【導(dǎo)讀】進(jìn)行有關(guān)計(jì)算，得出設(shè)備主要尺寸和參數(shù)；根據(jù)計(jì)算結(jié)果繪制主體設(shè)備圖形；編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。（三）填料類(lèi)型聚丙烯鮑爾環(huán)填料。專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)的考核與成績(jī)?cè)u(píng)定由指導(dǎo)教師進(jìn)行。塔設(shè)備廣泛用于蒸餾、吸收、萃取、洗滌、傳熱等生產(chǎn)過(guò)程的氣液傳質(zhì)設(shè)備。被用于蒸餾和吸收的塔器分別稱(chēng)為蒸餾塔和吸收塔。所以塔設(shè)備的研究一直是國(guó)。內(nèi)外學(xué)者普遍關(guān)注的重要課題。在化學(xué)工業(yè)中，經(jīng)常需要將氣體混合物中的各個(gè)。尾氣中的有害成分，以免污染空氣。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。中，當(dāng)處理量大時(shí)多用板式塔，處理量小時(shí)采用填料塔。近年來(lái)由于填料塔結(jié)構(gòu)。了壓降小、性能穩(wěn)定等特點(diǎn)。因此，填料塔已經(jīng)被推廣到大型氣、液操作中，在。某些場(chǎng)合還代替了傳統(tǒng)的板式塔。

　　

【正文】 ?? 則 mmmHgnLd So0 0 4 5 5 0 0 1 4 5 24?????????????? 填料支撐裝置 填料支承裝置用于支承塔填料及其所持有的氣體、液體的質(zhì)量，同時(shí)起著氣液流道及氣體均布作用。故在 設(shè)計(jì)支承板是應(yīng)滿(mǎn)足下列三個(gè)基本條件：（ 1）自由截面與塔截面之比不小于填料的 空隙率；（ 2）要有足夠的強(qiáng)度承受填料重量及填料空隙的液體；（ 3）要有一定的耐腐蝕性。 用豎扁鋼制成的柵板作為支承板最為常用，如圖 （ a）。柵板可以制成整塊或分塊的。一般當(dāng)直徑小于 500mm 時(shí)可制成整塊；直徑為 600～ 800mm 時(shí)，可以分成兩塊；直徑在 900～ 1200mm 時(shí)，分成三塊；直徑大于 1400mm 時(shí)，分成四塊；使每塊寬度約在 300～ 400mm 之間，以便拆裝。 柵板條之間的距離應(yīng)約為填料環(huán)外徑的 ～ 。在直徑較大的塔中，當(dāng)填料環(huán)尺寸較小的，也可采用間距較大的柵板，先在其上布滿(mǎn)尺寸較大的十 字分隔瓷環(huán)，再放置尺寸較小的瓷環(huán)。這樣，柵板自由截面較大，如圖 （ c）所示。 當(dāng)柵板結(jié)構(gòu)不能滿(mǎn)足自由截面要求時(shí)，可采用如圖 （ b）所示的升氣管式支承板。氣相走升氣管齒縫，液相由小孔及縫底部溢流而下。這類(lèi)支承板，有足夠齒縫時(shí)，氣相的自由截面積可以超過(guò)整個(gè)塔德橫截面積，所以絕不會(huì)在此造成液泛。 本設(shè)計(jì)塔徑 D=800mm，采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、自由截面較大、金屬耗用量較小，由豎扁鋼制成的柵板作為支承板，將其分成兩塊，柵板條之間的距離約為 。為了改善邊界狀況，可采用大間距的柵條，然后整砌一、二層按正方形排 列的瓷質(zhì)十字環(huán)，作為過(guò)渡支承，以取得較大的孔隙率。由于采用的是 φ 50mm 的填料，所以可用φ 75mm 的十字環(huán)。 （ a）柵板 （ b）升氣管式 （ c）十字隔板環(huán)層 圖 填料支承板 填料支撐裝置對(duì)于保證填料塔的操作性能具有重大作用。