【正文】 下側(cè)進(jìn)入填料塔中，與從填料塔頂流下的水逆流接觸，在填料的作用下進(jìn)行吸收。 塔填料（簡(jiǎn)稱為填料）是填料塔的核心構(gòu)件，它提供了氣、液兩相相接觸傳質(zhì)與傳熱的表面，其性能優(yōu)劣是決定填料塔操作性能的主要因素。因此，填料的選擇是填料塔設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。填料的種類主要從傳質(zhì)效率、通量、填料層的壓降來(lái)考慮，填料規(guī)格的選擇常要符合填料的塔徑與填料公稱直徑比值D/d。在滿足工藝要求的前提下，應(yīng)選用傳質(zhì)效率高，即HEYP(或HTU值)低的填料。(2)通量 在相同的液體負(fù)荷下，填料的泛點(diǎn)氣速愈高或氣相動(dòng)能因子愈大，則通量愈大，塔的處理能力亦越大。對(duì)于大多數(shù)常用填料其泛點(diǎn)氣速或氣相動(dòng)能因子可由有關(guān)手冊(cè)或文獻(xiàn)中查到，也可以通過(guò)一些經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)估算。選擇低壓降的填料對(duì)熱敏性物系的分離尤為重要。填料的操作性能主要指操作彈性、抗污堵性及抗熱敏性等。同時(shí)，還應(yīng)具有一定的抗污堵、抗熱敏能力，以適應(yīng)物料的變化及塔內(nèi)溫度變化。 填料種類很多，根據(jù)填料方式不同，可分為散裝填料和規(guī)整填料兩大類。散裝填料根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)不同，可分為環(huán)形填料、鞍形填料、環(huán)鞍形填料及球形填料等。(1)拉西環(huán)填料。拉西環(huán)填料的氣液分布較差，傳質(zhì)速率低，阻力大，通量小，目前工業(yè)上已很少用了。鮑爾環(huán)是在拉西環(huán)的基礎(chǔ)上改進(jìn)而得。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，氣體阻力小，液體分布均勻。鮑爾環(huán)是目前應(yīng)用較廣的填料之一。階梯環(huán)是對(duì)鮑爾環(huán)的改進(jìn)，與鮑爾環(huán)相比，階梯環(huán)高度減少了一半，并在一端增加了一個(gè)錐形翻邊。錐形翻邊不僅增加了填料的機(jī)械強(qiáng)度，而且使填料之間由線接觸為主變成以點(diǎn)接觸為主，這樣不但增加了填料間的間隙，同時(shí)成為液體沿填料表面流動(dòng)的匯集分散點(diǎn)，可以促進(jìn)液膜的表面更新，有利于傳質(zhì)效率的提高。(4)弧鞍填料?；“疤盍系奶攸c(diǎn)是表面全部敞開，不分內(nèi)外，液體在表面來(lái)那個(gè)側(cè)均勻的流動(dòng)，表面利用率高，流道呈弧形，流動(dòng)阻力小?；“疤盍蠌?qiáng)度較差，容易破碎，工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用不多。將弧鞍填料兩端的弧形面改成矩形面，且兩面大小不等，即成為矩鞍填料。矩鞍填料一般采用瓷質(zhì)材料制成，其性能優(yōu)于拉西環(huán)。(6)環(huán)矩鞍填料。環(huán)矩鞍填料將環(huán)形填料和鞍形填料兩者的優(yōu)點(diǎn)集于一體，其綜合性能優(yōu)于鮑爾環(huán)和階梯環(huán)，是工業(yè)應(yīng)用最為普遍的一種金屬散裝填料。規(guī)整填料種類很多，根據(jù)幾何結(jié)構(gòu)可分為格柵填料、波紋填料、脈沖填料等。波紋填料按結(jié)構(gòu)分為網(wǎng)波紋填料和板波紋填料兩大類，可用陶瓷、塑料、金屬等材質(zhì)制造。其特點(diǎn)是壓降低、分離效率高，特別適用于精密精餾及真空精餾裝置，為難分離物系、熱敏性物系的精餾提供了有效的手段。金屬板波紋填料是板波紋填料的主要形式。波紋板片上軋成細(xì)小溝紋，可起到細(xì)分配板片上的液體、增強(qiáng)表面潤(rùn)濕性能的作用。波紋填料的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，阻力小，傳質(zhì)效率高，處理能力大，比表面積大。綜上所述，經(jīng)分析各填料特點(diǎn)、性能，本課設(shè)選擇散裝階梯環(huán)填料。陶瓷填料具有良好的耐腐蝕性及耐熱性，一般能耐除氫氟酸以外的常見的各種無(wú)機(jī)酸、有機(jī)酸的腐蝕，對(duì)強(qiáng)堿介質(zhì)，可以選用耐堿配方制造的耐堿陶瓷填料。陶瓷填料價(jià)格便宜，具有很好的表面潤(rùn)濕性，工業(yè)上，主要用于氣體吸收、氣體洗滌、液體萃取等過(guò)程。金屬填料可用多種材質(zhì)制成，金屬材料的選擇主要根據(jù)物系的腐蝕性和金屬材質(zhì)的耐腐蝕性來(lái)綜合考慮。金屬填料可制成薄壁結(jié)構(gòu)（~），與同種類型、同種規(guī)格的陶瓷、塑料填料相比，它的通量大、氣體阻力小，且具有很高的抗沖擊性能，能在高溫、高壓、高沖擊強(qiáng)度下使用，工業(yè)應(yīng)用主要以金屬填料為主。塑料填料的材質(zhì)主要包括聚丙烯、聚乙烯及聚氯乙烯等，國(guó)內(nèi)一般多采用聚丙烯材質(zhì)。其耐溫性良好，可長(zhǎng)期在100℃以下使用。