【正文】 ???????????????式中： —液體的密度， ；Lρ3/Kgm—液體的質量流速Us—液相的黏度， ；Lμpa?g—重力加速度， ；2/ms—液體通過空塔截面的質量流速， ；LU2/()Kgms?—單位體積填料層的潤濕面積， ；wa23—溶質在液相中的擴散系數(shù)， 。LD/s代入數(shù)值得： 2/3 ????????? ????????????????.??082..461Xlc????故吸收總系數(shù) ? ???＝Ω河北聯(lián)合大學機械工程學院19 填料層高度的計算 OGHNZ＝=考慮到設計過程的簡化因素等取裕度系數(shù)為 。故實際填料層高度為：39。.??設計取填料層高度為： 39。13Z查工藝設計手冊得知，對階梯環(huán)填料塔，獨立填料段高度與塔徑之比 應Dh控制在 8~15 之間且 。上述計算結果表明，該填料層總高已超過允許mh6ax?的最大獨立填料段高度，故需分成兩段裝填，其間需設置再分布器 1 個。 塔附屬高度的計算塔上部空間高度，可取 ，液體再分布器高度約 ，若塔底液相停留時間按 1min 考慮，則塔釜液所占空間高度為： ???考慮到氣相接管所占空間高度，底部空間高度可取 ，所以塔的附屬高度為+++=則： 塔的總高度為 13+= m，即塔的總高度大約為 17 m。 填料層壓降計算在逆流操作的填料塔中，從塔頂噴淋下來的液體，依靠重力在填料表面成膜狀向下流動，上升氣體與下降液膜的摩擦阻力形成了填料層的壓降。填料層壓降與液體噴淋量及氣速有關，在一定的氣速下，液體噴淋量越大，壓降越大；在一定的液體噴淋量下，氣速越大，壓降也越大。散裝填料的壓降可采用 Eckert 通用關聯(lián)圖計算。計算時，先根據(jù)氣液負荷及有關物性數(shù)據(jù)，求出橫坐標 值，再根據(jù)操作空塔系數(shù) u 及有關物12ωρLv??????第 3 章 吸收塔工業(yè)條件的計算20性數(shù)據(jù)，求出縱坐標 值，通過作圖得出交點，讀出過焦點的等??????壓線數(shù)值，即得出每米填料層壓降值。式中： —空塔氣速，即按空塔截面積計算的混合氣體線速度， ；/ms， —氣液相質量流量， ；vωL /kgh—液體密度， ；?3/km—氣體密度， ；Vg—液體黏度， ；Lμps?—填料因子， ；φ1/g—重力加速度， 。2ms橫坐標： ???????縱坐標： ??????2 ?????????從 Eckert 通用關聯(lián)圖中可查得： Δ/30/PZam?填料塔壓降為： Ρ214P?其他塔內件的壓力降很小可以忽略，所以填料層壓降為 3220 Pa。河北聯(lián)合大學機械工程學院21第 4 章 塔內件的選型 除沫器絲網(wǎng)除沫器 [11]是由多層絲網(wǎng)及夾持絲網(wǎng)用的上、下兩層柵板組成，它可以分離大于 5μm 的液滴，效率達 99％；適用于清凈氣體；阻力小，壓降小于250Pa；絲網(wǎng)厚度一般為 100~150mm。本設計采用上裝式絲網(wǎng)除沫器，該種除沫器除沫效率較其他類型除沫器較高。圖 除沫器 操作氣速的計算操作氣速按下式計算 ()LGfuK???式中 —液泛氣速， m/s；fu ， —液滴和進塔氣體的密度，kg/m3；L?G K—氣液過濾網(wǎng)常數(shù)；選用 SP 型過濾網(wǎng)，則 K＝， ????操作氣速 ，?。??.5~8gf0..第 4 章 塔內件的選型22 直徑 DN 的計算處理氣體所需的流通直徑 D1 按下式計算 () 4gQu??式中 D1—處理氣體所需的流通直徑，m； Q—氣體處理量，m 3/s； —操作氣速，m/s。gu smVMQm /????14..D圓整取 D1＝400mm，則取 DN＝400mm。根據(jù)以上計算，選用 ，H＝150mm， ，蓄液厚度40gm?1260m?2550mm，網(wǎng)厚 140mm，過濾網(wǎng)為 SP 型，材料為 0Cr18Ni9 的格柵，支承件材料為 304 的上裝式絲網(wǎng)除沫器。其標號為：HG/T21618 絲網(wǎng)除沫器 S400150 SP 0Cr18Ni9/304 液體分布器的選型 圖 槽式液體分布器由于液量較大，氣體量相對較少，液相負荷相對較大，氣相負荷相對較低，故選用槽式液體分布器。