【正文】 堵性及抗熱敏性等。選擇低壓降的填料對熱 敏性物系的分離尤為重要。對于大多數(shù)常用填料其泛點氣速或氣相動能因子可由有關手冊或文獻中查到，也可以通過一些經(jīng)驗公式來估算。 (2)通量 在相同的液體負荷下，填料的泛點氣速愈高或氣相動能因子愈大，則通量愈大，塔的處理能力亦越大。在滿足工藝要求的前提下，應選用傳質(zhì)效率高，即 HEYP(或 HTU 值 )低的填料。且氨氣不作為產(chǎn)品，故采用純?nèi)軇?。所以本設計選擇用清水作吸收劑，氨氣為吸收質(zhì)。工業(yè)生產(chǎn)中多采用逆流操作。經(jīng)吸收后的混合氣體由塔頂排除，吸收了氨氣的水由填料塔的下端流出。 其流程如下： 圖 流程安排 用水吸收 NH3屬高溶解度的吸收過程，為提高傳質(zhì)效率和分離效率，所以，本設計選用逆流吸收流程。 （ 2）針對物系及分離要求，選擇適宜填料； （ 3）確定塔徑、 填料層高度等工藝尺寸（考慮噴淋密度）； （ 4）計算塔高、及填料層的壓降； （ 5）塔內(nèi)件設計。 填料塔的設計任務及步驟 設計任務：用水吸收空氣中混有的氨氣 。尤其對于壓強降較低的真空精餾操作，填料塔更顯出起優(yōu)越性。 填 料塔與板式塔相比，不僅結構簡單，而且具有生產(chǎn)能力大，奮力效率高，持液量小，操作彈性大，壓強降低的等特點。氣體在支撐板下方入口管進入塔內(nèi)， 在壓強差的推動下，通過填料間的空隙由塔的頂部排除。液體流經(jīng)填料后由排除管取出。在圓筒形塔體的塔殼的下部，設置一層支承柵板，支承版上 填充一定高度的填料。 第一章：填料塔的確定 填料塔的主體結構與特點 ： 4 圖 填料它的結構簡圖 填料塔為連續(xù)接觸式的氣、液傳質(zhì)設備。 在設計過程中主要圍繞提高塔設備傳質(zhì)速率，理解填料塔的結構設計的思路和特點，掌握填料塔的流體力學和傳質(zhì)特性，設計的基本方法和程序，最后根據(jù)生產(chǎn)任務要求，確定吸收它的主要部件及其附屬設備的選型和計算，和設備的主要工藝尺寸等。 因此，為了避免化學工業(yè)產(chǎn)生的大量的含有氨氣的工業(yè)尾氣直接排入大氣而造成空氣污染，需要采用一定方法對于工業(yè)尾氣中的氨氣進行吸收，本次課程設計的目的是根據(jù)設計要求采用填料吸收塔吸收的方法來凈化含有氨氣的 空氣 。若吸入的氨氣過多，導致血液中氨濃度過高，就會通過三叉神經(jīng)末梢的反射作 用而引起心臟的停搏和呼吸停止，危及生命。隨著對填料塔的研究和開發(fā)，性能優(yōu)良的填料塔必將大量用于工業(yè)生產(chǎn)中。因此，填料塔已經(jīng)被推廣到大型氣、液操作中，在某些場合還代替了傳統(tǒng)的板式塔。以前在工業(yè)生產(chǎn)中，當處理量大時多用板式塔，處理量小時采用填料塔。吸收操作是氣體混合物分離方法之一，它是根據(jù)混合物中各組分在某一種溶劑中溶解度不同而達到分離的目的。 所以塔設備的研究一直是國內(nèi)外學者普遍關注的重要課題。 前言： 塔設備廣泛用于蒸餾、吸收、萃取、洗滌、傳熱等 生產(chǎn)過程的氣液傳質(zhì)設備。 （四） 設計內(nèi)容 (1)吸收塔的物料衡算 (2)填料層壓降的計算 (3)液體分布器的簡 單設計 (4)吸收塔塔體工藝尺寸的計算 (5)繪制分布器施工圖 (6)對本設計進行評述 （五） 、參考文獻（宋體、 5號字） （六） 、附錄：設計圖紙（工藝流程圖與主體設備裝配圖） （七） 、考核方式及成績評定 專業(yè)課程設計的考核與成績評定由指導教師進行。 要求：設定大致框架，繪制工藝流程圖； 進行有關計算，得出設備主 要尺寸和參數(shù)（塔高，直徑，塔板數(shù)等）； 選擇附屬設備； 根據(jù)計算結果繪制主體設備圖形； 編寫設計說明書。 目的：鍛煉學生的綜合能力：資料查閱、知識綜合應用、理論計算、設備選型、繪制圖形、編寫說明書。 5 致謝 附件一：塔設備流程圖 .................................. 錯誤 !未定義書簽。 裝置流程的確定 .................................................. 6 吸收劑的選擇 ..................................................... 7 填料的類型與選擇 ................................................... 7 填料性能的評價 填料 類型 的選擇 ................................................. 7 填料 規(guī)格 的選擇 ................................................ 10 填料材質(zhì)的選擇 基礎物性數(shù)據(jù) ..................................................... 12 液相物性數(shù)據(jù) ................................................. 12 氣相物性數(shù)據(jù) ................................................. 12 氣液相平衡數(shù)據(jù) ............................................... 