【正文】 /14/132?????????????????????????????LVVLLLVtFwwKAagu?????? smugauFLLVtF/9 9 6 3 4 3 3 4 332??? ???????? ? μ F—— 泛點氣速， m/s； g—— 重力加速度， 9． 81m/s2 at—— 填料總比表面積， m2／ m3 ε —— 填料層空隙率， m3／ m3； ρ V,ρ L—— 氣相、液相密度， k/m3； μ L—— 液體粘度， mPa A,K—— 關(guān)聯(lián)常數(shù)。 u —— 空塔氣速，即按空塔截面積計算的混合氣體線速度， m/s. 圓整后取 D=（常用的標(biāo)準(zhǔn)塔徑為 400、 500、 600、 700、 800、 1000、 1200、1400、 1600、 202 2200） 泛點率校核： smu / 36003200 2 ??? ??Fuu （對于散裝填料，其泛點率的經(jīng)驗值為 ~?Fuu ）填料規(guī)格校核： ???dD 液體噴淋密度校核： 取最小潤濕速率為： )/()( 3m in hmmL W ?? 32 / mmat ? 所以 )/()( 23m i nm i n hmmaLU tW ?????? 12 m i n2322)/( UhmmDLU h???? ????? 經(jīng)以上校核可知，填料塔直徑選用 mD ? 合理。 填料層壓降計算： 采用 Eckert 通用關(guān)聯(lián)圖計算填料層壓降 橫坐標(biāo)為： 03 ) ( 00 )( ??? ??LVVL ???? 查表得： 1116 ??? mP 縱坐標(biāo)為： ?????????LLVPgu ???? 15 查圖得， mpaZP /?? 填料層壓降為： kp apaP ???? 第三節(jié) 填料塔內(nèi)件的類型及設(shè)計 液體分布裝置 液體分布器的作用：液體分布裝置設(shè)于填料層頂部，用于將塔頂液體均勻分布在填料表面上，液體的分 布裝置性能對填料塔效率影響很大，特別是大直徑、低填料層的填料塔，尤其需要性能良好的液體分布裝置。因此，液體在塔頂?shù)某跏季鶆驀娏埽潜ＷC填料塔達到預(yù)期分離效果的重要 16 條件。 蓮蓬式噴淋器 :液體經(jīng)半球形噴頭的小孔噴出。這種噴淋器結(jié)構(gòu)簡單，但只適用于直徑小于 600mm的塔中，且小孔易堵塞。液體加至分布盤上，經(jīng)篩孔或溢流短管流下。盤式分布器常用于直徑較大的塔中，基本可保證液體分布均勻，但其制造較麻煩。這種分布自由截面積大，不易堵塞，多用于直徑較大的填料塔。這種分布器氣體阻力小，特別使用于液量小而氣量大的填料吸收塔。 近年來的實踐表明，大直徑填料塔的放大問題主要是保證液體初始分布均勻，若能保證單位塔截面的噴淋點數(shù)目與小塔相同，大型填料塔的傳質(zhì)效率將不會低于小型塔。根據(jù)氨氣易溶解的性質(zhì)，可選用目前應(yīng)用較為廣泛的多孔型布液裝置中的排管式噴淋器。 液體引入排管噴淋器的方式采用液體由水平主管一側(cè)引入，通過支管上的小孔向填料層噴淋。 分布點密度計算： 為了使液體初始分布均勻，原則上應(yīng)增加單位面積上的噴淋點數(shù)。根據(jù) Eckert 建議，當(dāng) mmD 800? 時， 17 每 260cm 塔截面設(shè)一個噴淋點。因而導(dǎo)致壁流增加、填料主體的流量減小、塔中心的填料不被潤濕，影響了流體沿塔橫截面分布的均勻性，降低傳質(zhì)效率。液體分布器分為截錐形再分布器、邊圈槽型再分布器、改進截錐形再分布器 ,見圖 。分布盤上的孔數(shù)按噴淋點數(shù)確定，孔徑為 ? 。它的設(shè)計數(shù)據(jù)如下：分布盤外徑785mm，升氣管數(shù)量 6. 圖 （ a）、（ b）為兩種截錐式再分布器。