【正文】 ???H m 填料層壓降計(jì)算 填料塔的的壓力降為： ppppp ?????????? 321 (39) 填料層壓降 氣體通過填料層的壓降采用 Eckert 關(guān)聯(lián)圖計(jì)算 , 其中橫坐標(biāo)為： 0904 ??????????LVVLWW ?? 查表 35 得 1116P m??? 齊齊哈爾大學(xué)化工原理課程設(shè)計(jì) 20 表 35 塑料階梯環(huán) 散裝填料壓降填料因子平均值 填料因子 塑料階梯環(huán) DN16 DN25 176 DN38 116 DN50 89 DN76 縱坐標(biāo)為： 2 ??????????LLVPgu ??? 查圖 得， ???ZP△ 所以 4 1 3 5 ???P△ pa 齊齊哈爾大學(xué)化工原理課程設(shè)計(jì) 21 圖 填料塔泛點(diǎn)和壓降的通用關(guān)聯(lián)圖（引自《化工原理》） 氣體進(jìn)出管壓降 取氣體進(jìn)出口接管的內(nèi)徑為 220mm,則氣體的進(jìn)出口流速為 ： 28004 ?????u m/s 則進(jìn)口壓強(qiáng)為 （突然擴(kuò)大 ? =1） 221 ????? uP ?△ pa 則 出口壓強(qiáng)為 （突然縮小 ? =） 222 ??????? uP ?△ pa 其他塔內(nèi)件壓降及總壓降 其他塔內(nèi)件的壓降 p?? 較小 ,在此處可 以忽略 。 所以吸收塔的總壓降為： 8 0 4 1 3 6 0321 ????????? PPPPP △△△△ pa 進(jìn)出管工藝尺寸計(jì)算 氣體進(jìn)出口的結(jié)構(gòu)，要能防止液體淹沒氣體通過。填料塔對(duì)其流入塔的分布要求一般不平，但也不應(yīng)該是氣體直接 由管接口或水平管中入塔內(nèi)。對(duì)于直徑 500mm以下的小塔，可使進(jìn)氣管水平伸到塔的中部。管的末端切成 45o 斜口（向下），或這類似的向下切口，使氣流折轉(zhuǎn)向上，對(duì)于直徑 ，管的末端可做成向下的喇叭形擴(kuò)大。對(duì)于更大的塔，可以做成類似的盤關(guān)式。 氣體出口的結(jié)構(gòu)，要能防止液滴的帶出的積累，可采用同氣體進(jìn)口結(jié)構(gòu)相似的開向下的引出管，或者在出口接管之前加裝除沫擋板或加裝一開口向上的分離袋囊，袋底磚有小孔，以泄去分離出來的液體，當(dāng)氣體夾帶液滴較多時(shí)，則需要令裝除。 液體進(jìn)出口管多是直接通向噴淋裝置，其結(jié)構(gòu)需要按噴 淋裝置的要求而定。液體的出口裝置應(yīng)該便于塔內(nèi)液體的排放，不易堵塞，而且又能將塔設(shè)備的內(nèi)部與外部大氣相隔離。也提出扣裝置在負(fù)壓操作的塔設(shè)備中必須另裝液封裝置。例如倒 U 形管等。有時(shí)不另裝液封裝置而把塔的下部當(dāng)作緩沖器用，即其中經(jīng)常貯有一定量的液體，并保持液面恒定，在有的塔設(shè)備中，液體出口裝置采用防渦流板，可以消除鄰近出口處的旋渦，齊齊哈爾大學(xué)化工原理課程設(shè)計(jì) 22 這一結(jié)構(gòu)也可用于液體不太清潔的場合，另外，也要注意防止瓷環(huán)碎片漏入液體出口管，使管道堵塞，可裝設(shè)擋網(wǎng)等。此外，填料卸出口可按塔徑大小，在人孔、手孔的標(biāo)準(zhǔn)尺寸中進(jìn)行選擇。 液體進(jìn)出料管 進(jìn)料管的結(jié)構(gòu)類型很多，有直管進(jìn)料管、彎管進(jìn)料管、 T 型進(jìn)料管。本設(shè)計(jì)采用直管進(jìn)料管，管徑計(jì)算如下： ?? ??SV m3/s 取 u=2 m/s， ????? uVd S? m 查表可知取管徑 25219?? 