填料塔设计流程

填料塔（吸收塔）的课程设计引言一、构造二、优点、应用三、设计的要求四、设计的具体步骤构造塔体塔填料塔内件填料塔总体结构简图1-气体出口2-液体人口3-液体分布装置4-塔壳5-填料6-液体再分布器7-填料8-支承栅板9气体人口10-液体出口优点结构简单、阻力小、加工容易、耐腐蚀、吸收效果好、装置灵活应用1、硝酸、硫酸吸收塔2、二氧化硫、二氧化碳回收塔设计的要求保证实现工艺指标结构尺寸合理操作故障少价格低廉维修方便能耗省设计方案的选定填料选择填料吸收塔工艺计算填料塔的辅助构件设计的具体步骤设计方案的选定一、布置工艺流程吸收装置的工艺的流程布置指气体和液体进出吸收塔的流向安排。主要有以下几种1、逆流操作2、并流操作3、吸收剂部分再循环操作4、单塔或多塔操作二、选择适宜的吸收剂

吸收剂性能的优劣，是决定吸收操作效果的关键之一，选择吸收剂应着重考虑以下几方面。1、溶解度大2、选择性好3、挥发度低4、黏度低5、对设备的腐蚀性小或无腐蚀性，尽可能无毒6、价廉、易得、稳定、可再生、不易燃、经济和安全三、操作温度与压力1、温度

