【文章內(nèi)容簡介】 3)階梯環(huán)填料。階梯環(huán)是對鮑爾環(huán)的改進(jìn)，與鮑爾環(huán)相比，階梯環(huán)高度減少了一半，并在一端增加了一個(gè)錐形翻邊。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。錐形翻邊不僅增加了填料的機(jī)械強(qiáng)度，而且使填料之間由線接觸為主變成以點(diǎn)接觸為主，這樣不但增加了填料間的間隙，同時(shí)成為液體沿填料表面流動的匯集分散點(diǎn)，可以促5進(jìn)液膜的表面更新，有利于傳質(zhì)效率的提高。階梯環(huán)的綜合性能優(yōu)于鮑爾環(huán)，成為目前使用的環(huán)形填料中最為優(yōu)良的一種。(4)弧鞍填料?；“疤盍蠈侔靶翁盍系囊环N，其形狀如同馬鞍，一般采用瓷質(zhì)材料制成?；“疤盍系奶攸c(diǎn)是表面全部敞開，不分內(nèi)外，液體在表面來那個(gè)側(cè)均勻的流動，表面利用率高，流道呈弧形，流動阻力小。其缺點(diǎn)是易發(fā)生套疊，致使一部分填料表面被重合，使傳質(zhì)效率降低?；“疤盍蠌?qiáng)度較差，容易破碎，工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用不多。(5)矩鞍填料。將弧鞍填料兩端的弧形面改成矩形面，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)。目前國內(nèi)絕大多數(shù)應(yīng)用瓷拉西環(huán)的場合，均已被矩鞍填料所取代。(6)環(huán)矩鞍填料。環(huán)矩鞍填料是兼顧環(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)，是工業(yè)應(yīng)用最為普遍的一種金屬散裝填料。下圖為幾種實(shí)體填料： 拉西環(huán) 鮑爾環(huán) 階梯環(huán) 弧鞍形填料 矩鞍形填料圖 幾種實(shí)體填料 規(guī)整填料規(guī)整填料是按一定的幾何圖形排列，整齊堆砌的填料。規(guī)整填料種類很多，根據(jù)幾何結(jié)構(gòu)可分為格柵填料、波紋填料、脈沖填料等。工業(yè)上應(yīng)用的規(guī)整填料絕大部分為波紋填料。波紋填料按結(jié)構(gòu)分為網(wǎng)波紋填料和板波紋填料兩大類，可用陶瓷、塑料、金屬等材質(zhì)制造。金屬絲網(wǎng)波紋填料是網(wǎng)波紋填料的主要形式，是由金屬絲網(wǎng)制成的。其特點(diǎn)是壓降低、分離效率高，特別適用于精密精餾及真空精餾裝置，為難分離物系、熱敏性物系的精餾提供了有效的手段。盡管其造價(jià)高，但因性能優(yōu)良仍得6到廣泛使用。金屬板波紋填料是板波紋填料的主要形式。該填料的波紋板片上沖壓有許多 的小孔，可起到粗分配板片上的液體，加強(qiáng)橫向混和作用。波m6~4?紋板片上軋成細(xì)小溝紋，可起到細(xì)分配板片上的液體、增強(qiáng)表面潤濕性能的作用。金屬孔板波紋填料強(qiáng)度高，耐腐蝕性強(qiáng)，特別適用于大氣直徑塔及氣、液負(fù)荷較大的場合。波紋填料的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，阻力小，傳質(zhì)效率高，處理能力大，比表面積大。其缺點(diǎn)是不適用于處理黏度大、易聚合或有懸浮物的材料，且裝卸、清理困難，造價(jià)高。綜上所述，經(jīng)分析各填料特點(diǎn)、性能，本課設(shè)選擇散裝階梯環(huán)填料。 填料規(guī)格的選擇工業(yè)塔常用的散裝填料主要有 Dn16\Dn25\Dn38\ Dn76 等幾種規(guī)格。同類填料，尺寸越小，分離效率越高，但阻力增加，通量減小，填料費(fèi)用也增加很多。而大尺寸的填料應(yīng)用于小直徑塔中，又會產(chǎn)生液體分布不良及嚴(yán)重的壁流，使塔的分離效率降低。因此，對塔徑與填料尺寸的比值要有一規(guī)定。常用填料的塔徑與填料公稱直徑比值 D/d 的推薦值列于。表 31填料種類 D/d 的推薦值拉西環(huán) D/d 20~30?鞍環(huán) D/d 15鮑爾環(huán) D/d 10~15階梯環(huán) D/d8環(huán)矩鞍 D/d8 填料材質(zhì)的選擇工業(yè)上，填料的材質(zhì)分為陶瓷、金屬和塑料三大類.