采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、自由截面較大、金屬耗用量較小的柵板作為支撐板。為了改善邊界狀況，可采用大間距的柵條，然后整砌一、二層按正方形排列的瓷質(zhì)十字環(huán)，作為過(guò)渡支撐，以取得較大的孔隙率。由于采用的是 mm50? 的填料，所以可用 mm75? 的十字環(huán)。 塔徑 mmD 800? ，設(shè)計(jì)柵板由 2 塊組成。且需要將其擱置在焊接于塔壁的支持圈或支持塊上。分塊式柵板，每塊寬度為 400mm，每塊重量不超過(guò) 700N，以便從人孔進(jìn)行裝卸。 填料壓緊裝置 為防止在上升氣流的作用下填料床層發(fā)生松動(dòng)或跳動(dòng)，保持操作中填料床層為一恒定的固定床，從而必須保持均勻一致的空隙結(jié)構(gòu)，使操作正常、穩(wěn)定，故需在填料層上方設(shè)置填料壓緊裝置。 填料壓緊裝置分為填料 壓板和床層限制板兩大類(lèi)。對(duì)于散裝填料，可選用壓緊網(wǎng)板，也可選用壓緊柵板，在其下方，根據(jù)填料的規(guī)格敷設(shè)一層金屬網(wǎng)，并將其與壓緊柵板固定；對(duì)于規(guī)整填料，通常選用壓緊柵板。設(shè)計(jì)中，為防止在填料壓緊裝置處壓降過(guò)大甚至發(fā)生液泛，要求填料壓緊裝置的自由截面積應(yīng)大于 70﹪。 填料壓板自由放置于填料層上端，靠自身重量將填料壓緊，它適用于陶瓷、石墨制成的散裝填料。它的作用是在高氣速（高壓降）和負(fù)荷突然波動(dòng)時(shí)，阻止填料產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而避免填料松動(dòng)、破損。由于填料易碎，當(dāng)碎屑淤積在床層填料的空隙間，使填料層的空隙率下降時(shí)，填料 壓板可隨填料層一起下落，緊緊壓住填料而不會(huì)形成填料的松動(dòng)、降低填料塔的生產(chǎn)能力及分離效率。 床層限制板用于金屬散裝填料、塑料散裝填料及所有規(guī)整填料。它的作用是防止高氣速高壓降或塔的操作突然波動(dòng)時(shí)填料向上移動(dòng)而造成填料層出現(xiàn)空洞，使傳質(zhì)效率下降。由于金屬及塑料填料不易破碎，且有彈性，在裝填正確時(shí)不會(huì)使填料下沉，故床層限制板要固定在塔壁上。 為了便于安裝和檢修，填料壓緊裝置不能與塔壁采用連續(xù)固定方式，對(duì)于小塔可用螺釘固定于塔壁，而大塔則用支耳固定。 本次設(shè)計(jì)的填料塔采用押金網(wǎng)板，設(shè)置自由截面積為 85%。采用支耳 固定。 主要符號(hào)說(shuō)明 E— 亨利系數(shù)， Kpa G? — 氣體的粘度， /Pas m — 平衡常數(shù) ?— 水的密度和液體的密度之比 g — 重力加速度， 2/ms ,GL??— 分別為氣體和液體的密度， 3/kgm ,GLWW— 分別為氣體和液體的質(zhì)量流量， /kgs YKa— 氣相總體積傳質(zhì)系數(shù)， ? ?3/kmol m s? Z — 填料層高度， m ?— 塔截面積， 24D??? OGH — 氣相總傳質(zhì)單元高度， m OGN — 氣相總傳質(zhì)單元數(shù) GK — 以分壓差表示推動(dòng)力的總傳質(zhì)系數(shù)， ? ?2/kmol m s kPa?? Wa — 單位體積填料的潤(rùn)濕面積 Gk — 以分壓差表示推動(dòng)力的氣膜傳質(zhì)系數(shù)， ? ?2/kmol m s kPa?? H — 溶解度系數(shù)， ? ?2/kmol m kPa? Lk — 以摩爾濃度差表示推動(dòng)力的液摩爾傳質(zhì)系數(shù)， /ms R — 氣體常數(shù)， ? ?8 .3 1 4 /kN m kmol K?? GD — 溶質(zhì)在氣相中的擴(kuò)散系數(shù)， 