【正文】 數(shù)據(jù)。規(guī)整填料支撐柵板液體收集器集液環(huán)多級(jí)槽式液體分布器填料壓圈支撐柵板蒸汽入口管塔底至再沸器循環(huán)管1裙座1底座環(huán)第二章 填 料 塔 的 設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容和 設(shè) 計(jì) 條 件結(jié)構(gòu)：圖11 填料塔結(jié)構(gòu)圖填料塔不但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且流體通過(guò)填料層的壓降較小，易于用耐腐蝕材料制造，所以她特別適用于處理量肖，有腐蝕性的物料及要求壓降小的場(chǎng)合。因氣液兩相組成沿塔高連續(xù)變化，所以填料塔屬連續(xù)接觸式的氣液傳質(zhì)設(shè)備。設(shè)計(jì)條件： 氣體混合物成分：空氣和氨；氨的含量： ％（體積）；混合氣體流量： 4000m3/h；操作溫度：293K；混合氣體壓力：；回收率： ％。在這次課程設(shè)計(jì)中，有很多操作條件，所以我們需要準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)好填料塔的每一部分。如下工業(yè)常用吸收劑溶質(zhì) 溶劑溶質(zhì)溶劑氨水、硫酸丙酮蒸汽水氯化氫水二氧化碳水、堿液二氧化硫水硫化氫堿液、有機(jī)溶劑苯蒸汽煤油、洗油一氧化碳銅氨液裝置流程圖的確定：本次設(shè)計(jì)采用逆流操作：氣相自塔低進(jìn)入由塔頂排出，液相自塔頂進(jìn)入由塔底排出，即逆流操作。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。填料的選擇主要根據(jù)以下幾個(gè)方面來(lái)考慮：，有較高的傳質(zhì)效率。 填料種類的選擇顆粒填料包括拉稀環(huán)、鮑爾環(huán)、階梯環(huán)等，規(guī)整填料主要有波紋填料、格柵填料、繞卷填料等。鮑爾環(huán)是目前應(yīng)用較廣的填料之一，本次選用鮑爾環(huán)。同類料，尺寸越小，分離效率越高，但阻力增加，通量減小，填料費(fèi)用也增加很多。因此，對(duì)塔徑與填料尺寸的比值要有一規(guī)定。如下表：填料種類D/d的推薦值拉西環(huán)D/d20~30鞍環(huán)D/d15鮑爾環(huán)D/d10~15階梯環(huán)D/d8環(huán)矩鞍D/d8 填料材質(zhì)的選擇工業(yè)上，填料的材質(zhì)分為陶瓷、金屬和塑料三大類。金屬材質(zhì)有碳鋼、鋁鋼和鋁合金等，多用于操作溫度較高而無(wú)顯著腐蝕性的操作。由于聚丙烯填料在低溫（低于0度）時(shí)具有冷脆性，在低于0度的條件下使用要慎重，所以本次課程設(shè)計(jì)我們選耐低溫性能良好的聚氯丙烯填料。 綜上，由于該過(guò)程處理量不大，所用的塔直徑不會(huì)太大，可選用38mm聚丙烯階梯環(huán)塔填料，其主要性能參數(shù)如下：比表面積a： 空隙率：填料因子： 基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù) 液相物性數(shù)據(jù)對(duì)低濃度吸收過(guò)程，溶液的物性數(shù)據(jù)可近似取純水的物性數(shù)據(jù)。查手冊(cè)得20時(shí)，空氣的黏度注： =1kg/ 氣液相平衡數(shù)據(jù)由手冊(cè)查得，常壓下，20時(shí)，NH在水中的亨利系數(shù)為 E=在水中的溶解度:H=相平衡常數(shù)： 溶解度系數(shù)： 第四章 填料塔的工藝計(jì)算概述：整個(gè)工藝計(jì)算過(guò)程包括以下幾點(diǎn)：1. 確定氣液平衡關(guān)系（若為非等溫吸收，各物性參數(shù)隨組成變化而變化，求取時(shí)應(yīng)取平均值，計(jì)算時(shí)應(yīng)注意這一點(diǎn)）。