13 物料 衡 算 ..................................................... 13 第三 章 填料塔工藝尺寸的計算 ........................................ 14 塔徑的計算 ........................................................ 14 填料層高度的計算及分段 ............................................ 17 傳質(zhì)單元數(shù)的計算 .............................................. 16 質(zhì)單元高度的計算 填料層的分段 .................................................. 19 填料層壓降的計算 .................................................. 19 第四 章 主 要附屬設備的選型和計算 ................................... 21 填料塔附屬高度的計算 .............................................. 21 流體進出口流差 氣體進料管 液體進料管 風機和離心泵的計算和選擇 .......................................... 24 風機的選擇 離心泵的計算和選擇 液體分布裝置 填料支撐裝置 填料壓緊裝置 主要符號說明 1填料塔設計結果 概要 ............................................... 26 2 填料塔設計數(shù)據(jù)一覽 .................................................... 26 3 參考文獻 .......................................... 錯誤 !未定義書簽。水吸收空氣中 NH3填料塔設計 目 錄 任務書 .......................................................... 2 前言 .................................................... 3 第一章 填料塔的確定 ........................................... 4 填料塔的主體結構與特點 ........................................... 4 填料塔的設計任務及步驟 .......................... 錯誤 !未定義書簽。 填料塔設計條件及操作條件 ........................................ 6 第二 章 填料塔主體設計方案的確定 .......................... 錯誤 !未定義書簽。 4 設計評價 .......................................... 錯誤 !未定義書簽。 附件二：塔設備設計圖 .................................. 錯誤 !未定義書簽。 培養(yǎng)工程觀念：理論→小試→放大。 (一 ) 題目：水吸收空氣中 NH3填料塔設計 (二 )設計任務及操作條件 混合氣體的處理量： 5000+100*8 Nm3/h 原料氣中 NH3的體積分率： 4%（雙號） 回收率： 98% 吸收塔操作條件： 20℃， P= 年開工： 300天 （三） 填料類型 聚丙烯 鮑爾 環(huán)填料 。 考核內(nèi)容：考勤、計算草稿或筆記、說明書和圖紙的質(zhì)量，獨立完成設計情況。被用于蒸餾和吸收的塔器分別稱為蒸餾塔和吸收塔。在化學工 業(yè)中，經(jīng)常需要將氣體混合物中的各個組分加以分離，其主要目的是回收氣體混合物中的有用物質(zhì)，以制取產(chǎn)品，或除去工藝氣體中的有害成分，使氣體凈化，以便進一步加工處理，或除去工業(yè)放空尾氣中的有害成分，以免污染空氣。 塔設備按其結構形式基本上可分為兩類；板式塔和填料塔。近年來由于填料塔結構的改進，新型的、高負荷填料的開發(fā)，既提高了塔的通過能力和分離效 能又保持了壓降小、性能穩(wěn)定等特點。如今，直徑幾米甚至幾十米的大型填料塔在工業(yè)上已非罕見。 氨是化工生產(chǎn)中極為重要的生產(chǎn)原料，但是其強烈的刺激性氣味對于人體健康和大氣環(huán)境都會造成破壞和污染， 氨通常以氣體形式吸入人體 ， 短期內(nèi)吸入大量氨氣后會出現(xiàn)流淚、咽痛、咳嗽、胸悶、呼吸困難、頭暈、嘔吐、乏力等。因此，吸收空氣中的氨，防止氨超標具有重要意義。設計采用填料塔進行吸收操作是因為填料可以提供巨大的氣液傳質(zhì)面積而且填料表面具有良好的湍流狀況，從而使吸收過程易于進行，而且，填料塔還具有結構簡單、壓降低、填料易用耐腐蝕材料制造等優(yōu)點，從而可以使吸收操作過程節(jié)省大量人力和 物力。本次設計由于我知識有限，存在的問題還需要老師多多諒解，并指教。它的 結構 如圖所示。液體由入口管進入經(jīng)分布器噴淋至填料上，在填料的空隙 中流過，并潤濕填料表面形成流動的液膜。液體 在填料層中有傾向于塔壁的流動，故填料層較高時，常將其分段，兩段之間再設 置液體再分布器，有利于液體的重新分