【導(dǎo)讀】填料支承裝置選擇......

　　

【正文】 24 在升氣管上方加設(shè)蓋帽。 表 33 梁型再分布器的設(shè)計(jì)參考數(shù)據(jù) 塔徑 (mm) 盤外徑 D1（ mm） 螺栓圓直徑 D2（ mm） 分塊數(shù) 升氣管數(shù) 液體負(fù)荷范圍（ m3/h） 2021 1975 1835 19 6 ～ 340 裙座的選擇 裙座 直接焊在塔釜封頭上，可以直接采用對(duì)接焊縫，即使裙座的外周與殼體外圍齊平。 為便于工作， 取裙座的總高度為 h 裙座 =3m。 封頭的選擇 本設(shè)計(jì) 選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭。 因?yàn)樾枰捎煤附拥裙に?，所以封頭壁厚取 S=10mm。 查《化工工程制圖》 P178 得，公稱直徑 DN=2021mm，曲面高度 h1=500mm，直邊高度 h2=40mm。 總高度 H=S+h1+h2=550mm。 圖 34 封頭結(jié)構(gòu)圖 除沫裝置設(shè)計(jì) 除沫裝置類型 當(dāng)空塔氣速較大，塔頂濺液現(xiàn)象嚴(yán)重，以及工 藝 過程不允許出塔氣體夾帶霧 25 滴的情況下，設(shè)置除沫器，從而減少液體的夾帶損失，保證后續(xù)設(shè)備的正常操作。 除沫裝置安裝在液體分布器上方，用以除去出氣口氣流中的液滴。由于二氧化硫溶于水中易產(chǎn)生泡沫 。 為了防止泡沫隨出氣管排出，影響吸收效率，采用除沫裝置 。 常用的除沫裝置有折板除沫器、絲網(wǎng)除沫器以及旋流板除沫器。此外還有鏈條型除沫器、多孔材料除沫器及玻璃纖維除沫器等。在分離要求不嚴(yán)格的操作場(chǎng)合，還將干填料層作除沫器用。 除沫器形式一般是根據(jù)所分離液滴的直徑，要求的捕沫效率及給定的壓力降來確定。拉西環(huán)、鮑爾環(huán)及鞍形填料可 用于分離 51 10 m? 以上的霧滴，壓力降較?。欢嗫撞牧嫌糜诜蛛x 63 10 m? 以下的霧滴，但只適用于清潔、不易自聚和結(jié)焦的物料；纖維用于分離 51 10 m? 以下的霧滴，效果很好，但壓力降較大，宜用于精分離及有腐蝕的物系；旋流板除沫器使氣體產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，利用離心力分離霧沫，除沫效率可達(dá) 98~99％，其壓力降介于折板與絲網(wǎng)之間。 除沫裝置選擇 由于絲網(wǎng)除沫器具有比表面積大，重量輕，空隙 率大以及使用方便等優(yōu)點(diǎn)。尤其是它具有除沫效率高，壓力降小的特點(diǎn)，從而成為一種廣泛使用的除沫裝置。 則本設(shè)計(jì)選用絲網(wǎng)除沫器， 材質(zhì)為不銹鋼，型式為標(biāo)準(zhǔn)型 。 最大允許氣速m a x 9 9 8 . 2 1 . 2 8 60 . 1 1 3 . 0 6 /1 . 2 8 6L v mvmu k m s???? ?? ? ? ? 其中 K 為系數(shù)，取決于網(wǎng)套結(jié)構(gòu)及操作條件，一般取 K=。 ∵ 實(shí)際空速 /u m s? ， ∴ 所選用的除沫器符合要求。 表 34 除沫器其特性參數(shù) 型式 容積重度（ N/m3） 比表面積（ m2/m3） 空隙率（ m3/m3) 標(biāo)準(zhǔn)型 1440 295 規(guī)格 材料 網(wǎng)絲尺寸（ mm） 60～ 150型 不銹鋼絲 金屬絲 * 26 圖 35 標(biāo)準(zhǔn)型網(wǎng) 表 35 上裝式絲網(wǎng)除沫器基本參 數(shù) 公稱直徑 DN mm 主要外形尺寸 mm H H1 D 質(zhì)量， kg 2021 150 410 1900 204 按除沫器的安裝位置，分為安裝在設(shè)備頂部出氣管下方和安裝在殼體上不兩種結(jié) 構(gòu)形式；按網(wǎng)快安放方式分為上裝式（人孔開設(shè)在除沫器上方）和下裝式兩種。標(biāo)準(zhǔn)推薦 D300～ D600 的除沫器采用卷制絲網(wǎng)，而大于 D800 的采用平鋪結(jié)構(gòu)。 進(jìn)出氣液管道的 設(shè)計(jì) 液體進(jìn)口及出口裝置 液體進(jìn)口管通常與液體分布裝置相連，其結(jié)構(gòu)由液體分布裝置確定。 