(1)陶瓷填料。陶瓷填料具有良好的耐腐蝕性及耐熱性，一般能耐除氫氟酸以外的常見的各種無機(jī)酸、有機(jī)酸的腐蝕，對強(qiáng)堿介質(zhì)，可以選用耐堿配方制7造的耐堿陶瓷填料。陶瓷填料因其質(zhì)脆、易碎，不易在高沖擊強(qiáng)度下使用。陶瓷填料價(jià)格便宜，具有很好的表面潤濕性，工業(yè)上，主要用于氣體吸收、氣體洗滌、液體萃取等過程。(2)金屬填料。金屬填料可用多種材質(zhì)制成，金屬材料的選擇主要根據(jù)物系的腐蝕性和金屬材質(zhì)的耐腐蝕性來綜合考慮。碳鋼填料造價(jià)低，且具有良好的表面濕潤性能，對于無腐蝕或低腐蝕性物系應(yīng)優(yōu)先考慮使用；不銹鋼填料耐腐蝕性強(qiáng)，一般能耐 以外常見物系的腐蝕，但其造價(jià)較高；鈦材、特種合金cl?鋼等材質(zhì)制成的填料造價(jià)級高，一般只在某些腐蝕性極強(qiáng)的物系下使用。金屬填料可制成薄壁結(jié)構(gòu)（ ~），與同種類型、同種規(guī)格的陶瓷、塑料填料相比，它的通量大、氣體阻力小，且具有很高的抗沖擊性能，能在高溫、高壓、高沖擊強(qiáng)度下使用，工業(yè)應(yīng)用主要以金屬填料為主。(3)塑料填料。塑料填料的材質(zhì)主要包括聚丙烯、聚乙烯及聚氯乙烯等，國內(nèi)一般多采用聚丙烯材質(zhì)。塑料填料的耐腐蝕性能較好，可耐一般的無機(jī)酸、堿和有機(jī)溶劑的腐蝕。其耐溫性良好，可長期在 100℃以下使用。聚丙烯填料在低溫（低于 0℃）時(shí)具有冷脆性，在低于 0℃的條件下使用要謹(jǐn)慎，可選用耐低溫性能好的聚氯乙烯填料。塑料填料具有輕質(zhì)、廉價(jià)、耐沖擊、不易破碎等優(yōu)點(diǎn)，多用于吸收、解吸、萃取、除塵等裝置中。塑料填料的缺點(diǎn)是表面潤濕性能較差，在某些特殊應(yīng)用場合，需要對其表面進(jìn)行處理，以提高表面潤濕性能。所以本次課設(shè)選用聚丙烯填料。 基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù) 液相物性數(shù)據(jù)對低濃度吸收過程，溶液的物性數(shù)據(jù)可近似取純水的物性數(shù)據(jù)。由手冊查得 20 ℃水的有關(guān)物性數(shù)據(jù)如下：1. ??2. ??黏 度 ：83. 表面張力為:???4. 3320:??5. 6241/lDh??6. 3:.vcms??? 氣相物性數(shù)據(jù)1. 混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為 )/()(708. kmolgM??????2. 混合氣體的平均密度 333 /???R= 3/mKPakol??3. 混合氣體黏度可近似取為空氣黏度。查手冊得 20 時(shí)，空氣的黏度C??????????注： 1 1Pa..s=1kg/? 22PaNks?? 氣液相平衡數(shù)據(jù)由手冊查得，常壓下，20 時(shí)，NH 在水中的亨利系數(shù)為 E=在水中的溶解度: H=,相平衡常數(shù)： ????PMEmSL?溶解度系數(shù): )/(? 物料橫算1. 進(jìn)塔氣相摩爾比為 0869..1??Y92. 出塔氣相摩爾比為 ?Y對于純?nèi)軇┪者^程，進(jìn)塔液相組成為： (清水)02?X混合氣體流量： /?惰性氣體流量： )(6.)08(??最小液氣比： ..)(2121min ?????XYL取實(shí)際液氣比為最小液氣比的 倍，則可得吸收劑用量為： )/(.???)(1????YVXV——單位時(shí)間內(nèi)通過吸收塔的惰性氣體量，kmol/s。L——單位時(shí)間內(nèi)通過吸收塔的溶解劑，kmol/s。Y Y2——分別為進(jìn)塔及出塔氣體中溶質(zhì)組分的摩爾比，koml/koml。X X2——分別為進(jìn)塔及出塔液體中溶質(zhì)組分的摩爾比，koml/koml。液氣比 ???VL?經(jīng)計(jì)算該吸收過程為低濃度吸收過程，溶液的物性數(shù)據(jù)可近似取純水的物性數(shù)據(jù)?；旌蠚怏w的黏度可近似取為空氣的黏度。10第二節(jié) 填料塔工藝尺寸的計(jì)算填料塔工藝尺寸的計(jì)算包括塔徑的計(jì)算、填料能高度的計(jì)算及分段 塔徑的計(jì)算混合氣體的密度 333 / ?????填料總比