2/ms 注： 1 填料塔設(shè)計(jì)結(jié)果 概要 塔徑 填料層高度 5m 填料規(guī)格 50mm 鮑爾 環(huán) 操作液氣比 倍最小液氣比 校正液體流速 壓降 惰性氣體流量 2 填料塔設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) E— 亨利系數(shù)， Vu — 氣體的粘度， 510?? /Pas =6228 510 / .kg mh?? m — 平衡常數(shù) ? — 水的密度和液體的密度之比 1 g — 重力加速度， 2/ms = 810 /mh? 。VL??— 分別為氣體和液體的密度， 3/kgm ； 3/kgm ； LW = ㎏ /h VW =— 分別為氣體和液體的質(zhì)量流量 YKa— 氣相總體積傳質(zhì)系數(shù)， ? ?3/kmol m s? Z — 填料層高度， m ? — 塔截面 積， 24D??? OGH — 氣相總傳質(zhì)單元高度， m OGN — 氣相總傳質(zhì)單元數(shù) GK — 以分壓差表示推動(dòng)力的總傳質(zhì)系數(shù)， ? ?2/kmol m s kPa?? Wa — 單位體積填料的潤(rùn)濕面積 23t m / m? ?? 填 料 總 比 表 面 積 ， 100 33m / m? ?? 填 料 層 空 隙 率 % Gk — 以分壓差表示推動(dòng)力的氣膜傳質(zhì)系數(shù)， ? ?2/kmol m s kPa?? H — 溶解度系數(shù)， ? ?2/kmol m kPa? Lk — 以摩爾濃度差表示推動(dòng)力的液摩爾傳質(zhì)系數(shù)， /ms R — 氣體常數(shù)， ? ?8 .3 1 4 /kN m kmol K?? 2 6 20 . 0 8 1 / 。 7 . 3 4 1 0 /VLD m h D m h?? ? ?— 氨氣在空氣中中的擴(kuò)散系數(shù) 及氨氣在水中的擴(kuò)散系數(shù) 。 2940896kg hL? ?? 液 體 的 表 面 張 力 ， =/ 2c 427680kg / h1 4 5??? ? ? ? ?填 料 材 質(zhì) 的 臨 界 表 面 張 力 ， ； 填 料 形 狀 系 數(shù) 開(kāi) 孔 鮑 爾 環(huán) =. 液體質(zhì)量通量為： Lu =WL/=(㎡ ?h) 氣體質(zhì)量通量為： Vu =5800(㎡ ?h) 參考文獻(xiàn)： [1] 夏清 .化工原理（ 下 ） [M]. 天津 :天津 大學(xué) 出版社 , 2020. [2] 周軍 .張秋利 化工 AutoCAD 制圖應(yīng)用基礎(chǔ) 。北京 . 化學(xué)工業(yè)出版。 [3] 姚玉英，陳常貴，劉邦孚，等 .化工原理 [M].第 1 版 .天津科學(xué)技術(shù)出版社 2020： 71195 [4] 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 , 2020. [5]涂偉萍，陳佩珍，程達(dá)芳，等 .化工過(guò)程及設(shè)備設(shè)計(jì) [M].第 1 版 .化學(xué)工業(yè)出版社 2020： 79114 [6] 陳英南，劉玉蘭 .常用化工單元設(shè)備的設(shè)計(jì) [M].第 1 版 .華南理工大學(xué)出版社 [7]馬江權(quán) ,化工原理課程設(shè)計(jì) [M].北京市 :中國(guó)石化出版社 .2020 設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)： 經(jīng)歷了一周的課程設(shè)計(jì)，感覺(jué)意義非凡。