3. 填料的選擇。5. 填料層高度的計(jì)算。對(duì)低濃度吸收過(guò)程，溶液的物性數(shù)據(jù)可近似取純水的物性數(shù)據(jù)?？諝夂退奈镄猿?shù)如下：空氣：水：，確定塔頂、塔底的氣液流量和組成查表知，20下氨在水中的溶解度系數(shù)亨利系數(shù)： 相平衡常數(shù)： 進(jìn)塔氣相摩爾比為： 出塔氣相摩爾比為： 對(duì)于純?nèi)軇┪者^(guò)程，進(jìn)塔液相組成為：(清水)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為： 混合氣體流量： 惰性氣體流量：最小液氣比： ，則可得吸收劑用量為：液氣比： 混合氣體的密度： 采用貝恩霍根泛點(diǎn)關(guān)聯(lián)式計(jì)算泛點(diǎn)速度：，即圓整后取 泛點(diǎn)率校核： （在允許的范圍內(nèi)）填料規(guī)格校核： 液體噴淋密度校核：取最小潤(rùn)濕速率為： 所以 經(jīng)以上校核可知，填料塔直徑選用合理。對(duì)于整個(gè)吸收塔，氣、液的濃度分布都沿塔高變化，吸收速率在變化。 選取傳質(zhì)單元數(shù)法求解填料層高度。查表知， 0， 下在空氣中的擴(kuò)散系數(shù)由 ，則293，在空氣中的擴(kuò)散系數(shù)為液相擴(kuò)散系數(shù) ： 液體質(zhì)量通量為： 氣體質(zhì)量通量為： 脫吸因數(shù)為： 氣相總傳質(zhì)單元數(shù)為：氣相總傳質(zhì)單元高度采用修正的恩田關(guān)聯(lián)式計(jì)算：查表知，所以： 氣膜吸收系數(shù)可由下式計(jì)算：液膜吸收系數(shù)由下式計(jì)算：查表得：則 由 得，則 由 由 設(shè)計(jì)取填料層高度為 ：查表：對(duì)于階梯環(huán)填料，將填料層分為兩段設(shè)置，每段6m，兩段間設(shè)置一個(gè)液體再分布器。第五章 填料塔內(nèi)件的類型及設(shè)計(jì)填料塔的內(nèi)件主要包括填料、填料支撐件（支撐板、支撐柵等）、填料層壓環(huán)、填料層限位器、液體（氣體）分布器、液體收集再分布器、破旋渦器等。填料支撐器對(duì)于保證填料塔的操作性能具有重大作用。填料支撐器采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、自由截面較大、金屬耗用量較小的柵板作為支撐板。由于采用的是的填料，所以可用的十字環(huán)。且需要將其擱置在焊接于塔壁的支持圈或支持塊上。填料床層壓板和限制器的作用是使填料塔在操作中保持填料床層為一恒定的固定床，從而使塔橫截面上填料層的自由截面（空隙率）始終保持均勻一致，保證塔的穩(wěn)定操作。 由于塔徑D=800mm，填料床層限制器可選用梁形氣體噴射式限制器，采用卡子K10B（K14B）（JB 11191981）。選型與設(shè)計(jì)要求：。 。 ，且制造安裝方便，容易調(diào)整水平。液體分布器的安裝位置，須高于填料層表面200mm,以提供足夠的自由空間，讓上升氣流不受約束地穿過(guò)分布器。多孔型布液器能提供足夠均勻的液體分布和空出足夠大的氣體通道（自由截面一般在70%以上），也便于制成分段可拆結(jié)構(gòu)。由于液體的最大負(fù)荷低于，按照設(shè)計(jì)參考數(shù)據(jù)可提供良好的液體分布：主管直徑50mm,支管排數(shù)5,排管外緣直徑760mm，排管式噴淋器采用塑料制造。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。則總布液孔數(shù)為：布液計(jì)算：由 得取，則 實(shí)踐表明，當(dāng)噴淋液體沿填料層向下流動(dòng)時(shí)，不能保持噴淋裝置所提供的原始均勻分布狀態(tài)，液體