氣體進(jìn)出料管 采用直管進(jìn)料 ， 取氣速 2 20 /u m s? ， 28004422?????? uVd ? m 查表可知取管徑 25273?? 液體分布器 液體分布裝置的種類多樣，有噴頭式、盤式、管式、槽式、及槽盤式等。工業(yè)應(yīng)用以管式、槽式、及槽盤式為主。 液體在填料塔頂噴淋的均勻狀況是提供塔內(nèi)氣液均勻分布的先決條件，也是使填料達(dá)到預(yù)期分離效果的保證。為此，分布器設(shè)計(jì)中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： （ 1） 為保證液體在塔截面上均布，顆 粒型（散裝）填料的噴淋點(diǎn)數(shù)為 40— 80 個(gè) /m2（環(huán)形填料自分布性能差應(yīng)取高值），此外，為減少壁流效應(yīng)，噴淋孔的分布應(yīng)使近塔壁 5— 20﹪ 區(qū)域內(nèi)的液體流量不超過總液量的 10﹪ 。規(guī)整填料一般為 100— 200 個(gè) /m2噴淋點(diǎn)。 （ 2） 噴淋孔徑不宜小于 2mm，以免引起堵塞，孔徑也不宜過大，否則液位高度難維持穩(wěn)定。 該吸收塔液相負(fù)荷較大，而氣相負(fù)荷相對(duì)較低，故選用槽式液體分布器。 齊齊哈爾大學(xué)化工原理課程設(shè)計(jì) 23 按 Eckert 建議值， D≥1200mm時(shí)，噴淋點(diǎn)密度為 42 點(diǎn) /m2，因該塔液相負(fù)荷較大，設(shè)計(jì)取 噴淋點(diǎn)密度為 100 點(diǎn)／ m2。 表 36 Eckert的散裝填料塔分布點(diǎn)密度推薦值 塔徑， mm 分布點(diǎn)密度， 2/m點(diǎn) 塔截面 D=400 330 D=750 170 D≥ 1200 42 其他附屬塔內(nèi)件的選擇 填料支承板的選擇 填料支承板既要具備一定的機(jī)械強(qiáng)度以承受填料層及其所持液的重量，又要立出足夠的空隙面積供氣、液流通，氣體通過支承板的空隙的線速度不能大于通過填料層空隙的線速度，否則便會(huì)在填料層內(nèi)尚未發(fā)生液泛之前，已在支承板處發(fā)生液泛，一般要求支承板的自由截面積與 塔截面積之比大于填料層的孔隙率。 最簡單的支承裝置是用扁鋼條制作的格柵或開孔的金屬板（亦有特制的陶瓷開孔板以適應(yīng)耐腐蝕要求）。格柵的間隙或孔板的孔徑如果過大，容易使填料落下，此時(shí)可用支承裝置上先鋪一層尺寸較大的同類填料。 除沫器的選擇 根據(jù)除沫裝置類型的使用范圍，該填料塔選取絲網(wǎng)除沫器 。 常用的除霧裝置介紹如下： 折板除霧器 是一種最為簡單有效的結(jié)構(gòu)。除霧板由 50mm *50mm*3mm的角鋼組成，板間橫向距離為 25mm，垂直流過的氣速μ可按下式計(jì)算 絲網(wǎng)除霧器 是一種效率較高的除霧器，可 除去大于 5181。m 的液滴，效率可達(dá)98%— 99%，但壓強(qiáng)降較折流板式除霧器為大，約為 ，且不適用于氣液中含有粘結(jié)物或固體物質(zhì)（例如堿液或碳酸氫銨溶液等），因?yàn)橐后w蒸發(fā)后留下固體物質(zhì)容易堵塞絲網(wǎng)孔，影響塔的正常操作。 