液體的出口裝置既要便于搭內(nèi)排液，又能將塔內(nèi)部與外部大氣相隔離。常用的液體出口裝置可采用液封裝置，這種裝置一般用于負(fù)壓的塔。若塔的內(nèi)外壓差較大時(shí)，又可用倒 U型管密封裝置 （如下圖） 。 27 圖 42 U 型管密封裝置圖 圖 氣體進(jìn)口及出口 裝置 為了獲得填料塔的最佳性能，必須設(shè)計(jì)合理的氣流入塔裝置及分布裝置。對(duì)于塔徑小于 的小塔，可以采用簡(jiǎn)單的進(jìn)氣及分布裝置。它有兩種方式，一種是氣流直接進(jìn)塔裝置；一種是具有緩沖擋板的簡(jiǎn)單進(jìn)料裝置，當(dāng)氣流進(jìn)入時(shí)，由于緩沖擋板的祖丹作用使氣體從兩側(cè)面環(huán)流向上，并均勻地分布到填料層中。 填料塔總高度計(jì)算 ⑴填料塔基本尺寸 塔徑 D= 填料層總高度 Z’ =7m 填料層壓降 Pa?? ⑵ 填料塔總高度 一 個(gè)完整的吸收塔，除了填料高度外，還有其他附屬高度，因此塔高的計(jì)算還包括塔附屬高度的計(jì)算 ①塔頂 部的高度：除沫器 裝于塔頂，所需塔頂分離空間總高度為 1200mm，h1=； ②塔主體高度：即填料層高度 z39。=7m； ③ 液體再分布器的高度：梁型再分布器高度 h2取 ； ④塔底 空間 高度： 由于塔底要接氣相接管，所以塔底空間高度取 h3=。 28 ⑤裙座 高度 ： h 裙座 =3m， 裙座 筒體 上端 面至塔 釜封 頭切線 距離4h =72mm=。 ⑥兩個(gè)封頭高度： 5h =550? 2=1100mm= 塔的附屬總高為： h =h1+ h2+h3+ h 裙座 + 4h + 5h =， 所以塔的總高： H=h+z39。=+7=。 29 第四章 設(shè)計(jì)總結(jié) 本次課程設(shè)計(jì)是在 大 四 進(jìn)行的， 是在學(xué)習(xí)了化工原理、大氣污染控制工程和水污染控制工程之后，而且，化工原理曾做過類似的課程設(shè)計(jì)，因此本次設(shè)計(jì)是對(duì)大學(xué)所學(xué)的專業(yè)知識(shí)的綜合復(fù)習(xí)， 是對(duì)實(shí)際 設(shè)備 的一個(gè)加深理解。 本次設(shè)計(jì)所花時(shí)間是一周，在一周緊張的搜集資料、計(jì)算、選型后，終于圓滿結(jié)束了本次設(shè)計(jì)，一個(gè)填料塔的大致模型出爐了。回顧一周的設(shè)計(jì)經(jīng)歷，還是覺得挺欣慰的。因?yàn)橛性O(shè)計(jì)填料塔的經(jīng)驗(yàn)，資料也容易搜集，計(jì)算更加 方便快捷，選型也稍簡(jiǎn)便。只是在只做說明書和 CAD 制圖過程還是遇到了一些阻礙： （ 1）資料不夠，上網(wǎng)搜集困難 ； (2)計(jì)算過程中，有些公式很 復(fù)雜，也很難理解 ；（ 3）對(duì)吸收過程的理解和運(yùn)用 還不很熟悉 ； （ 4）對(duì) 設(shè)備 以及 CAD 制圖的不熟練 ；（ 5）還有一些其他的問題，例如計(jì)算的準(zhǔn)確度等等。 很多看似很不起眼的問題，卻在實(shí)際設(shè)計(jì)中給我們帶來了不少的阻礙，不過，我們都很認(rèn)真很盡力地去一一解決了。看到最終設(shè)計(jì)出來的作品，沒有驕傲但至少充滿欣慰。 當(dāng)然， 在本次設(shè)計(jì)中，很感謝老師同學(xué)提供的幫助，是你們，才使得本次設(shè)計(jì)得以順利完成， 我才能 交出成果 。是你們的支持和一起相互交流的意見，使得本次設(shè)計(jì)客服了重重阻礙。謝謝你們。 課程設(shè)計(jì)不僅是一次作業(yè)，不僅是能交出成果就好的 。從設(shè)計(jì)中模擬實(shí)際工作中的情境，遇到問題，學(xué)會(huì)分析問題、解決問題才是最重要的。以一種積極的態(tài)度對(duì)待遇到的每個(gè)問題，遇到的問題積極查閱文獻(xiàn)，解決問題并掌握相關(guān)的一些知識(shí)，才是課程設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。感謝學(xué)校，感謝老師安排的本次設(shè)計(jì)??！ 