【正文】 感謝老師，謝謝您的悉心指導(dǎo) 。兩個(gè)星期內(nèi)，同學(xué)之間熱烈討論，各寢室間交流密切，極大增進(jìn)了同學(xué)之間的友誼，這可算上是此次課程設(shè)計(jì)的額外收獲。 綜上所述，這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己來說是一個(gè)提高的過程。通過課程設(shè)計(jì)，使我們更加深刻的了解了工程設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容，掌握化工設(shè)計(jì)的程序和方法，培養(yǎng)了我們分析和解決工程實(shí)際問題的能力。 課程設(shè)計(jì)可謂是理論聯(lián)系實(shí)際的橋梁，是我們學(xué)習(xí)化工設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的初步嘗試。由于該類型填料塔的一些物性參數(shù)均非化工手冊(cè)中未能查到的確切數(shù)據(jù)，是通過分析計(jì)算得到的，這給計(jì)算帶來了一定的誤差。以后做設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)避免類似錯(cuò)誤。 在設(shè)計(jì)過程中，有很多東西書上沒有，需要查閱文獻(xiàn)，不同書上寫的有略有不同，所 以參數(shù)的選擇上會(huì)有偏差，同時(shí)又要考慮到實(shí)際。最終畫圖時(shí)， 計(jì)算機(jī)制圖也很不熟練 ，在同學(xué)的幫助下得完成。 經(jīng)過反復(fù)比較，此填料是比較合理的。改選 d=38mm 的塑料 階梯 環(huán)后，由于填料的比表面積增大， 最小噴淋密度也增大，而徑比也增大，更加符合要求。開始選用的 d=50mm的環(huán)，進(jìn)行泛點(diǎn)速率等一系列的計(jì)算，得到塔徑 500mm后判斷徑比（ D/d)為 10， 符合 了階梯 環(huán)的最低徑比要求，繼續(xù)往下計(jì)算噴淋密度，遠(yuǎn)大于最小噴淋密度的 6倍，故不符合要求。設(shè)計(jì)初期，查閱了大量文獻(xiàn)，在選料前經(jīng)過大量演算，最終選用此種填料，計(jì)算出來的塔徑不是很大，填料高度也不高。 s 丙酮在空氣中的擴(kuò)散系數(shù) m2/h 相平衡常數(shù) 亨利系數(shù) kPa 溶解度系數(shù) kmol/（ kPa 湖北科技學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 27 工藝設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果 計(jì)算數(shù)據(jù) 計(jì)算結(jié)果 單位 液體密度 kg/m3 液體粘度 uPa 氣體管徑的計(jì)算： 采用直管進(jìn)料。對(duì)于 ? 以下的塔，管的末端可做成向下的喇叭行擴(kuò)大口。 液體管徑的計(jì)算 : smu /21 ? D1=14uls? = 3??? ?== 所以選取管徑 642??? 流速校正： u1 =214Dls? =2 ? ?? ? =正常范圍內(nèi)，說明所選管徑合格。彎頭 2 3 5 5? ? ? ? ； 管路總壓頭損失 fe HgUgPZHgUgPZ ??????? 2222222111 ?? Z=Z1Z2= 21 PP? lUUU ?? 21 ?fH =(? dl + ?? ) gu221 =（ * +）2 = 揚(yáng)程 He=△ Z+? Hf =+= 流量 Q=llpW = = /h 查資料 [2]得 ，選 IS5032250B 性能參數(shù) 流 量 M3/h 揚(yáng) 程 m 轉(zhuǎn) 速 r/min 功率 kW 效 率 氣蝕余量 m 軸 電機(jī) 20 1450 7 32% 進(jìn)出管工藝尺寸的計(jì)算舉例 1 液體進(jìn)、出管口 液體的進(jìn)口多是直接通向噴淋裝置，其結(jié)構(gòu)需按噴淋裝置的要求而定。 附屬設(shè)備的計(jì)算與選擇 離心泵的選擇與計(jì)算 計(jì)算過程如下 所選管為 6mm mm??熱軋無縫鋼管 校核管內(nèi)流速 ul =24dls? =23600 /4 dpWl ? = ???=則雷諾數(shù) Re=ludup = ** =*104 )( ???? ?? 湖北科技學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 25 局部阻力損失：三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)截止閥全開 1 3 ? ? ? ? 。氣體通過填料塔的壓力降主要包括氣體進(jìn)入填料的進(jìn)口及出口壓力降，液體分布器及再分布器的壓力降，填料支撐及壓緊裝置壓力降以及除沫器壓力降等。 流體力學(xué)性質(zhì)計(jì)算 吸收塔的壓力降計(jì)算 氣體通過填料塔的壓強(qiáng)降，對(duì)填料塔影響 較大。 封頭和裙座 查資料得選 h=300mm的封頭 [4]即可。 湖北科技學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 23 手孔 由于本塔直徑較小，故設(shè)兩個(gè)手孔即可，不用設(shè)計(jì)人孔。床層限定板多用于金屬和塑料填料，以防止由于填料層膨脹，改變其初始堆積狀態(tài)而造成的流體分布不均勻的現(xiàn)象。填料限定可分為類：一類是將放置于填料上端，僅靠自身重力將填料壓緊的填料限定裝置，稱為填料壓板；一類是將填料限定在塔壁上，稱為床層限定板。支承裝置的選擇，主要的依據(jù)是塔徑、填料種類及型號(hào)、塔體及填料的材質(zhì)、氣液流率等。 常用的填料支承裝置有柵板型和駝峰型及各種具有氣升管結(jié)構(gòu)的支承板。 ，同時(shí)不至于產(chǎn)生較大的阻力（一般阻力不大于 20Pa）； ，便于加工制造安裝和維修。