【正文】 5 1 4 . 3 6 3 5 1 . 6 5 5 0 4 8 . 4 aP Z P? ? ? ? ? ? 3. 填料塔附件的選擇 液體分布器簡要設計 液體分布器可分為初始分布器和再分布器，初始分布器設置于填料塔內，用于將塔頂液體均勻的分布在填料表面上，初始分 布器的好壞對填料塔效率影響很大，分布器的設計不當，液體預分布不均，填料層的有效濕面積減小而偏流現象和溝流現象增加，即 16 使填料性能再好也很難得到滿意的分離效果。對于水吸收丙酮的過程，操作溫度及操作壓力較低，塑料可耐一般的酸堿腐蝕，所以工業(yè)上通常選用塑料散裝填料。 2 對溶質有較高的選擇性。一般多采用聚丙烯材質。 脈沖填料是由帶縮頸的中 空棱柱形個體，按一定方式拼裝而成的一種規(guī)整填料。兩種，組裝時相鄰兩波紋板 反向靠疊。 二 .規(guī)整填料 規(guī)整填料是按一定的幾何構形排列，整齊堆砌的填料。矩鞍填料一般采用瓷質材料制成，其性能優(yōu)于拉西環(huán)。 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)。 串 — 并聯混合操作 若吸收處理的液量很大，如果用通常的流程，則液體在塔內的噴淋密度過大，操作氣速勢必很?。ǚ駝t易引起液泛），塔的生產能力很低。通常采用逆流操作，氣體自塔低通入，液體從塔頂灑下， 因此溶液從塔底流出前與剛進入塔的氣相接觸，可使溶液的濃度盡量提高，經吸收后的氣體從塔頂排除前與剛入塔的液體接觸，又可使出塔氣體中溶質濃度盡量降低。氣液兩相在塔內進行逐級接觸，兩相組成沿塔高呈階梯式變化。 化工原理課程設計 課程名稱 : ____填料塔設計 ____ 設計題目 : ____水吸收丙酮 ____ 院 系 : ___ 化工學院 _____ 學生姓名 : _____ ______ 學 號 : ____ ____ 專業(yè)班級 : ____化藝 1001 班 ____ 指導教師 : ______ ______ 1 化工原理課程設計任務書 （一） 設計題目：水吸收空氣中的丙酮填料塔的工藝設計 （二） 設計條件 1．生產能力 :每小時處理混合氣體 8000Nm3 /h 2．設備形式 :填料塔 3．操作壓力： 4．操作溫度 :298K 5．進塔混合氣體中含丙酮 6%（體積比） 6．丙酮的回收率為 99% 7．每年按 330 天計，每天按 24 小時連續(xù)生產 8．建廠地址：蘭州地區(qū) 9．要求每米填料的壓降都不大于 103 Pa。填料塔則在塔體內裝填填料，液體由上而下流動中在填料上分布匯合，氣體則在填料縫隙中向上流動。 在逆流操作下，在相同的進出口組成條件下，逆流吸收流程具有較大的平均傳質推動力，可以減少設備尺寸，提高吸收率和吸收劑使用效率，可以實現多級理論級操作，氣體凈化程度較高，常在工業(yè)上應用。實際生產中可采用氣相作串聯，液相作并聯的混合流程；若吸收過程處理的液量不大而氣相流量很大時，可采用液相作串聯，氣相作并聯的混合流程。拉西環(huán)填料的氣液分布較差，傳質效率低，阻力大，通量小，目前工業(yè)上已較少應用。目前，國內絕大多數應用瓷拉西環(huán)的場合，均已被瓷矩鞍填料所取代。規(guī)整填料種類 很多，根據其幾何結構可分為格柵填料、波紋填料、脈沖填料等。各盤填料垂直裝于塔內，相鄰的兩盤填料間交錯 90176。脈沖填料組裝后，會形成帶縮頸的多孔棱形通道，其縱面流道交替收縮和擴大，氣液兩相通過時產生強烈的湍動?？赡鸵话銦o機酸、堿和有機溶劑腐蝕。 