齊齊哈爾大學(xué)化工原理課程設(shè)計(jì) 24 工藝設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果匯總 意義及符號(hào) 結(jié)果 混合氣體處理量 G 2800m3/h 氣液相平衡常數(shù) m 進(jìn)塔氣相摩爾分率 y1 出塔氣相摩爾分率 y2 進(jìn)塔液相摩爾分率 x1 出塔液相摩爾分率 x2 0 最小液氣比 L/V 混合氣體平均式量 M kg/mol 混合氣體的密度ρ kg/m3 混合氣體的粘度μ kg/() 吸收劑用量 L kmol/h 塔徑 D 800mm 填料層高 Z 總塔高 總壓降 液體進(jìn)出料管尺寸 Φ 219 25 氣體進(jìn)出料管尺寸 Φ 273 25 氣相總傳質(zhì)單元高度 OGH 氣相總傳質(zhì)單元數(shù) OGN 空塔氣速 u m/s 泛點(diǎn)氣速 fu m/s 泛點(diǎn)率 f % 齊齊哈爾大學(xué)化工原理課程設(shè)計(jì) 25 設(shè)計(jì)總結(jié) 通過課程設(shè)計(jì)我遇到了在理論計(jì)算中不曾遇到的困難，使我認(rèn)識(shí)到實(shí)際與理論的差距。填料的選擇是決定填料塔性能的主要因素，在決定如何選擇塔填料時(shí)要考慮多方面的因素，如：填料的類型等。設(shè)計(jì)過程中計(jì)算所需塔填料層高度時(shí)，參數(shù)的選擇將決定塔是否合理。塔內(nèi) 部件決定了塔的操作性能的好壞、傳質(zhì)效率的高低，因此要計(jì)算好液體分布器等 ， 因此要求我們必須具備基礎(chǔ)的化工設(shè)計(jì)知識(shí)。 吸收塔在工業(yè)中有著它非常重要的位置，它的好壞也關(guān)乎到企業(yè)的利益，所以塔的設(shè)計(jì)也變的尤為的重要。吸收操作在工業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位 ,它的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、填料選擇等各個(gè)方面更是關(guān)系到吸收塔性能優(yōu)劣的關(guān)鍵，塔的性能又直接影響生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。 在設(shè)計(jì)當(dāng)中，塔的填料是填料塔的核心構(gòu)件，它要具有性能好，質(zhì)量輕，造價(jià)低，有足夠的機(jī)械強(qiáng)度以及有耐腐蝕性等優(yōu)點(diǎn)，以提高塔的性能。選擇恰當(dāng)?shù)奶盍喜粌H可提高生產(chǎn)工藝，還可降低操 作費(fèi)用，減少成本。在設(shè)計(jì)當(dāng)中還要注意附屬設(shè)備的選擇，如液體分布器等，他們都關(guān)系到整個(gè)操作系統(tǒng)的性能。還有就是還要對(duì)氣體進(jìn)出管和液體進(jìn)出管的管徑進(jìn)行計(jì)算，減少不必要的消耗，降低成本。 這次課程設(shè)計(jì)的任務(wù)是用純水吸收 丙酮 。 要求我們計(jì)算包括塔徑、填料塔高度、 總塔 高 、接管的尺寸等，我們需要通過物料衡算得到所需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行所需尺寸的計(jì)算得到各種設(shè)計(jì)參數(shù)，為圖的繪制打基礎(chǔ)，提供數(shù)據(jù)參考。 這次的設(shè)計(jì)是大學(xué)以來的第一次設(shè)計(jì)，遇到了很多的問題，查閱了大量的書籍和資料，例如要找到選用什么材料，知道一些計(jì)算的 公式，想到設(shè)計(jì)吸收塔需要考慮到很多的東西。 通過對(duì)各種資源的整合，以及向別人學(xué)習(xí)和借鑒，從中找到了需要的相關(guān)資料，得以順利完成了本次課程設(shè)計(jì)。 齊齊哈爾大學(xué)化工原理課程設(shè)計(jì) 26 參考文獻(xiàn) [1] 馬江權(quán)，冷一欣 .化工原理課程設(shè)計(jì) [M].第二版 .北京：中國石化出版社， 2021：169222. 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