自由截面太小，在操作中會(huì)產(chǎn)生攔液現(xiàn)象。 （一般要大于填料的空隙率），以防止首先在支撐處發(fā)生液泛；為使氣體能順利通過，對(duì)于普通填料塔 ，支承件上的流體通過的自由截面積為填料面的 50%以上，且應(yīng)大于填料的空隙率。增加壓強(qiáng)降，降低效率，甚至形成液泛。此外，應(yīng)考慮到裝上填料后要將支承板上的 截面堵去一些，所以設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)取盡可能大的湖北科技學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 22 自由截面。支承若設(shè)計(jì)不當(dāng)，填料塔的液泛可能首先發(fā)生在支承板上。 根據(jù)本吸收特點(diǎn)及要求，本吸收操作選用旋流板式除沫器。絲網(wǎng)除沫器，它由金屬絲卷成高度為 100150 的盤狀使用。旋流板式除沫器，由幾塊固定的旋流板片組成，氣體通過時(shí)，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，造成一個(gè)離心力場，液滴在離心力作用下，向塔壁運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)了氣液分離。 氣體除沫裝置 由于氣體在塔頂離開填料塔時(shí)，帶有大量的液沫和霧滴，為回收這部分液相，經(jīng)常需要在頂設(shè)置除沫器。 液體出口裝置即要是塔底液體順利排出，又能防止塔內(nèi)與塔外氣體串通，常壓吸收塔可采用液封裝置。氣體的出口裝置既要保證氣流暢通，又要盡量除去被夾帶的液沫。對(duì) 500mm 以下的小塔，可使進(jìn)氣管伸到塔中心位置，管端切成 45 度向下斜口或切成向下切口，使氣體折轉(zhuǎn)向上。具有緩沖擋板的進(jìn)氣裝置，由于擋板的作用使入塔氣體分為兩股，呈環(huán)流上升，使氣體分布較為均勻。一般來說，實(shí)現(xiàn)氣體均勻分布比液相容易一些，故氣體入塔的分布裝置也相對(duì)簡單。 mmmhh ????? 湖北科技學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 21 在 200mm500mm 之間 ,符合要求。綜上所述，取布液孔數(shù)為 188 個(gè) 2/m ，則總布液孔數(shù)為： n= 188? 72（個(gè)）； 布液計(jì)算 由 20 24L d n g H? ??? 取 ?? ， 160H mm?? 則 d0 = ?????? ?= 塔底液體保持管高度 液體保持管高度 :取布液孔直徑為 ,則液體保持管高度可由式 ? ? )(???????? ???? ????????? ? k 為孔流系數(shù) ,其值由小孔液體流動(dòng)雷諾數(shù)決定 。溢流型液體分布器又可分為：溢流盤式液體分布器和溢流槽式液體分布器。若按流動(dòng)推動(dòng)力可分為重力式和壓力式，若按結(jié)構(gòu)形式可分為多孔型和溢流型。對(duì)液體分布器的選型和設(shè)計(jì)，一般要求：液體分布要均勻；自由截面率要大；操作彈性大；不易堵塞，不易引起霧沫夾帶及起泡等；可用多種材料制作，且操作安裝方便，容易調(diào)整水平。特別對(duì)于大直徑低填料層的填料塔，特別需要性能良好的液體分布器。則塔釜所占空間高度為： h1= 78 6 36 00/ 2 ????= 考慮到氣相接管所占的空間高度，底部空間高度可取 ，所以塔的附屬高度為： h3=+ 2++== 填料塔的高度主要取決于填料層的高度，為了保證工程上的可靠性，計(jì)算出的填料層高度還應(yīng)加上 20%的余度，則填料層高度 Z=+ 205= 所以，塔高 H=h3+Z=+6= 液體分布器計(jì) 算 液體分布器 液體分布器可分為初始分布器和再分布器，初始分布器設(shè)置于填料塔內(nèi)，用于將塔頂液體均勻的分布在填料表面上，初始分布器的好壞對(duì)填料塔效率影響很大，分布器的設(shè)計(jì)不當(dāng)，液湖北科技學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 20 體預(yù)分布不均，填料層的有效濕面積減小而偏流現(xiàn)象和溝流現(xiàn)象增加，即使填料性能再好也很難得到滿意的分離效果。Z =6 查表 516[1]對(duì)于階梯環(huán)填料 mhDh 6,15~8m a x ?? 取 Dh =, h= 700=6000m 計(jì)算得填料高度為 6000mm。k P ahmk m o laHkakaKLGG ???????? 由 HOG =??YKV=?PKVG?= ???= 傳質(zhì)單元數(shù)的計(jì)算 *1Y = 1mX =?= *2Y = 2mX =0 脫吸因數(shù)為： S = LmG = ? = 氣相總傳質(zhì)單元數(shù)為： 湖北科技學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 19 OGN = ? ? ?????? ????? SYY YYSS *22*211ln1 1 = ? ? ?????? ???? 1≈ 采用傳質(zhì)推動(dòng)力法計(jì)算傳質(zhì)單元數(shù)， 由 Z=HOG NOG == 取 39。 =[1+()2. ] =)/(11 111 1 339。 得 ?Gk39。 h） Gk = ?????????????????????? RTDDU VtVyvvtV ?? ???3/ 3 = ( ? ) ( ? ) 3/1 ( ?? ) = =（ kmol/（ m2 hkpa）） 液膜吸收系數(shù)由下式計(jì)算： 3121320 0 9 ????????????????????????? ?LLLLLLwLL gDaUk ??? ?? 湖北科技學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 18 = ( ?) 3/2 ( ???)  ( 8??)3/1 =由 ?wGG aKK ? 查表