多種不同的分類方法，一般多以液體流動(dòng)的推動(dòng)&

42、lt;/p><p>　　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可分為：溢流盤式液體分布器和溢流槽式液體分布器。</p><p>　　根據(jù)本吸收的要求和物系的性質(zhì)可選用重力型排管式液體分布器，布液孔數(shù)應(yīng)應(yīng)依所用填料所需的質(zhì)

43、量分布要求決定，噴淋點(diǎn)密度應(yīng)遵循填料的效率越所需的噴淋點(diǎn)密度越大這一規(guī)律。</p><p>　　按Eckert建議值，，</p><p>　　按分布點(diǎn)幾何均勻與流量均勻的原則，進(jìn)行布點(diǎn)設(shè)計(jì)。</p><p>　　設(shè)計(jì)結(jié)果為：盤式分布器（篩孔式）：</p><p>　　分布盤直徑：600mm</p><p><b&

44、gt;　　分布盤厚度：4mm</b></p><p><b>　　2.6.2布液計(jì)算</b></p><p><b>　　由</b></p><p><b>　　點(diǎn)</b></p><p>　　按分布點(diǎn)幾何均勻與流量均勻的原則，進(jìn)行布點(diǎn)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)結(jié)果為：二級(jí)槽共設(shè)七

45、道，槽側(cè)面開孔，槽寬度為80mm,槽高度為210mm,兩槽中心矩為160mm,分布點(diǎn)采用三角形排列。實(shí)際設(shè)計(jì)布5點(diǎn)數(shù)為n=132點(diǎn)，(見示意圖)</p><p><b>　　布液計(jì)算：</b></p><p>　　L: 液體流量 m3/s</p><p><b>　　n: 開孔數(shù)目</b></p><p

46、><b>　　: 孔流系數(shù)，取</b></p><p><b>　　d0: 孔徑，m</b></p><p>　　: 開孔上方的液位高度，m</p><p><b>　　取，，</b></p><p>　　根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)取分布點(diǎn)數(shù)取100</p><p&

47、gt;<b>　　設(shè)計(jì)取</b></p><p>　　2.6.3液體再分布器的選擇</p><p>　　除塔頂液體的分布之外，填料層中的液體的再分布是填料塔中的一個(gè)重要問題。往往會(huì)發(fā)現(xiàn)，在離填料頂面一定距離處，噴淋的液體便開始向塔壁偏流，然后雁塔壁下流，塔中心處填料得不到好的濕潤(rùn)，形成所謂“干椎體”的不正?，F(xiàn)象，減少了氣液兩相的有效接觸面積。因此每隔一定距離必須設(shè)置液

48、體再分布器，以克服此種現(xiàn)象。</p><p>　　升氣管式再分布器適用于直徑0.6m以上的塔，而且可以分段卸下填料，更換填料方便，所以本設(shè)計(jì)選用升氣管式再分布器。</p><p>　　2.6.4填料支承裝置的選擇</p><p>　　填料支承裝置的作用是支承填料以及填料層內(nèi)液體的重量，同時(shí)保證氣液兩</p><p>　　相順利通過。支承若設(shè)計(jì)

49、不當(dāng)，填料塔的液泛可能首先發(fā)生在支承板上。為使氣體能順利通過，對(duì)于普通填料塔，支承件上的流體通過的自由截面積為填料面的50%以上，且應(yīng)大于填料的空隙率。此外，應(yīng)考慮到裝上填料后要將支承板上的截面堵去一些，所以設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)取盡可能大的自由截面。自由截面太小，在操作中會(huì)產(chǎn)生攔液現(xiàn)象。增加壓強(qiáng)降，降低效率，甚至形成液泛。由于填料支承裝置本身對(duì)塔內(nèi)氣液的流動(dòng)狀態(tài)也會(huì)產(chǎn)生影響，因此作為填料支承裝置，除考慮其對(duì)流體流動(dòng)的影響外，一般情況下填料支承裝置應(yīng)

50、滿足如下要求：</p><p>　　足夠的強(qiáng)度和剛度，以支持填料及所持液體的重量（持液量），并考慮填料空隙中的持液量，以及可能加于系統(tǒng)的壓力波動(dòng)，機(jī)械震動(dòng)，溫度波動(dòng)等因素。</p><p>　　足夠的開孔率（一般要大于填料的空隙率），以防止首先在支撐處發(fā)生液泛；為使氣體能順利通過，對(duì)于普通填料塔，支承件上的流體通過的自由截面積為填料面的50%以上，且應(yīng)大于填料的空隙率。此外，應(yīng)考慮到裝上填