在這個(gè)課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們綜合的運(yùn)用了之前所學(xué)習(xí)到的流體力學(xué)，吸收，泵等方面的化工基礎(chǔ)知識(shí)，設(shè)計(jì)用水吸收空氣混合的氨氣填料塔，在做這個(gè)設(shè)計(jì)的時(shí)候，我深深的知道了實(shí)踐和理論知識(shí)結(jié)合的重要性，沒(méi)有完好的理論知識(shí)，實(shí)踐過(guò)程中就會(huì)遇到很多問(wèn)題，當(dāng)遇到問(wèn)題時(shí)，只要認(rèn)真思考，合理運(yùn)用所學(xué)的東西，在進(jìn)行深層次的探索，沒(méi)有什么問(wèn)題是解決不了的。 這次的課程設(shè)計(jì)主要主要 有流程簡(jiǎn)圖，有必要的流程說(shuō)明，如塔型，填料和吸收劑的選擇等的論證說(shuō)明。還有吸收塔的主要部件尺寸的計(jì)算，他包括有填料吸收塔的塔徑，填料層高度及填料壓降等，根據(jù)所學(xué)的理論知識(shí)我們知道 HoG他可以反映設(shè)備的分離效能，他的值越小表示分離效果越好，在我的這個(gè)設(shè)計(jì)中得出 HoG=,很明顯達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)有很多公式都比較長(zhǎng)，計(jì)算的過(guò)程中很考驗(yàn)?zāi)托模坏┯幸粋€(gè)地方算錯(cuò)了，其他結(jié)果都會(huì)造成誤差。有一些看似簡(jiǎn)單，但往往是容易出錯(cuò)的地方，所以在設(shè)計(jì)的時(shí)候就需要多多注意，準(zhǔn)確查閱資料，避免出現(xiàn)錯(cuò)誤。 通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，使我對(duì)從填料塔設(shè)計(jì)方案到填料塔設(shè)計(jì)的基本過(guò)程的設(shè)計(jì)方法、步驟、思路、有一定的了解與認(rèn)識(shí)。在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中 ,使我加深了對(duì)課本知識(shí)的認(rèn)識(shí)，也鞏固了所學(xué)到的知識(shí)。 我們幾個(gè) 同學(xué)之間相互討論，整體設(shè)計(jì)基本滿(mǎn)足使用要求，但是在設(shè)計(jì)指導(dǎo)過(guò)程中也發(fā)現(xiàn)一些問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)自己基礎(chǔ)知識(shí)不牢固，需加強(qiáng)學(xué)習(xí)，擴(kuò)大知識(shí)面的廣度。 致謝： 在這里我要感謝我的指導(dǎo)老師 ， 謝謝你 在我的課程設(shè)計(jì)中 的 引 指引 ， 沒(méi)有你的教導(dǎo)，很多理論知識(shí)都不能很好的運(yùn)用，會(huì)有很大的阻礙，根本不可能完成這個(gè)設(shè)計(jì)。其次，我要謝謝我周?chē)耐瑢W(xué)，謝謝 她們給我講解我不明白的地方，在我遇到困難的時(shí)候，耐心的給我講解，讓我在設(shè)計(jì)的時(shí)候給予幫助。 最后，再一次向給予我關(guān)心和幫助的老師 和同學(xué)們 表示衷心的感謝，是你們讓我在這次課程設(shè)計(jì)中不僅僅學(xué)到了寶貴的知識(shí)，更有更多除了知識(shí)外的更重要的 — 溫暖！謝謝你們！ 化工原理課程設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū) 題目： 水吸收空氣中 NH3填料塔設(shè)計(jì) 學(xué)生班級(jí)： 109100301 學(xué)生姓名： 何 蓮 學(xué)生學(xué)號(hào)： 08 指導(dǎo)教師： 趙清華 2020 年 1 月 3 日