填料塔〔吸收塔〕的課程設(shè)計第一頁，共31頁。引言一、構(gòu)造二、優(yōu)點、應(yīng)用三、設(shè)計的要求四、設(shè)計的詳細步驟第二頁，共31頁。構(gòu)造塔體塔填料塔內(nèi)件第三頁，共31頁。填料塔總體構(gòu)造簡圖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-液體出口第四頁，共31頁。優(yōu)點結(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、二氧化碳回收塔第五頁，共31頁。設(shè)計的要求保證實現(xiàn)工藝指標構(gòu)造尺寸合理操作故障少價格低廉維修方便能耗省第六頁，共31頁。設(shè)計方案的選定填料選擇填料吸收塔工藝計算填料塔的輔助構(gòu)件設(shè)計的詳細步驟第七頁，共31頁。設(shè)計方案的選定一、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、單塔或多塔操作第八頁，共31頁。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、價廉、易得、穩(wěn)定、可再生、不易燃、經(jīng)濟和平安第九頁，共31頁。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。溫度降低可進步溶質(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、壓力操作總壓力進步，溶質(zhì)氣體分壓進步，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。第十頁，共31頁。VBY2LSX2

VBY2

LSX2四、吸收劑用量對全塔進展物料衡算:

VB(Y1-Y2)=LS(X1-X2)

整理得:VB=LS(X1-X2〕/〔Y1-Y2)注意:VB、LS、X1、X2、Y1、Y2的含義和詳細的單位，不能無視！第十一頁，共31頁。填料選擇選擇填料的特點：1、有較大的比外表積2、較高的孔隙率3、構(gòu)造要敞開4、死角要小5、液體的再分布效能好6、對填料的類型、材質(zhì)、尺寸選擇合理第十二頁，共31頁。

一、填料的類型〔一〕顆粒型填料：一般為濕法和干法亂堆的散裝填料1、拉西環(huán)：構(gòu)造簡單、制造容易、價格低廉、塔內(nèi)易產(chǎn)生壁流效應(yīng)和內(nèi)部溝流。2、鮑爾環(huán)：對氣流阻力小、通量大、傳質(zhì)效率高、彈性大。3、鞍型填料：床層均勻、空隙率達、對氣流阻力較拉西環(huán)小、傳質(zhì)效率高。4、階梯壞：傳質(zhì)效率高5、金屬環(huán)矩鞍:有利于汽液通過、內(nèi)部死角少、壁流減少、氣流阻力小、通量大、效率高。〔二〕規(guī)整填料：是由假設(shè)干形狀和幾何尺寸一樣單元組成的填料1、波紋網(wǎng)填料：空隙率大、比外表積大、流通量大、阻力小、潮濕率高、操作范圍寬、持液量小。2波紋板填料：格較波紋網(wǎng)低、剛度較大。二、填料要求〔一〕填料尺寸〔二〕填料材質(zhì)第十三頁，共31頁。填料吸收塔工藝計算一、物料衡算與操作線方程〔一〕物料衡算：

ＶＢ〔Ｙ１－Ｙ２〕＝ＬＳ〔Ｘ１－Ｘ２〕〔二〕操作線方程：Ｙ＝〔ＬＳ/ＶＢ〕Ｘ＋{Ｙ２－〔ＬＳ/ＶＢ〕Ｘ２}注意：該線斜率、通過的點以及各字母的含義。第十四頁，共31頁。二、最小吸收劑用量與吸收劑用量

