【正文】 填料塔的工藝計(jì)算及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文 目錄緒論 ............................................... 1第一節(jié) 塔設(shè)備的發(fā)展 ................................ 1第二節(jié) 吸收技術(shù)的概況及其設(shè)備 ....................... 2第一章 設(shè)計(jì)條件及設(shè)計(jì)內(nèi)容 ........................... 4第一節(jié) 設(shè)計(jì)題目 ..................................... 4第二節(jié) 設(shè)計(jì)方案 ..................................... 4第三節(jié) 吸收操作參數(shù)的選擇 ........................... 5第四節(jié) 填料的選擇 ................................... 5第二章 吸收塔的工藝計(jì)算 ............................. 8第一節(jié) 基礎(chǔ)的物性數(shù)據(jù) ............................... 8第二節(jié) 物料衡算 ..................................... 8 第三節(jié) 塔徑的計(jì)算 .................................. 10第四節(jié) 填料層高度的計(jì)算 ............................ 13第五節(jié) 填料層壓降的計(jì)算 ............................ 16第三章 塔附屬設(shè)備工藝計(jì)算 .......................... 18第一節(jié) 塔附屬高度的計(jì)算 ............................ 18第二節(jié) 填料塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ............................ 18第三節(jié) 輔助裝置及附件 .............................. 21第四章 吸收塔的機(jī)械計(jì)算 ............................ 23第一節(jié) 主要的工藝參數(shù) .............................. 23第二節(jié) 材料的選擇 .................................. 23 第三節(jié) 塔的強(qiáng)度和穩(wěn)定性校核 ........................ 23結(jié)論 ................................................. 32 參考文獻(xiàn) ............................................ 33致謝 ................................................ 35 緒論 第一節(jié) 塔設(shè)備的發(fā)展 塔設(shè)備是化工、石油化工和煉油等生產(chǎn)中最重要的設(shè)備之一。它能使（或汽）液或液液兩相之間進(jìn)行緊密接觸，達(dá)到相際傳質(zhì)及傳熱的目的。精餾、吸收、解吸、和萃取等可在塔設(shè)備完成，這些是常見的塔設(shè)備單元操作。此外，工業(yè)氣體的冷卻與回收、氣體的濕法凈制和干燥，以及兼有氣液兩相傳質(zhì)和傳熱的增濕、減濕等。在化學(xué)工業(yè)中，經(jīng)常需要將氣體混合物中的各個(gè)組分加以分離，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分離方法之一，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達(dá)到分離的目的。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)于人體健康和大氣環(huán)境都會(huì)造成破壞和污染，因此，為了避免化學(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)行吸收，設(shè)計(jì)采用填料塔進(jìn)行吸收操作是因?yàn)樘盍峡梢蕴峁┚薮蟮臍庖簜髻|(zhì)面積而且填料表面具有良好的湍流狀況，從而使吸收過程易于進(jìn)行，而且，填料塔還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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。塔器得到了快速的發(fā)展，20世紀(jì)80年代，裝置開始大型化，填料重新受到了重視，新型填料接二連三問世，這些填料壓降較低和傳質(zhì)效率高，為填料塔的推廣創(chuàng)造了條件。在煉油、化學(xué)工業(yè)的發(fā)展中，塔器得到了快速的發(fā)展。