塑料填料具有輕質(zhì)、廉價(jià)、耐沖擊、不易破碎等優(yōu)點(diǎn)，多用于吸收、解吸、萃取、除塵等裝置中。所以本次課設(shè)選用聚丙烯填料。①散裝填料規(guī)格的選擇。工業(yè)塔常用的散裝填料主要有DN1DN2DN3DN50、DN76等幾種規(guī)格。而大尺寸的填料應(yīng)用于小塔徑中，又會(huì)產(chǎn)生液體分布不良及嚴(yán)重的壁流，使塔的分離效率降低。工業(yè)上常用規(guī)整填料的型號(hào)和規(guī)格的表示方法很多，國(guó)內(nèi)習(xí)慣用比表面積表示，主要有12150、250、350、500、700等幾種規(guī)格。選用時(shí)應(yīng)從分類要求、通量要求、場(chǎng)地要求、物料性質(zhì)及設(shè)備投資、操作費(fèi)用等方面綜合考慮，使所選填料既能滿足工藝要求，又具有經(jīng)濟(jì)合理性。 綜上所述選用50mm聚丙烯階梯環(huán)塔填料，：比表面積a： 空隙率：干填料因子：。L——單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)吸收塔的溶解劑，kmol/s。XX2——分別為進(jìn)塔及出塔液體中溶質(zhì)組分的摩爾比，koml/koml?；旌蠚怏w的黏度可近似取為空氣的黏度。s。A、 、K值散裝填料類型AK規(guī)整填料類型AK塑料鮑爾環(huán)金屬階梯環(huán)金屬鮑爾環(huán)瓷矩鞍塑料階梯環(huán)金屬環(huán)矩鞍，即則 D——塔徑，m；V——操作條件下混合氣體的體積流量，m3/s 。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： 不同材質(zhì)的бc值材質(zhì)鋼陶瓷聚乙烯聚氯乙烯碳玻璃涂石蠟的表面表面張力，N/m10375613340567320查表知，所以，氣膜吸收系數(shù)由下式計(jì)算：液膜吸收系數(shù)由下式計(jì)算： 各類填料的形狀系數(shù)填料類型球棒拉西環(huán)弧鞍開孔環(huán)Ψ值1：則由 得，則 ——?dú)饽んw積吸收系數(shù)，； ——液膜體積吸收系數(shù)，；由 HOG——?dú)庀鄠髻|(zhì)單元高度，m ——塔截面積，m2由 Z——填料層高度，m設(shè)計(jì)取填料層高度為：對(duì)于階梯環(huán)填料，將填料層分為2段設(shè)置，兩段間設(shè)置一個(gè)液體再分布器。由于液體在填料塔內(nèi)分布均勻，可以增大填料的潤(rùn)濕表面積，以提高分離效果。從噴淋密度考慮，應(yīng)保證每60的塔截面上約有一個(gè)噴淋點(diǎn)，這樣，可以防止塔內(nèi)壁流和溝流現(xiàn)象. 常用的液體分布裝置有蓮蓬式、盤式、齒槽式及多孔管式分布器等。小孔直徑為3~10m，做同心圓排列，噴灑角不超過(guò)。盤式分布器:盤低開有篩孔的稱為塞孔式，盤底裝有垂直短管的稱為溢流管式。篩孔式的 液體分布效果好，而溢流管式自由截面積較大，且不易堵塞。 齒槽式分布器:液體先經(jīng)過(guò)主干齒槽向其下個(gè)條形做第一級(jí)分布，然后再向填料層上面分布。多孔環(huán)管式分布器:由多孔圓形盤管、聯(lián)接管及中央進(jìn)料管組成。 液體在塔頂?shù)某跏季鶆驀娏?，是保證填料塔達(dá)到預(yù)期分離效果的重要條件。液體分布裝置的安裝位置，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。多孔型布液裝置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)。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 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)，液體有向塔壁流動(dòng)的趨勢(shì)。所以，設(shè)置再分布裝置是十分重要的?？蛇x用多孔盤式再分布器。為了防止上一填料層來(lái)的液體直接流入升氣管，應(yīng)在升氣管上設(shè)帽蓋。其中（a）型是將截錐體固定在塔壁上，其上下均可裝滿填料，錐體不占空間，是最簡(jiǎn)單的一種。截錐體與塔壁的夾角一般取為35400，截錐下口直徑D1=（～）D。（c）為邊圈槽形再分布器。邊槽寬度為50～100mm，可依塔徑大小選取，溢流管直徑為16～32mm，一般取3～4根溢流管。（d）為改進(jìn)形分配錐，此型既改善了液體分布情況，又有較大的自由截面積，適用于600mm以下塔徑。 （a）、（b）截錐式 （c）邊圓槽形 （d）改進(jìn)截錐式 常用液體再分布器填料支承裝置用于支承塔填料及其所持有的氣體、液體的質(zhì)量，同時(shí)起著氣液流道及氣體均布作用。用豎扁鋼制成的柵板作為支承板最為常用，（a）。一般當(dāng)直徑小于500mm時(shí)可制成整塊；直徑為600～800mm時(shí)，可以分成兩塊；直徑在900～1200mm時(shí)，分成三塊；直徑大于1400mm時(shí)，分成四塊；使每塊寬度約在300～400mm之間，以便拆裝。在直徑較大的塔中，當(dāng)填料環(huán)尺寸較小的，也可采用間距較大的柵板，先在其上布滿尺寸較大的十字分隔瓷環(huán)，再放置尺寸較小的瓷環(huán)。當(dāng)柵板結(jié)構(gòu)不能滿足自由截面要求時(shí)，（b）所示的升氣管式支承板。這類支承板，有足夠齒縫時(shí)，氣相的自由截面積可以超過(guò)整個(gè)