〔ＬＳ/ＶＢ〕ｍｉｎ＝ｎ〔ＬＳ/ＶＢ〕三、塔經(jīng)計算

U=平安系數(shù)×泛點氣速uf式中氣體體積流量VS有設(shè)計任務(wù)給定。由上式可見，計算塔徑的核心問題是確定空塔氣速u第十五頁，共31頁。1．空塔氣速確實定1〕泛點氣速法泛點氣速是填料塔操作氣速的上限，填料塔的操作空塔氣速必須小于泛點氣速，操作空塔氣速與泛點氣速之比稱為泛點率。對于散裝填料，其泛點率的經(jīng)歷值為：對于規(guī)整填料，其泛點率的經(jīng)歷值為：泛點率的選擇主要考慮填料塔的操作壓力和物系的發(fā)泡程度兩方面的因素。設(shè)計中，對于加壓操作的塔，應(yīng)取較高的泛點率；對于減壓操作的塔，應(yīng)取較低的泛點率；對易起泡沫的物系，泛點率應(yīng)取低限值；而無泡沫的物系，可取較高的泛點率。第十六頁，共31頁。泛點氣速可用經(jīng)歷方程式計算，亦可用關(guān)聯(lián)圖求取。(1〕貝恩〔Bain〕－霍根〔Hougen〕關(guān)聯(lián)式填料的泛點氣速可由貝恩－霍根關(guān)聯(lián)式計算，即式中常數(shù)A和K與填料的形狀及材質(zhì)有關(guān)．不同類型填料的A、K值列于表中。由上式計算泛點氣速，誤差在15％以內(nèi)。第十七頁，共31頁。A、K值第十八頁，共31頁。(2〕埃克特〔Eckert〕通用關(guān)聯(lián)圖計算時，先由氣液相負荷及有關(guān)物性數(shù)據(jù)求出橫坐標的值，然后作垂線與相應(yīng)的泛點線相交，再通過交點作程度線與縱坐標相交，求出縱坐標值。此時所對應(yīng)的u即為泛點氣速uF。應(yīng)予指出，用埃克特通用關(guān)聯(lián)圖計算泛點氣速時，所需的填料因子為液泛時的濕填料因子，稱為泛點填料因子，以ΦF表示。泛點填料因子ΦF與液沐噴淋密度有關(guān)，為了工程計算的方便，常采用與液體噴淋密度無關(guān)的泛點填料因子平均值。下表列出了部分散裝填料的泛點填料因子平均值，可供設(shè)計中參考第十九頁，共31頁。第二十頁，共31頁。2平安系數(shù)一般工業(yè)裝置常用填料的平安系數(shù)如下。

填料平安系數(shù)拉西環(huán)60%~80%矩鞍及鮑爾環(huán)填料60%~85%

對有氣泡傾向的物系，平安系數(shù)可取45%~55%。也可根據(jù)消費條件，有可允許的壓力降反算出適宜的氣速。第二十一頁，共31頁。3．液體噴淋密度的驗算

填料塔的液體噴淋密度是指單位時間、單位塔截面上液體的噴淋量，其計算式為：第二十二頁，共31頁。

為使填料能獲得良好的潤濕，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。對于散裝填料，其最小噴淋密度通常采用下式計算，即：第二十三頁，共31頁。最小潤濕率是指在塔的截面上，單位長度的填料周邊的最小液體體積流量。其值可由經(jīng)歷公式計算，也可以采用一些經(jīng)歷值。對于直徑不超過75mm的散裝填料，可取最小潤濕速率為3/mh；對于直徑大于75mm的散裝填料，可取最小潤濕速率為3/mh。對于規(guī)整填料，其最小噴淋密度可從有關(guān)填料手冊中查得，設(shè)計中，通常取Umin＝。實際操作時采用的液體噴淋密度應(yīng)大于最小噴淋密度。假設(shè)液體噴淋密度小于最小噴淋密度，那么需進展調(diào)整，重新計算塔徑。第二十四頁，共31頁。四、填料高度層計算

填料層高度＝傳質(zhì)單元高度×傳質(zhì)單元數(shù)

〔一〕傳質(zhì)單元數(shù)：１、吸收因數(shù)法２、對數(shù)平均推動力法

〔二〕傳質(zhì)單元高度第二十五頁，共31頁?！踩车劝甯叨确ú捎玫劝甯叨确ㄓ嬎闾盍蠈痈叨鹊母竟綖椋?、理論板數(shù)公式見?化工單元過程課程設(shè)計?75頁第二十六頁，共31頁。第二十七頁，共31頁。應(yīng)予指出，采用上述方法計算出填料層高度后，還應(yīng)留出一定的平安系數(shù)。根據(jù)設(shè)計經(jīng)歷，填料層的設(shè)計高度一般為第二十八頁，共31頁。填料塔的輔助構(gòu)件一、液體分布器作用：均勻分布液