30 附錄一 工藝設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果匯總及主要符號(hào)說明 工藝設(shè)計(jì)計(jì)算匯總表 序號(hào) 項(xiàng)目 數(shù)值 1 混合氣體處理量 U（ kmol /h） 300 2 進(jìn)塔氣相摩爾比 Y1 3 出塔氣相摩比 Y2 4 進(jìn)塔液相摩爾分率 X2（ Okmo lHkmo lS O 22 ） 0 5 出塔液相摩爾分率 X1 （ Okmo lHkmo lS O 22 ） 6 混合氣體平均摩爾質(zhì)量VmM （ molg ） 7 混合氣體的平均密度Vmρ （ 3mkg ） 8 混合氣體的粘度Vμ （ )( hmkg ） 9 吸收劑用量 L（ hkmol ） 10 氣相質(zhì)量流量Vw （ hkg ） 9435 11 液相質(zhì)量流量 Lw （ hkg ） 12 氣相總傳質(zhì)單元數(shù)OGN （ m） 13 氣相總傳質(zhì)單元高度OGH(m) 14 空塔氣速 u (m/s) 15 泛點(diǎn)氣速 uF (m/s) 16 泛點(diǎn)率 f % 17 圓整塔徑 D（ m） 18 填料層高 Z (m) 19 填料塔上部高度 h (m) 20 填料塔下部高度 h (m) 21 塔的附屬高度 h(m) 31 22 塔總高度 H 主要符號(hào)說明 符號(hào) 意義 單位 X 平衡時(shí)液相 SO2摩爾比 Y 氣相 SO2摩爾比 y 氣相 SO2摩爾分率 Lw 液體的質(zhì)量流量 hkg Vw 氣體的質(zhì)量流量， hkg V? 氣體密度 3/kgm Z 填料層高度， m V 惰性氣相流量 hkmol/ SL 溶劑的摩爾流率 12/ smkmol ? Y 氣相中溶質(zhì)的比摩爾分率； X 液相中溶質(zhì)的比摩爾分率。 minU 最小噴淋密度 123/ hmm ? wL 潤(rùn)濕率 113/ hmm ? D 填料塔直徑 m sV 氣體的體積流量 13/sm u 空塔氣速 1/sm fu 液泛氣速 1/sm g 重力加速度 2/ mNg = Lk 液相傳質(zhì)系數(shù) ? ? 123/k m o l m s k m o l m ??????? 32 LD 溶質(zhì)在液相中的傳質(zhì)系數(shù) 2/ms； Gk 氣相傳質(zhì)系數(shù) 12km ol m s kP a ???? ? ??? T 氣體溫度 K DV 溶質(zhì)在氣體中的擴(kuò)散系數(shù) 2/ms V? 氣體黏度 Pas? VG 氣相質(zhì) 量流速 2/( )kg m s? u 孔塔氣速 m/s UV， UL 氣體和液體的質(zhì)量通量 )( 2 hmkg ? L? 液體的密度 3/kgm LV DD, 溶質(zhì)在氣體和液體中的擴(kuò)散系數(shù) sm/2 R 氣體常數(shù) /( )kJ kmol K? L? 液體黏度 mPas? a t 填料的總比表面積 32 mm Wa 填料的潤(rùn)濕比表面積 32 mm ? 填料因子 1m? g 重力加速度 hmg ?? L? 液體的表面張力 2hkg c? 填料材質(zhì)的臨界表面張力 2hkg L 液體的質(zhì)量流速 2/kg m s? h 填料層高度 m 33 參考文獻(xiàn) [1] 賈紹義 ， 柴誠(chéng)敬 ． 化工原理課程設(shè)計(jì) [M] ． 天津 ： 天津大學(xué)出 版社 ， 2021 [2] 魏兆燦 ， 李寬宏 ． 塔設(shè)備設(shè)計(jì) [M] ． 上海 ： 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 ， 1988 [3] 陳家慶 ． 環(huán)保設(shè)備原理與設(shè)計(jì) ． 北京：中國(guó)石化出版社， 2021 [4] 匡國(guó)柱，史啟才．化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計(jì) [M]．北京：化學(xué)工業(yè)出社， 2021 [5] 王志魁，劉麗英，劉偉 ．化工原理 [M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2021 [6] 魏崇光，鄭曉梅．化工工程制圖（化工制圖） [M] ．北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 1994