【正文】 點集于一體，其綜合性能優(yōu)于鮑爾環(huán)和階梯環(huán)。階梯 環(huán)的綜合性能優(yōu)于鮑爾環(huán)，成為目前所使用的環(huán)形填料中最為優(yōu)良的一種。由于高徑比減少，使得氣體繞填料外壁的平均路徑大為縮短，減少了氣體通過填料層的阻力。目前，國內(nèi)絕大多數(shù)應(yīng)用瓷拉西環(huán)的場合，均已被瓷矩鞍填料所取代。矩鞍填料堆積時不會套疊，液體分布 較均勻。鮑爾環(huán)是一種應(yīng)用較廣的填料。鮑爾環(huán)由于環(huán)壁開孔，大大提高了環(huán)內(nèi)空間及環(huán)內(nèi)表面的利用率，氣流阻力小，液體分布均勻。拉西環(huán)填料的氣液分布較差，傳質(zhì)效率低，阻力大，通量小，目前工業(yè)上已較 少應(yīng)用。現(xiàn)介紹幾種較為典型的散裝填料 : 拉西環(huán)填料、鮑爾環(huán)填料、階梯環(huán)填料、弧鞍填料、矩鞍填料、金屬環(huán)矩鞍填料、球形填料。 幾種典型的散裝填料： 填料類型基本 分為：散裝填料和規(guī)整填料 一 .散裝填料 散裝填料是一個個具有一定幾何形狀和尺寸的顆粒體，一般以隨機的方式堆積在塔內(nèi)，又稱為亂堆填料或顆粒填料。填料的選擇包括填料的種類、規(guī)格及材質(zhì)等。實際生產(chǎn)中可采用氣相作串聯(lián)，液相作并聯(lián)的混合流程；若吸收過程處理的液量不大而氣相流量很大時，可采用液相作串聯(lián)，氣相作并聯(lián)的混合流程。此種操作因塔內(nèi)需留較大空間，輸液，噴淋，支撐板等輔助裝置增加，使設(shè)備投資加大。該流程特別適宜于平衡常數(shù) m很小的情況，通過吸收液的部分再循環(huán)，提高吸收劑的使用效率。 吸收劑部分再循環(huán)操作 在逆流操作系統(tǒng)中，用泵將吸收塔排出液體的一部分冷卻后與補充的新鮮吸收劑一同送回塔內(nèi)，即為部分再循環(huán)操作。 在逆流操作下，在相同的進出口組成條件下，逆流吸收流程具有較大的平均傳質(zhì)推動力，可以減少設(shè)備尺寸，提高吸收率和吸收劑使用效率，可以實現(xiàn)多級理論級操作，氣體凈化程度較高，常在工業(yè)上應(yīng)用。 [4] 塔內(nèi)氣液兩相流動方式可以是逆流也可以是并流。近年來，隨著高效新型填料和其他高性能塔內(nèi)件的開發(fā)，以及人們對填料流體力學(xué)、放大效應(yīng)及傳質(zhì)機理的深入研究，使填料塔技術(shù)得到了迅速發(fā)展。 [2] 填料塔的基本特點是結(jié)構(gòu)簡單，壓力降小，傳質(zhì)效率高，便于采用耐腐蝕材料制造等，對于熱敏性及容易發(fā)泡 的物料，更顯出其優(yōu)越性。填料塔則在塔體內(nèi)裝填填料，液體由上而下流動中在填料上分布匯合，氣體則在填料縫隙中向上流動。 板式塔內(nèi)沿塔高度裝有若干層塔板，液體靠重力作用由頂部逐板流向塔釜，并在各塊板面上形成流動的液層，氣體靠壓強差推動，由塔底向上依次穿過各塔板上的液層而流向塔頂。其作用實現(xiàn)氣 — 液相或液 — 液相之間的充分接觸，從而達到相際間進行傳質(zhì)及傳熱的過程。 4．填料層高度計算 5．填料層壓降核算 如果不符合上述要求重新進行以上計算 6．