【導讀】知識的初次嘗試。通過課程設(shè)計，要求學生能綜合利用本課程和前修。定的化工設(shè)計任務(wù)，從而得到化工工程設(shè)計的初步訓練。計，要求學生了解工程設(shè)計的基本內(nèi)容，掌握化工設(shè)計的程序和方法，培養(yǎng)學生分析和解決工程實際問題的能力。任感的工作作風。課程設(shè)計是增強工程觀念，培養(yǎng)提高學生獨立工作。能力的有益實踐。經(jīng)過學習,我知道，填料塔吸收凈化工藝不單應(yīng)用在化工領(lǐng)域,在低濃度工業(yè)廢氣凈化方面也能很好地發(fā)揮作用。合理的系統(tǒng)工藝和塔體設(shè)計,是保證凈化效果的前提。我把聚丙烯階梯填料應(yīng)用于水吸收氨過程的工藝設(shè)計以及工程問題。第十一章填料塔高度的確定…………

　　

【正文】 柵板高度 本設(shè)計選用柵板式支撐板，柵板式的支撐結(jié)構(gòu)較為常用，由豎立的扁鋼制成。柵板可以制成整塊式或分塊式的。針對于本設(shè)計中塔徑為 700mm，所以將柵板設(shè)定為整塊。柵板的運用起到了對吸收過程中，吸收效果的恒定和維持的重要作用，本設(shè)計中選用厚度為 10mm 的柵板。 支持板高度 支持板對于支撐支持圈，同時為支撐填料起著至關(guān)重要的作用。本設(shè)計中選用支持板上段高度為 10mm 的支持板。 液體再分布裝置高度 填料塔內(nèi)當液體沿填料層下流時，往往會產(chǎn)生壁流現(xiàn)象，使塔中心填料得不到良好的潤濕，減少了氣液接觸的有效面積。為 了克服這種現(xiàn)象，當填料層過高時，應(yīng)將填料層分段裝填，并在塔內(nèi)每兩段填料之間安裝液體再分布裝置，是液體重新分布。本次設(shè)計使用分配錐形再分布器，高度為 80mm。 液體噴淋裝置高度 液體噴淋裝置的作用是為了能有效地分布液體，提高填料表面的有效利用率。液體噴淋裝置的安裝位置，通常需高于填料層表面 150300mm，本設(shè)計取250mm,，提高足夠的自由空間，讓上升氣流不受約束地穿過噴淋器。 塔底除霧沫器高度 對于金屬絲網(wǎng)，當絲網(wǎng)直徑為 時，在適宜氣速下，絲網(wǎng)層的厚度取為 100150mm 時，就能把氣體中的絕大部分霧滴分離下來，當合成纖維絲網(wǎng)直徑為 時，絲網(wǎng)厚度一般取 H=150mm,則 H1=226mm。 塔底段高度 塔底空間高度具有中間貯槽的作用，塔釜料液最好能在塔底有 58分鐘的儲量，以保證塔底料液不致排完。本設(shè)計選用 8 分鐘的儲存時間則高度為 塔底空 間高度一般取 ~，本設(shè)計去 ，加之塔底液體的儲備高度，則塔底段高度取 。 封頭高度 本設(shè)計中選用橢圓封頭，根據(jù)填料塔的筒體尺寸為 800m，則橢圓的深度取為 200mm，直邊高度 25mm。 其他附屬高度 ： 綜上所述的介紹 ，則填料的總高度取為 。 第 十二章 塔體總設(shè)備總質(zhì)量 塔設(shè)備的總質(zhì)量 ： 54321 mmmmmM ????? 式中： M代表塔設(shè)備得總質(zhì)量， kg； 1m 代表塔體的質(zhì)量， kg； 2m 代表封頭的質(zhì)量， kg； 3m 代表填料的質(zhì)量， kg； 4m 代表 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其它附件總質(zhì)量； 塔體的質(zhì)量 DN=800mm, ， 直 邊 高 度 的 橢 圓 形 封 頭 ， 其 每 米 質(zhì) 量 為 79kg ，則11 79 15 118 5m q L k g? ? ? ? ? 封頭的質(zhì)量 因為填料塔的 DN=800mm， ，直邊高度為 25mm，其質(zhì)量為 2 kg? 