液體分布器的安裝一般高于填料層表面 1 按 Eckert 建議值 mm (取決于操作彈性)，槽式分布器主槽分槽高度均取 210mm，主槽寬度為塔徑的 ~，這里取塔徑的 ，分槽寬度由液體量及停留時間確定，最低液位為 50mm 為宜，最高液位由操作彈性塔內允許高度及造價確定，一般為河北聯(lián)合大學機械工程學院23200 mm 左右。 分布點密度計算按 Eckert 建議值，D=1200mm 時，噴淋點密度為 60 點/m 2 。所以，塔徑為1200 mm 時n=60≈68 點因該塔液相負荷較大，設計取噴淋點密度 100 點/m 2。 布液計算重力型液體分布器布液能力計算由 () 204SLdngH????式中 Ls—液體流量，m3/s； n—開孔數(shù)目(分布點數(shù)目)； φ—孔流系數(shù)，通常取 φ＝~； d0—孔徑，m ； △H—開孔上方的液位高度，m。 取 =， =160mm，?? ??????????????設計取 016d?表 41 槽式液體分布器的設計參考數(shù)據(jù)噴淋槽 分配槽液體負荷范圍 （m179。/h）塔徑(mm) 外徑（mm）數(shù)量中心距（mm）數(shù)量中心距（ mm）雙槽式1200 D20 3 300 1 500 30~160第 4 章 塔內件的選型24 液體再分布器在離填料頂面一定距離處，噴淋的液體便開始向塔壁偏流，然后沿塔壁下流，塔中心處填料的不到好的潤濕，形成所謂的“干錐體”的不正?，F(xiàn)象，減少了氣液兩相的有效接觸面積。因此每隔一定的距離設置液體再分布裝置，以克服此現(xiàn)象。 本設計選用升氣管式液體再分布器圖 升氣管式液體再分布器表 42 升氣溢流管尺寸直徑 d 壁厚 高度 h 管中心距 t V 形齒高 h1 排列15?碳鋼 2 不銹鋼 (~3)d (2~3)d 10~20 正三角形 由于塔徑為 1200mm，因此可選用升氣管式再分布器，分布外徑1180mm，升氣管數(shù) 8。盤板厚度 S，碳鋼 S=4mm；不銹鋼；S=3mm。盤板直徑比塔徑小 20mm。單塊盤板寬度 L\L1，小于等于 400mm。升氣管直徑 d 和根數(shù)。根據(jù)氣體流量和允許的孔內氣體流速計算確定。升氣管直徑 d100~150mm，盤上升氣管總自由截面積為塔橫截面積的 15%~45%。升氣管高度 h。標準高度 h=150mm，一般根據(jù)工藝要求確定。篩孔直徑 d1。d1 由下式計算確定： 1/()dQKH?一般 H=~1 K=篩孔直徑 d 一般為 Φ7~10mm。但不得小于 6mm，以防止篩孔被堵塞。分布器上的篩孔數(shù)量，一般約為 110 個/m 178。河北聯(lián)合大學機械工程學院25 填料支承裝置 圖 駝峰支撐 填料支承結構用于支承塔內填料及其所持有的氣體和液體的重量之裝置。對填料的基本要求是：有足夠的強度以支承填料的重量；提供足夠的自由截面以使氣液兩相流體順利通過，防止在此產(chǎn)生液泛；有利于液體的再分布；耐腐蝕，易制造，易裝卸等。常用填料支承板有柵板式和氣體噴射式。這里選用分塊梁式支承板。表 43 支撐板波紋尺寸 (mm)塔徑DN波形 波形尺寸bh?t900~4000 30300表 44 支撐板結構尺寸(mm)塔徑（DN）支撐板外徑支撐板分塊數(shù)支撐圈寬度支撐圈厚度連接卡子代號1200 1160 4 50 10 JB111981卡子 K14B第 4 章 塔內件的選型26圖 卡子結構圖表 45 卡子標記、材質、相配零件結構及尺寸（HG/T ）河北聯(lián)合大學機械工程學院27 填料壓緊裝置 圖 網(wǎng)紋孔板限制器（分塊式）為保持操作中填料床層為一高度恒定的固定床，從而保持均勻一致的空隙結構。使操作正常，穩(wěn)定，在填料安裝后在其上方要安裝填料壓緊裝置。這樣可以防止在高壓降，瞬時負荷波動等情況下填料床層發(fā)生松動和跳動。填料壓緊裝置分為填料壓板和床層限制板兩大類，每類又有不同的形式。填料床層壓板適用于所有材質的填料。對于脆性易碎材質（如陶瓷，石墨等）的填料必須采用填料床層壓板限位。