51、料后要將支承板上的截面堵去一些，所以設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)取盡可能大的自由截面。自由截面太小，在操作中會(huì)產(chǎn)生攔液現(xiàn)象。增加壓強(qiáng)降，降低效率，甚至形成液泛[12]。</p><p>　　結(jié)構(gòu)上應(yīng)有利于氣液相的均勻分布，同時(shí)不至于產(chǎn)生較大的阻力（一般阻力不大于20Pa）。本設(shè)計(jì)運(yùn)用的瓷質(zhì)鮑爾環(huán)，孔隙率相對(duì)較大，升氣管式支撐板能更好的克服支撐板的強(qiáng)度和自由截面之間的矛盾，耗能更好的適應(yīng)高空隙率填料的要求，本設(shè)計(jì)選用升氣管式支撐板。&

52、lt;/p><p>　　2.6.5填料壓緊裝置</p><p>　　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：一類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，稱為填料壓板；一類是將填料限定在塔壁上，稱為床層限定板。填料壓板常用于陶瓷填料，以免陶瓷填料發(fā)

53、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，改變其開始堆積狀態(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%。</p><p>　　本任務(wù)由于使用陶瓷填料，故選用床層限定板。</p><p>　　2.6.6塔頂除霧器</p><p>　　由于氣體在塔頂離開填料塔時(shí)，帶有大量的液沫和霧滴，為回收這部分液相，

54、經(jīng)常需要在頂設(shè)置除沫器。根據(jù)本吸收塔的特點(diǎn)，此處用絲網(wǎng)除霧器：</p><p>　　2.7吸收塔的流體力學(xué)參數(shù)計(jì)算</p><p>　　2.7.1 吸收塔的壓力降 </p><p>　　前面已經(jīng)利用Eckert通用關(guān)聯(lián)圖計(jì)算出吸收塔的壓強(qiáng)降為1260Pa。</p><p>　　2.7.2 吸收塔的泛點(diǎn)率校核</p><p&

55、gt;　　塔的操作氣速為，泛點(diǎn)氣速為</p><p><b>　　泛點(diǎn)率</b></p><p>　　(50%-80%為經(jīng)驗(yàn)值，所以在允許范圍之內(nèi))</p><p>　　2.7.3 氣體動(dòng)能因子</p><p>　　吸收塔內(nèi)氣體動(dòng)能因子為</p><p>　　氣體動(dòng)能因子在常用的范圍內(nèi)。3.其他附

56、屬塔內(nèi)件的選擇</p><p>　　3.1吸收塔主要接管的尺寸計(jì)算</p><p>　　本設(shè)計(jì)中填料塔有多處接管，但主要的是氣體和液體的進(jìn)料口和出料口接管。在此分別以液體進(jìn)料管和氣體進(jìn)料管的管徑計(jì)算為例進(jìn)行說明。氣體和液體在管道中流速的選擇原則為：常壓塔氣體進(jìn)出口管氣速可取10～20m/s（高壓塔氣速低于此值）；液體進(jìn)出口流速可取0.8～1.5m/s（必要時(shí)可加大些）</p>

57、<p><b>　　1．液體進(jìn)料接管</b></p><p>　　進(jìn)料管的結(jié)構(gòu)類型很多，有直管進(jìn)料管、彎管進(jìn)料管、T型進(jìn)料管。本設(shè)計(jì)采用直管進(jìn)料管，管徑計(jì)算如下</p><p><b>　　選管內(nèi)液體流速：</b></p><p><b>　　估算管內(nèi)徑：</b></p>&

58、lt;p>　　管選用的普通焊接鋼管，內(nèi)徑為156mm</p><p><b>　　管內(nèi)實(shí)際流速：</b></p><p><b>　　2．氣體進(jìn)料接管</b></p><p>　　采用直管進(jìn)料。取氣速</p><p><b>　　取管徑為</b></p>&

59、lt;p>　　實(shí)際管內(nèi)徑為，則實(shí)際通過氣體接管的氣速為：</p><p>　　3.2離心泵的計(jì)算與選擇</p><p>　　鋼管的絕對(duì)粗糙度，相對(duì)粗糙度</p><p><b>　　查表得摩擦系數(shù)</b></p><p>　　泵入口管長(zhǎng)：0.2m 噴頭前管長(zhǎng)0.5m </p&

60、gt;<p>　　全程有一個(gè)截止閥（全開）： 三個(gè)90度彎頭： </p><p>　　帶濾水器的底閥（全開）：吸入管伸進(jìn)水里</p><p>　　出口突然擴(kuò)大 進(jìn)口突然縮小</p><p>　　以河面為1-1截面，出口處為2-2截面列伯努利方程：</p><p>　　選用IS100-80-125型 流量為