則 222 2 q k g? ? ? ? 填料質(zhì)量 填料堆積密度 3/ mkgp ?? ，填料高度為 h=12m, 則 kgVmp 23 ?????? ?? 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其它附件總質(zhì)量 m5=600kg 水壓試驗的質(zhì)量 kgm 1 0 9 9 85 ?????? 則塔的大體質(zhì)量約為 ： kgmmmmmM ?????? 第 十三章 容器的支座與焊接 本設(shè)計選用裙式支座，也稱裙座。裙座設(shè)計主要包括裙座圈、基礎(chǔ)環(huán) 厚度的確定、地腳螺栓個數(shù)，公稱直徑的確定及螺栓座幾何尺寸的確定等。 裙座常用材料為 Q235B 的圓筒形裙座和圓錐形裙座，本次設(shè)計采用圓筒形。群座的上端與塔體的底封頭焊接，下端與基礎(chǔ)環(huán)、筋板焊接，距地面一定高度處出料孔。裙座體上放開直徑為 50mm 的排氣孔，在底部開設(shè)排液孔，以便液體隨時排出液體。由于本次設(shè)計的裙座直徑為 800mm,所以無需開人孔，只需開兩個手孔。 工業(yè)上裙座的高度一般取 35m,本次設(shè)計選用 4m 的裙座，材料為 Q235B，DN=800mm，厚度為 8mm 的裙座。 本次設(shè)計地腳螺栓選 擇螺栓圓直徑為 60寸，螺栓數(shù)為 12 個。 裙座體與塔體的焊接形式有搭接焊縫與對接焊縫。本次設(shè)計采用對接焊縫，要求裙座與塔體直徑相等，兩者對接在一起，兩邊焊，可承受較大的軸向載荷。 封頭與塔體的焊接形式為對接焊 手孔與塔體的連接方式為角焊縫連接 第 十四章 設(shè)計一覽表 填料吸收塔設(shè)計一覽表 吸收塔類型：聚丙烯階梯環(huán)吸收填料塔 混合氣處理量： 4000m3/h 工藝參數(shù) 名稱 物料名稱 清水 氨氣 操作壓力， kPa 101． 3 操作溫度， ℃ 20 20 流速， m/s — ——— 液體密度， kg/m3 流量， kg/h 塔徑， mm 800 填料層高度， mm 12020 壓 降 ， KPa 操作液氣比 分布點數(shù) 84 黏度， kg/(m*h) 表面張力， kg/h 940896 ———— 第 十五章 主要符號說明 a—— 填料的有效比表面積，㎡ /m3 at—— 填料的總比表面積，㎡ /m3 aw—— 填料的潤濕比表面積，㎡ /m3 d —— 填料直徑， m d0—— 篩孔直徑， m D—— 塔徑， m DL—— 液體 擴散系數(shù)， m2/s DV—— 氣體擴散系數(shù)， m2/s E—— 亨利系數(shù)， kPa h—— 填料層分段高度， m H—— 開孔上方的液位高度， m H—— 溶解度系數(shù)， kmol/（ m3kPa ） HOG—— 氣相總傳質(zhì)單元高度， m NOG—— 氣相總傳質(zhì)單元數(shù) kG—— 氣膜吸收系數(shù)， kmol/（ m2hkPa ） kL—— 液膜吸收系數(shù)， m/h K—— 穩(wěn)定系數(shù)，無因次 Mave—— 混合氣體的平均摩爾質(zhì)量， kmol/kg Lh—— 液體體積流量， m3/h Ls—— 液體體積流量， m2/h Lw—— 潤濕速率， m3/（ mh ） m—— 相平衡常數(shù)，無因次 n—— 篩孔數(shù)目（分布點數(shù)目） P—— 操作壓力， Pa Ｐ —— 標準狀況下的壓力， Pa P—— 壓力降， Pa u—— 空塔氣速， m/s uF—— 泛點氣速， m/s U—— 液體噴淋密度， m3/（ m2h ） UL—— 液體質(zhì)量通量，㎏ /（ m2h ） Umin—— 最小液體噴淋密度， m3/（ m2h ） Uv—— 氣體質(zhì)量通量，㎏ /（ m2h ） Vh—— 氣體體積流量， m3/h wL—— 液體質(zhì)量流量，㎏ /h wV—— 氣體質(zhì)量流量，㎏ /h X—— 液相摩爾比 y—— 氣相摩爾分數(shù) Y—— 氣體摩 爾比 Z—— 填料層高度 ， m V—— 惰性氣相流量， kmol/h S—— 吸脫因數(shù) R—— 通用氣體常數(shù)， （ m3kPa） /（ kmolK ） T—— 溫度， K T —— 標準狀況下溫度， K Ω —— 塔的截面積， m2 ΦP —— 壓降填料因子， m1 L—— 液體的粘度， kg/（ mh ） V—— 混合氣體的粘度， kg/（ mh ） ave—— 混合氣體的平均密度， kg/m3 L—— 液體的密度， kg/m3 L—— 液體的表面張力 c—— 填料材質(zhì)的臨界表面張力，㎏ /h2（ 1dyn/cm=12960 ㎏ /h2） —— 液體密度校正系數(shù)或填料形狀系數(shù)，無因次 —— 空隙率，無因次 下標 ： max—— 最大的 min—— 最小的 L—— 液相 V—— 氣相 avg—— 平均 第 十六章 總結(jié) 這次我的課程設(shè)計題目是水吸收氨過程填料塔的設(shè)計，這是關(guān)于吸收中填料塔的設(shè)計。填料塔是以塔內(nèi)裝有大量的填料為相接觸構(gòu)件的氣液傳質(zhì)設(shè)備。填料塔的結(jié)構(gòu)較簡單，壓降低，填料易用耐腐蝕材料制造等優(yōu)點。 本設(shè)計中，開始的時候我打算采用 Eckert 通用關(guān)聯(lián)圖計算泛點氣速，但是我發(fā)現(xiàn)用查圖的方法誤差很大，同時參考了其他的一些資料上的算法發(fā)現(xiàn)也有用貝恩（ Bain） —— 霍根關(guān)聯(lián)式計算泛點氣速的，所以最后采用了關(guān)聯(lián)式來計算泛點速度 .在填料的選擇中，我?guī)缀跏怯门懦▉磉x擇的，后來認為 DN38 計算得的結(jié)果比比較好。雖然在同類填料中，尺寸越小的，分離效率越高，但它的阻力將增加，通量減小，填料費用也增加很多。用 DN38 計算所得的 D/d 值也符合階梯環(huán)的推薦值。解決了上面的問題之后就是通過查找手冊之類的書籍來確定輔助設(shè)備的選型，我選擇柵板支承裝置作為填料支撐。 本設(shè)計我們所設(shè)計的填料塔產(chǎn)能大，分離效率高，持液量小，填料塔結(jié)構(gòu)較為簡單，造價適合。不過，它的操作范圍小，填料潤濕效 果差，當液體負荷過重時，易產(chǎn)生液泛，不宜處理易聚合或含有固體懸浮物的物料等。 課程設(shè)計是我們在校大學生必須經(jīng)過的一個過程，通過課程設(shè)計的鍛煉，可以為我們即將來的畢業(yè)設(shè)計打下堅實的基礎(chǔ)！ 通過這次課程 設(shè)計，確定了填料塔的主體尺寸為塔徑 800mm，填料塔總高1200mm，同時完成了設(shè)計任務(wù)，達到了設(shè)計要求。 第 十七章 參考文獻 ，曲文海，于浦義，化工設(shè)備設(shè)計手冊（上下卷），化學工業(yè)出版社 ，化工工藝設(shè)計手冊（上下冊 ） ,化學工業(yè)出版社 ，王軍，陳常貴，郭翠 梨，化工原理課程學習指導，天津大學出版社 ，史啟才，化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計，化學工業(yè)出版社 .王者相等編，塔設(shè)備，化學工業(yè)出版社 .化工（上、下冊），北京：高等教育出版社， 2020 、陳常貴等 .化工原理（下冊）修訂版，天津：天津出版社， 2020 .化工設(shè)備設(shè)計基礎(chǔ)，天津大學出版社