填料床層限位器適用于除脆性易碎材質填料以外的填料（如金屬、塑料填料） 。本次設計的填料是塑料階梯環(huán)，所以選擇床層限位器。由于塔徑為1200mm800mm，選用分塊式網(wǎng)紋孔板限制器。柵格、柵條間的間距 t≈200mm；柵條、邊圈厚度 S≈6~10mm；分塊寬度 L≤400mm；網(wǎng)紋孔板限制器的結構和支撐緊固方式見圖第 4 章 塔內件的選型28圖 網(wǎng)紋孔板限制器支撐緊固圖卡子標準同駝峰支撐連接標準。 氣體和液體的進出口裝置設計管徑（圓管）的內徑大小可以按下式進行計算： ??QD4?式中 D－管徑，m； Q－介質在管內的流量，m3 /s； ?－介質在管道中的速度值，m/s。 液體進料口管計算 ????取 =(強制流動)，則：????圓整取進料管直徑 80mm。河北聯(lián)合大學機械工程學院29表 46 進料管參數(shù)名稱 接管公稱直徑 接管 外徑 厚度 接管伸出長度規(guī)格 70mm 764mm 120mm 液體出口管計算 ????自然流動，取 =???圓整后取公稱直徑為 200mm。表 64 釜液出口管參數(shù)名稱 接管公稱直徑 接管 外徑 厚度 接管伸出長度規(guī)格 200mm 2196mm 150mm 氣體進料口管計算取氣速 =21m/s? ????圓整后取公稱直徑 225mm。表 47 回流管參數(shù)名稱 接管公稱直徑 接管 外徑 厚度 接管伸出長度規(guī)格 200mm 2196mm 150mm 氣體出口管計算取氣速 =21m/s? ????圓整后取公稱直徑 200mm。第 4 章 塔內件的選型30表 48 回流管參數(shù)名稱 接管公稱直徑 接管 外徑 厚度 接管伸出長度規(guī)格 200mm 2196mm 150mm 管道法蘭選擇根據(jù)相關規(guī)定，選用板式平焊鋼管制法蘭，代號為 PL，密封面采用突面（RF ）型。墊片選非金屬軟墊片，材料為石棉橡膠板。標準為 HG/T 205922022，具體尺寸如表 49 所示。圖 板式平焊鋼制管法蘭表 49 板式平焊鋼制管法蘭尺寸 (mm)公稱直徑 A1 D K L Th N(個) ZRLB165 76 185 145 18 M16 4 120 78200 219 320 280 18 M16 8 130 222說明：A1:鋼管外徑； D：法蘭外徑； K：螺栓孔中心圓直徑； L：螺栓孔直徑； N：螺栓孔數(shù)量； Th：螺栓； ：連接螺栓長度。ZR河北聯(lián)合大學機械工程學院31 塔體人孔設置及選型根據(jù)常壓手孔[5] HG2153195 選擇帶頸對焊法蘭人孔，公稱直徑為500mm。主要材料為 0Cr18Ni10Ti 其相關數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)尺寸見表 410。表 410 人孔尺寸 (mm)密封面形式 公稱壓力(MPa) Sdw?d D D1 H1 H2 b b1 b2突面型（RF） 530 12 500 730 660 270 128 48 44 48螺柱數(shù)量 螺柱 總質量（kg）直徑 長度?20 3218M302 裙座的選擇塔體常采用裙座支承。裙座形式根據(jù)承受載荷情況不同，可分為圓筒形和圓錐形兩類。圓筒形裙座制造方便，經(jīng)濟上合理，故應用廣泛。根據(jù)相關資料。可以確定裙座的基本數(shù)據(jù)如下：選材常用的裙座材料為 Q235B 和 16MnR，和筒體材料選取一致，取 16MnR。結構本設計采用圓筒形裙座。裙座檢查孔采用圓形檢查孔，其數(shù)量為 2，直徑 D=4500mm，長 M=250mm，中心高距裙座底部 H=900mm。排氣孔不設保溫層，所以設置排氣孔。其直徑 d=80mm，數(shù)量為 4，孔中心距裙座頂端距離為 180mm。引出管通道 引出管公稱直徑為 250mm。地角螺栓因本設計直徑較小，所以取螺栓數(shù)為 12 個。整體尺寸裙座高 1080mm，厚度為 8mm。河北聯(lián)合大學機械工程學院32圖 裙座與筒體封頭連接 開孔補強 接管補強由于塔的管徑大于 89 mm，所以需要補強，采用等面積補強方法。封頭的