大多数物理吸收，气体溶解过程是放热的。温度降低可提高溶质组分的溶解度，即减少吸收剂液面上的平衡分压，有利于吸收。所以要确定适宜的温度。2、压力

操作总压力提高，溶质气体分压提高，加大吸收的推动力，减少吸收剂的单位消耗量，有利于吸收。所以要确定适宜的压力。VBY2LSX2VBY2LSX2四、吸收剂剂用量对全塔进行行物料衡算算:VB(Y1-Y2)=LS(X1-X2)整理得:VB=LS(X1-X2）/（Y1-Y2)注意:VB、LS、X1、X2、Y1、Y2的含义义和具体的的单位，不能忽忽视！填料选择选择填料的的特点：1、有较大的的比表面积积2、较高的孔孔隙率3、结构要敞敞开4、死角要小小5、液体的再再分布效能能好6、对填料的的类型、材材质、尺寸寸选择合理理一、填料的的类型（一）颗粒粒型填料：：一般为为湿法和和干法乱堆堆的散装填填料1、拉西环：结构简单单、制造容容易、价格格低廉、塔塔内易产生生壁流效应应和内部沟沟流。2、鲍尔环：：对气流阻阻力小、通通量大、传传质效率高高、弹性大大。3、鞍型填料料：床层均均匀、空隙隙率达、对对气流阻力力较拉西环环小、传质质效率高。。4、阶梯坏：：传质效率率高5、金属环矩矩鞍:有利于汽液液通过、内内部死角少少、壁流减减少、气流流阻力小、、通量大、、效率高。。（二）规整整填料：是是由若干形形状和几何何尺寸相同同单元组成成的填料1、波纹网填填料：空隙隙率大、比比表面积大大、流通量量大、阻力力小、湿润润率高、操操作范围宽宽、持液量量小。2波纹板填料料：格较波波纹网低、、刚度较大大。二、填料要要求（一）填料料尺寸（二）填料料材质填料吸收收塔工艺艺计算一、物料料衡算与与操作线线方程（一）物物料衡算算：ＶＢ（Ｙ１－Ｙ２）＝ＬＳ（Ｘ１－Ｘ２）（二）操操作线方方程：Ｙ＝（ＬＬＳ/ＶＢ）Ｘ＋{Ｙ２－（ＬＳ/ＶＢ）Ｘ２}注意：该该线斜率率、通过过的点以以及各字字母的含含义。二、最小吸吸收剂用量量与吸收剂剂用量（ＬＳ/ＶＢ）ｍｉｎ＝＝ｎ（ＬＳ/ＶＢ）三、塔经计计算U=安全系数×泛点气速uf式中气体体体积流量VS有设计任务务给定。由上式可见见，计算塔径的的核心问题题是确定空空塔气速u1．空塔气速速的确定1）泛点气速速法泛点气速是是填料塔操操作气速的的上限，填填料塔的操操作空塔气气速必须小小于泛点气气速，操作空塔气气速与泛点点气速之比比称为泛点点率。对于散装填填料，其泛泛点率的经经验值为：：对于规整填填料，其泛泛点率的经经验值为：：泛点率的选选择主要考考虑填料塔塔的操作压压力和物系系的发泡程程度两方面面的因素。。设计中，，对于加压压操作的塔塔，应取较较高的泛点点率；对于于减压操作作的塔，应应取较低的的泛点率；；对易起泡泡沫的物系系，泛点率率应取低限限值；而无无泡沫的物物系，可取取较高的泛泛点率。泛点气速可可用经验方方程式计算算，亦可用用关联图求求取。(1）贝恩（Bain）－霍根（（Hougen）关联式填料的泛点点气速可由由贝恩－霍霍根关联式式计算，即即式中常数A和K与填料的形形状及材质质有关．不不同类型填填料的A、K值列于表中中。由上式计算算泛点气速速，误差在在15％以内。A、K值(2）埃埃克克特特（（Eckert）通通用用关关联联图图计算算时时，，先先由由气气液液相相负负荷荷及及有有关关物物性性数数据据求求出出横横坐坐标标的的值值，，然然后后作作垂垂线线与与相相应应的的泛泛点点线线相相交交，，再再通通过过交交点点作作水水平平线线与与纵纵坐坐标标相相交交，，求求出出纵纵坐坐标标值值。。此此时时所所对对应应的的u即为为泛泛点点气气速速uF。应予予指指出出，，用用埃埃克克特特通通用用关关联联图图计计算算泛泛点点气气速速时时，，所所需需的的填填料料因因子子为为液液泛泛时时的的湿湿填填料料因因子子，，称称为为泛泛点点填填料料因因子子，，以以ΦF表示示。。泛泛点点填填料料因因子子ΦF与液液沐沐喷喷淋淋密密度度有有关关，，为为了了工工程程计计算算的的方方便便，，常常采采用用与与液液体体喷喷淋淋密密度度无无关关的的泛泛点点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装装填填料料的的泛泛点点填填料料因因子子平平均均值值，，可可供供设设计计中中参参考考2安全系数一般工业装置置常用填料的的安全系数如如下。填料安安全系系数拉西环60%~80%矩鞍及鲍尔环环填料60%~85%对有气泡倾向向的物系，安安全系数可取取45%~55%。也可根据生生产条件，有有可允许的压压力降反算出出适宜的气速速。3．液体喷淋密密度的验算填料塔的液体体喷淋密度是是指单位时间间、单位塔截截面上液体的的喷淋量，其其计算式为：：为使填料能获获得良好的润润湿，塔内液液体喷淋量应应不低于某一一极限值，此此极限值称为为最小喷淋密密度，以Umin表示。对于散装填料料，其最小喷喷淋密度通常常采用下式计计算，即：最小润湿率是是指在塔的截截面上，单位位长度的填料料周边的最小小液体体积流流量。其值可可由经验公式式计算，也可可以采用一些些经验值。对于直径不超超过75mm的散装填料，，可取最小润润湿速率为0.08m3/mh；对于直径大大于75mm的散装填料，，可取最小润润湿速率为0.12m3/mh。对于规整填料料，其最小喷喷淋密度可从从有关填料手手册中查得，，设计中，通通常取Umin＝0.2。实际操作时采采用的液体喷喷淋密度应大大于最小喷淋淋密度。若液液体喷淋密度度小于最小喷喷淋密度，则则需进行调整整，重新计算算塔径。四、填料高度度层计算填料层高度＝＝传质单元高高度×传质单元数（一）传质单单元数：１、吸收因数数法２、对数平均均推动力法（二）传质单单元高度（三）等板高高度法采用等板高度度法计算填料料层高度的基基本公式为：：1、理论板数公式见《化工单元过程程课程设计》75页应予指出，采采用上述方法法计算出填料料层高度后，，还应留出一一定的安全系系数。根据设设计经验，填填料层的设计计高度一般为为填料塔的的辅助构构件一、液体体分布器器作用：均均匀分布布液体，