填料塔附件的選擇 （ 1）液體分 布裝置 （ 2）液體再分布裝置 （ 3）填料支撐裝置 （ 4）氣體的入塔分布 . (四） 參考資料 《化工原理課程設(shè)計》 賈紹義 柴誠敬 天津科學(xué)技術(shù)出版 《現(xiàn)代填料塔技術(shù)》 王樹盈 中國石油出版 《化工原理》 夏清 天津科學(xué)技術(shù)出版 （五） 計算結(jié)果列表（見下頁） 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 3 參數(shù) 符號 單位 計算結(jié)果 操作條件 平均壓力 P KPa 平均溫度 T K 298 平均 流率 氣相 V hkmol 液 相 L 2hkg 丙酮的濃度 c 3koml/m 塔頂 4% 塔底 物性參數(shù) 平均密度 氣相 mV? 3mkg 液相 L? 3mkg 平均黏度 m? h)(m2?kg 平均表面張力 L? 2hkg 主要工藝結(jié)構(gòu)尺寸 填料的類型 塑料階梯環(huán) 填料的規(guī)格 ?? 空塔氣速 u sm 泛點氣速 Fu sm 塔徑 D m 填料層高度 Z39。蘭州交通大學(xué)化工原理課程設(shè)計 化工原理課程設(shè)計 課程名稱 : ____填料塔設(shè)計 ____ 設(shè)計題目 : ____水吸收丙酮 ____ 院 系 : ___ 化學(xué)學(xué)院 _____ 學(xué)生姓名 : _____ 荊卓 _______ 學(xué) 號 : ____ 202107134____ 專業(yè)班級 : ____化藝 093 班 ____ 指導(dǎo)教師 : ______張玉潔 ______ 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 1 化工原理課程設(shè)計任務(wù)書 （一） 設(shè)計題目：水吸收空氣中的丙酮填料塔的工藝設(shè)計 （二） 設(shè)計條件 1．生產(chǎn)能力 :每小時處理混合氣體 9000Nm3 /h 2．設(shè)備形式 :填料塔 3．操作壓力： 4．操作溫度 :298K 5．進塔混合氣體中含丙酮 4%（體積比） 6．丙酮的回收率為 99% 7．每年按 330 天計，每天按 24 小時連續(xù)生產(chǎn) 8．建廠地址：蘭州地區(qū) 9．要求每米填料的壓降都不大于 103 Pa。 （三） 設(shè)計步驟及要求 1．確定設(shè) 計方案 （ 1）流程的選擇 （ 2）初選填料的類型 （ 3）吸收劑的選擇 2．查閱物料的物性數(shù)據(jù) （ 1）溶液的密度、粘度、表面張力、氨在水中的擴散系數(shù) （ 2）氣相密度、粘度、表面張力、氨在空氣中的擴散系數(shù) 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 2 （ 3）丙酮在水中溶解的相平衡數(shù)據(jù) 3．物料衡算 （ 1）確定塔頂、塔底的氣流量和組成 （ 2）確定泛點氣速和塔徑 （ 3）校核 D/d8~10 （ 4）液體噴淋密度校核：實際的噴淋密度要大于最小的噴淋密度。 m 18 氣膜傳質(zhì)系數(shù) Gk kP a)h(m 2 ??kmol 液膜傳質(zhì)系數(shù) Lk hm 總傳質(zhì)系數(shù) 壓降 P? Pa 操作液氣比 VL 最小噴淋密度 minU h)(m3 ?m 實際噴淋密度 U h)(m3 ?m 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 4 目錄 1. 概述與設(shè)計方案的確定 5 填料塔簡述 5 設(shè)計方案的確定 5 裝置流程的確定 5 填料的選擇 6 吸收劑的選擇 8 2. 設(shè)計計算 9 基礎(chǔ)物性