61、 揚(yáng)程為20m的泵</p><p>　　準(zhǔn)備兩個(gè)泵，一個(gè)備用</p><p><b>　　3.3風(fēng)機(jī)的選取</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)混合氣體流量為2000m3/h，上面算的填料塔的全壓降為1260Pa，所以選擇</p><p>　　4-72-3.2A型離心式鼓風(fēng)機(jī) 其參數(shù)如下</p><p&

62、gt;　　準(zhǔn)備兩個(gè)風(fēng)機(jī)，一個(gè)備用</p><p><b>　　4.總結(jié)</b></p><p>　　經(jīng)過兩周時(shí)間順利完成化工原理課程設(shè)計(jì)，這段時(shí)間里，我真實(shí)體會(huì)到理論與實(shí)踐結(jié)合的困難，同時(shí)也認(rèn)識(shí)到要用所學(xué)的有限的理論知識(shí)去解決實(shí)際過程中的問題的不易。在初步設(shè)計(jì)的時(shí)候，沒有真正認(rèn)識(shí)到課程設(shè)計(jì)的難度，認(rèn)為只需運(yùn)用所學(xué)的化工原理知識(shí)就能輕松完成設(shè)計(jì)，當(dāng)設(shè)計(jì)進(jìn)一步展開時(shí)，才認(rèn)

63、識(shí)到僅僅運(yùn)用所學(xué)的有限的化工原理知識(shí)還不能完全解決課程設(shè)計(jì)中遇到的全部問題，要緊過查閱大量的文獻(xiàn)，搜集資料，并結(jié)合課堂所學(xué)的知識(shí)，加以綜合才能解決，而這絕不是一個(gè)輕松的事情。及時(shí)改變，將將大量的精力投入到課程設(shè)計(jì)中。</p><p>　　在平時(shí)做化工原理有關(guān)填料塔高的計(jì)算中沒有充分認(rèn)識(shí)到其重要性，在設(shè)計(jì)過程中我慢慢發(fā)現(xiàn)吸收單元的操作型設(shè)計(jì)與塔告的計(jì)算，在工業(yè)生產(chǎn)中起著非常重要的作用，要求也很嚴(yán)格，設(shè)計(jì)合理與實(shí)用性

64、好是必須的。</p><p>　　本著成本低廉、操作簡(jiǎn)單的原則，認(rèn)真選取工藝材質(zhì)并對(duì)有些需要改進(jìn)（如塔填料）進(jìn)行簡(jiǎn)單改進(jìn)。同時(shí)也要注意相關(guān)附屬設(shè)備的選擇，如選泵，要從多方面考慮，管道的直徑，管中流速，流量等。在設(shè)計(jì)過程中，空塔氣速取泛點(diǎn)氣速的百分比時(shí)，取值70%以下校核時(shí)超出經(jīng)驗(yàn)值，設(shè)計(jì)取了80%。在計(jì)算出填料層高度后，就如何確定塔高問題，查閱文獻(xiàn)，上網(wǎng)搜索，最終得以解決。</p><p>

65、;　　此過程是艱辛的，也是快樂的。艱辛是由于缺少這方面的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，從一開始的不知所措，到現(xiàn)在數(shù)據(jù)的基本完成，一路走來是坎坎坷坷?？鞓肥且?yàn)樵谶@次設(shè)計(jì)中，加強(qiáng)了同學(xué)們之間的合作和默契，得到了同學(xué)的幫助和鼓舞，并且學(xué)到了知識(shí)，增加了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。</p><p>　　經(jīng)過這次課程設(shè)計(jì)我充分認(rèn)識(shí)到，在平時(shí)要盡力開拓自己的知識(shí)面。更重要的是，我明白了理論和實(shí)踐之間的差別，對(duì)我來說，它們之間的距離太大了。因此在設(shè)計(jì)過程中也出

66、現(xiàn)了不少問題，有設(shè)備的選擇上的，也有軟件應(yīng)用方面的。出現(xiàn)問題時(shí)，同學(xué)們給了我很大的幫助，也非常感謝老師給我們一個(gè)鍛煉自己的機(jī)會(huì)！對(duì)我來說，這不僅是理論和實(shí)踐的結(jié)合，也是一種心理的磨煉！</p><p>　　附錄一 吸收塔設(shè)計(jì)計(jì)算用量符號(hào)總表 </p><p><b>　　符號(hào)表</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b

67、></p><p>　　[1] 王志魁. 化工原理. 第三版. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2004</p><p>　　[2] 冷一欣. 化工原理課程設(shè)計(jì). 北京: 中國(guó)石化出版社, 2011</p><p>　　[3] 陳敏恒. 化工原理. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2000</p><p>　　[4] 郭仁東. 水利學(xué). 北京: 人