【正文】 minU 最小噴淋密度 123/ hmm ? wL 潤濕率 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：中國石化出版社， 2021 [4] 匡國柱，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 。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)。 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 。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。看到最終設(shè)計(jì)出來的作品，沒有驕傲但至少充滿欣慰。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?；仡櫼恢艿脑O(shè)計(jì)經(jīng)歷，還是覺得挺欣慰的。 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。 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。=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=。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。 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。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。 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。 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。 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=。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。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，壓力降較小；多孔材料用于分離 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。在分離要求不嚴(yán)格的操作場合，還將干填料層作除沫器用。 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。由于二氧化硫溶于水中易產(chǎn)生泡沫 。 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。 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。 封頭的選擇 本設(shè)計(jì) 選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭。 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。支撐板無主梁時(shí)，升氣管上緣至填料支撐板下緣的距離應(yīng)盡量縮短，應(yīng)小于 75～ 100mm，以防從支撐板流下的液體進(jìn)入升氣管中 ,影響再分布效果。再分布器與支持圈之間用卡子連接。 液體再分布裝置選擇 由于本設(shè)計(jì)中 D=2021mm，而梁型再分布器適用于 D1200mm 的大塔。 為提高塔的傳質(zhì)效果，當(dāng)填料層高度與塔徑之比超過某一數(shù)值時(shí)，填料層需分 段。 表 32 溢流槽式液體分布器設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 液體再分布裝置設(shè)計(jì) 液體 再 分布裝置類型 當(dāng)塔頂噴淋液體沿填料層下流時(shí)，存在向塔壁流動(dòng)的趨勢，導(dǎo)致壁流增加。噴淋槽兩側(cè)堰口的總數(shù)應(yīng)滿足噴淋點(diǎn)數(shù)的要求。而槽 23 式布液器特別適用于大流量操作，一般用于塔徑 D≥ 1000mm 的場合。它的優(yōu)點(diǎn)是：操作彈性大、不易堵塞、操作可靠和便于分塊安裝等。 設(shè)計(jì)中，自由截面積最小應(yīng)在 35%以上。 ? 自由截面積大 液體分布器的自由截面積是指氣體通道占塔截面積的比值。 ? 操作彈性大 液體分布器的操作彈性是指液體的最大負(fù)荷與最小負(fù)荷之比。 為了滿足不同塔徑、不同液流量以及不同均布程度的要求，液體分布裝置有多種結(jié)構(gòu)型式：多孔型布液裝置、溢流型布 液裝置、寶塔式淋灑器等等。液體分布裝置對(duì)填料塔的操作影響很大，若液體分布不均勻，則填料層的有效潤濕面積會(huì)減小，并可能出現(xiàn)偏流或溝流現(xiàn)象，影響傳質(zhì)效果。 根據(jù) Eckert 建議，常用填料的噴淋點(diǎn)數(shù)： D≈ 1200mm，每240cm2塔截面設(shè)一個(gè)噴淋點(diǎn)。但是，由于結(jié)構(gòu)的限制，不可能將噴淋點(diǎn)設(shè)計(jì)得很多， 同時(shí)，如果噴淋點(diǎn)數(shù)過多，勢必每 22 一股 液流 的流量過小，難以保證均勻分配。h)。支承梁的板厚：不銹鋼為 3～ 4mm。 這種支承板由若干條支 承梁組裝而成，各條支承梁除長度不同外，其余結(jié)構(gòu)尺寸均相同。它的特點(diǎn)是：為氣體和液體提供了不同的通道，于是氣體容易進(jìn)入填料層內(nèi)，而液體也可以自由排出，既避免了液體在塔上的積蓄，又有利于液體的均勻再分配。 設(shè)計(jì)中，為防止在填料支承裝置處壓降過大甚至發(fā)生液泛，要求填料支承裝 20 置的自由截面積 大于 75%。 常用的填料支撐裝置有柵板型，孔管型，駝峰型等，對(duì)于散裝填料，通常選用孔管型、駝峰型等。 選擇使用哪一種類型的支承裝置，要根據(jù)所處理物料的物理特性、過程特點(diǎn)而定。常用的填料支承裝置有柵板型、孔管型、駝峰型等。當(dāng)塔徑 D≦ 1200mm 時(shí)，床層限制板的外徑比塔的內(nèi)徑小 10~15mm；當(dāng)塔徑 D≧ 1200mm 時(shí)，則限制板外徑比塔徑小 25~38mm，本設(shè)計(jì)取 30mm。 床層限制板的重量較輕，一般為 300Pa 左右，它固定在塔壁上，對(duì)填料層起限制作用。故需用到填料壓緊器，在設(shè)計(jì)時(shí)除適當(dāng)增加鋼圈及柵高度外，一般要加金屬壓塊一級(jí)達(dá)到所需壓強(qiáng)，為了不減少網(wǎng)板孔隙率，壓塊的安裝方向應(yīng)與柵條方向一致。一般情況下，陶瓷、石墨等脆性材料使 用填料壓緊器；金屬、塑料以及所有規(guī)整填料使用床層定位器。 填料層壓降計(jì)算 采用 Eckert 通用關(guān)聯(lián)圖計(jì)算填料層壓降。 1. 25 5. 21 6. 51Zm? ? ? 設(shè)計(jì)取填料層高度為 39。 39。 2 . 2 1[ 1 2 .6 ( 0 .6 2 5 8 0 .5 ) ] 9 7 .1 2 9 9 .7 6LaKh ?? ? ? ? ? 則 39。 1 . 4 3[ 1 9 .5 ( 0 .6 2 5 8 0 .5 ) ] 5 .1 3 7 .8 1 / ( )GaK k m o l m h KP a? ? ? ? ? ? ? 1 .4[1 9 .5 ( 0 .5 ) ]G a G aFuKKu? ? ? 39。=H1 = =(m3KPa) KLa= H= 填料層高度計(jì)算 采用傳質(zhì)單元法計(jì)算 Y1*= mX1== Y2*= mX2=0 脫吸因數(shù)為 3 5 . 0 4 2 7 91 4 3 7 1 . 2 9 0 . 6 8 0mVS L ?? ? ? 氣相總傳質(zhì)單元數(shù)為 *12*221 l n[( 1 ) ]11 527l n[( 1 0) 0]1 0 15 OGYYN S SS Y Y?? ? ????