此后20年間，填料塔技術(shù)有了很大的進(jìn)步，涌現(xiàn)很多高效填料與新型塔內(nèi)件，特別是新型高效規(guī)整填料的不斷開發(fā)與應(yīng)用，沖擊了蒸餾設(shè)備以板式塔為主的局面，且大有取代板式塔的趨勢(shì)。最大直徑規(guī)整填料塔已達(dá)14～20m，結(jié)束了填料塔只適用于小直徑塔的歷史，這標(biāo)志著填料塔的塔填料、塔內(nèi)件及填料塔本身的綜合設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)新階段?？v觀填料塔的發(fā)展，可以看出，直至80年代末，新型填料的研究始終十分活躍，尤其是新型規(guī)整填料不斷涌現(xiàn)，所以當(dāng)時(shí)有人說是規(guī)整填料的世界，規(guī)整填料的特點(diǎn)分離效率高、通量及操作彈性大、阻力壓降小、放大效應(yīng)低，填料塔的重大突破是其的放大技術(shù)，取代了傳統(tǒng)填料塔，而且一些代替了大型板式塔。 在新型填料塔技術(shù)中，填料塔的氣液超重是在化學(xué)和加工工業(yè)中通常遇到，液體分布十分重要，這是因?yàn)椋海?）不良液體初始分布會(huì)導(dǎo)致分離效率急劇下降，（2）不良的初始分布難以達(dá)到填料層的自然流分布，（3）新型高效填料一般具有較小的徑向分布系數(shù)。因此，塔內(nèi)件的設(shè)計(jì)，特別是液體分布器和進(jìn)氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，成為開發(fā)大型填料塔的核心問題。而流體均布理論和技術(shù)又是發(fā)展填料塔內(nèi)件的先導(dǎo)。目前，對(duì)液體的初始分布器和再分布器的研究，相對(duì)來說較多，也較為充分和成熟。現(xiàn)在已發(fā)展的形式有，盤式、槽式、排管式、槽盤式、噴嘴式及飛濺式等。 70年代以前，在大型塔中，占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的是板式塔。70年代初出現(xiàn)能源危機(jī)，節(jié)能問題隨之出現(xiàn)。隨著石油化工業(yè)的發(fā)展，填料塔受到人們的青睞，此后20年間填料塔技術(shù)有了很大進(jìn)步?？v觀填料塔的發(fā)展，新型填料塔的研究始終都在進(jìn)行。 第2節(jié) 吸收技術(shù)的概況及其設(shè)備吸收是利用不同氣體組分在溶劑中的溶解度的不同進(jìn)行選擇性溶解吸收，氣體吸收的過程時(shí)常用的化工原料過程中的氣體混合物的分離步驟。在化工生產(chǎn)中，我們經(jīng)常需要對(duì)各組分的混合氣體進(jìn)行分離，這樣做的目的是：在生產(chǎn)過程中，除去其中有害的物質(zhì)成分，例如，氣體的凈化；從成品中回收混合氣體中的有用物質(zhì)。分離的氣體混合物中，根據(jù)氣體混合物中各組分的化學(xué)性質(zhì)或者物理性質(zhì)的不同進(jìn)行分離，就是由于這些性質(zhì)，我們可以選擇不同的分離方法。對(duì)于吸收操作來說，只有一個(gè)吸收方法。實(shí)際生產(chǎn)中，用于回收的吸收其中的吸收過程是必須的。所以在一般情況下，一個(gè)完整的吸收，包括吸收和解析兩個(gè)過程。所以。在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮這兩個(gè)過，以便得到更好的設(shè)計(jì)效果吸收在工業(yè)上有著廣泛的應(yīng)用：（1） 廢氣的治理。很多工業(yè)廢氣中夾雜著SO2，氮氧化物，汞蒸氣等有害物質(zhì)，濃度雖低，但對(duì)人體和環(huán)境的危害甚大而必須進(jìn)行治理，選擇適當(dāng)?shù)奈占夹g(shù)進(jìn)行吸收；（2） 原料氣的凈化。除去原料氣中所含的雜質(zhì)，吸收是最常用的方法；（3） 某些產(chǎn)品的制取，將氣體中需要的成分以指定的溶劑吸收出來，成為溶液態(tài)的產(chǎn)品或者半成品；（4） 有用組分的回收。比如從有機(jī)溶劑的蒸汽從焦?fàn)t氣洗油回收使用苯等。對(duì)于吸收設(shè)備，在水吸收氨的過程中，可以選擇的設(shè)備有很多，并且這些設(shè)備具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于安裝、造價(jià)低、操作維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于吸收過程來說，液氣比較大。因此適合填料塔裝置，填料塔阻力還小，并且效率高。綜合來說，對(duì)于吸收過程，大部分選擇填料塔吸收。填料塔的工藝設(shè)計(jì)，根據(jù)操作的溫度，容量，操作的平衡壓力以及所計(jì)算出的填料的大小和塔內(nèi)徑之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系來決定。在填料塔的發(fā)展過程中，填料仍處在發(fā)展過程中，其提升階段主要集中在：填料的強(qiáng)度、使用的共同因素、經(jīng)營利潤及業(yè)績(jī)、傳質(zhì)效率的提高等。結(jié)合各種填料的優(yōu)缺點(diǎn)，進(jìn)而可以開發(fā)出結(jié)構(gòu)良好的、流體分布均勻、堆積接觸面積