。在塑料散裝填料中，階梯環(huán)填料氣體通量大、流動阻力小、傳質效率高，故此選用 DN50 聚丙烯階梯環(huán)填料。因而液體分布器的設計十分重要。 [8] 液體分布器的選擇 該吸收塔液相負荷較大，而氣相負荷相對較小，根據本吸收的要求和物系的性質可選用槽式液體分 布器。一般要求壓板和限制板自由截面分率大于 70%。 4. 結論 通過本次課程設計，讓我對水吸收丙酮填料塔的設計方案和填料塔設計的基本過程的設計方法、步驟、思路、有一定的了解與認識。 [1]姚玉英 .化工原理：上冊，下冊 [M].天津：天津科學技術出版社， 2020年 。 [5]張受謙 .化工手冊：上卷 [M].濟南：山東科學技術出版社， 1986年。 這次設計的填料塔的一些物性參數未能查到的確切數據，是通過分析計算得到的，這給計算帶來了一定的誤差。液體再分布器形狀如漏斗，在液體再分布器側壁裝有若干短管，使近塔壁的上升氣流通過短管與中心氣流匯合，以利氣流沿塔截面均勻分布。氣體噴射型，分為圓柱升氣管式的氣體噴射型支承板和梁式氣體噴射型支承板。 液體分布器的性能主要由分布器的布液點密度（即單位面積上的布液點數），各布液點均勻性，各布液點上液相組成的均勻性決定，設計液體分布器主要是決定這些參數的結構尺寸。 2. 設計計算 基 礎 物 性數 據 液相物性數據 對低濃度吸收過程，溶液的物性資料可近似取純水的物性數據。 5 吸收劑的黏度小， 有利于氣液兩相接觸良好，提高傳質速率。通量大壓降低，但表面濕潤性差，可以通過適當的表面處理來改善其表面濕潤性能。在擴大段，氣速減到最小，實現兩相的分離。波紋填料按結構可分為網波紋填料和板波紋填料兩大類，其材質又有金屬、塑料和陶瓷等之分。工業(yè)上應用最早的格柵填料為木格柵填料。由于高徑比減少，使得氣體繞填料外壁的平均路徑大為縮短，減少了氣體通過填料層的阻力。鮑爾環(huán)由于環(huán)壁開孔，大大提高了環(huán)內空間及環(huán)內表面的利用率，氣流阻力小，液體分布均勻。填料的選擇包括填料的種類、規(guī)格及材質 等。 吸收劑部分再循環(huán)操作 在逆流操作系統(tǒng)中，用泵將吸收塔排出液體的一部分冷卻 后與補充的新鮮吸收劑一同送回塔內，即為部分再循環(huán)操作。 [2] 填料塔的基本特點是結構簡單，壓力降小，傳質效率高，便于采用耐腐蝕材料制造等，對于熱敏性及容易發(fā)泡的物料，更顯出其優(yōu)越性。 4．填料層高度計算 5．填料層壓降核算 如果不符合上述要求重新進行以上計算 6．填料塔附件的選擇 （ 1） 液體分布裝置 （ 2）液體再分布裝置 （ 3）填料支撐裝置 （ 4）氣體的入塔分布 . (四）參考資料 《化工原理課程設計》 賈紹義 柴誠敬 天津科學技術出版 《現代填料塔技術》 王樹盈 中國石化出版 《化工原理》 夏清 天津科學技術出版 （五）計算結果列表（見下頁） 3 參數 符號 單位 計算結果 操作條件 平均壓力 P KPa 平均溫度 T K 298 平均 流率 氣相 V hkmol 液相 L 2hkg 丙酮的濃度 c 3koml/m 塔頂 6% 塔底 % 物性參數 平均密度 氣相 mV? 3mkg 液相 L? 3mkg 平均黏度 m? h)(m2?kg 平均表面張力 L? 2hkg 主要工藝結構尺寸 填料的類型 塑料階梯環(huán) 填料的規(guī)格 ?? 空塔氣速 u sm 泛點氣速 Fu sm 塔徑 D m 填料層高度 Z39。根據塔內氣液接觸部件的結構