（ b）型是在截錐上方設(shè)支承板，截錐以下隔一段距離再放填料，需分段卸出填料時可用此型。 截錐型再分布器適于直徑 800mm 以下的塔應(yīng)用。壁流液匯集于邊圈槽中，再由溢流管引入填料層。此型結(jié)構(gòu)簡單，氣體通過截面較大，可用于 300～ 1000mm直徑的塔中，其缺點是噴灑不夠均勻。 綜上所述，本設(shè)計選用邊圈槽形再分布器，邊槽寬度為 70mm，溢流管直徑為 25mm。故在 設(shè)計支承板是應(yīng)滿足下列三個基本條件：（ 1）自由截面與塔截面之比不小于填料的空隙率；（ 2）要有足夠的強度承受填料重量及填料空隙的液體；（ 3）要有一定的耐腐蝕性。柵板可以制成整塊或分塊的。 柵板條之間的距離應(yīng)約為填料環(huán)外徑的 ～ 。這樣，柵板自由截面較大，如圖 （ c）所示。氣相走升氣管齒縫，液相由小孔及縫底部溢流而下。 本設(shè)計塔徑 D=800mm，采用結(jié)構(gòu)簡單、自由截面較大、金屬耗用量較小，由豎扁鋼制成的柵板作為支承板，將其分成兩塊，柵 板條之間的距離約為 。由于采用的是 φ 50mm 的填料，所以可用φ 75mm 的十字環(huán)。采用結(jié)構(gòu)簡單、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 mm38? 的填料，所以可用 mm75? 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。 填料塔的氣體進口既要防止液體倒灌，更要有利于氣體的均勻分布，對500mm 直徑以下的小塔，可 使進氣管伸到塔中心位置，管端切成 450向下斜口或切成向下切口，使氣流折轉(zhuǎn)向上。 氣體出口裝置既要保證氣流暢通，又要盡量除去被夾帶的液沫。由于本設(shè)計對排放的凈化氣體中的液相夾帶要求不嚴(yán)，可不設(shè)除液沫裝置。 常壓塔氣體進出口管氣速可取 10～ 20m/s（高壓塔氣速低于此值）；液體進出 口管氣速可取 ～ （必要時可加大些）。 氣體進氣口氣速取 15m/s，液體進液口流速取 氣體進出口管直徑： m27 36 20214u4V sD 1 ?????? ? 液體流量： h/ 3??? 液體進出口管直徑： m03 36 2 ????? 按標(biāo)準(zhǔn)管規(guī)格進行圓整后得，氣體進口出管直徑 D1=，厚度為 10mm 液體進出管直徑 D2=，厚度為 8mm。由于填料層壓力降較大，減弱了壓力波動的影響，從而建立了較好的氣體分布；同時，本裝置由于直徑較小，可采用簡單的進氣分布裝置。 21 設(shè)計一覽表 經(jīng)上述論述和計算得填料 吸收塔設(shè)計一覽表 填料吸收塔設(shè)計一覽表 吸收塔類型：聚丙烯階梯環(huán)吸收填料塔 混合氣處理量： 4500m3/h 名稱 工藝參數(shù) 物料名稱 清水 混合氣體 操作壓力， kPa 操作溫度， ℃ 20 20 流 體密度， kg/m3 黏度， kg/(m*h) 表面張力， kg/h 940896 427680(聚乙烯 ) 接管尺寸（直徑） 塔徑， mm 700 填料層高度， mm 1200 壓 降 ， KPa 操作液氣比 分布點數(shù) 64 22 對本設(shè)計的評述 歷時三個星期的化工原理課程設(shè)計結(jié)束了，在這個課程設(shè)計過程當(dāng)中，我們綜合地運用了我們所學(xué)習(xí)過的流體力學(xué)，吸收等方面的化工基礎(chǔ)知識，設(shè)計了一款可應(yīng)用于吸收氨的填料塔。這次的課程設(shè)計內(nèi)容包括工藝流程的設(shè)計，塔板結(jié)構(gòu)的設(shè)計，數(shù)據(jù)的校驗。 在大一和大二我們學(xué)的都是一些理論知識，而這一次的課程設(shè)計更多的是要我們?nèi)W(xué)會運用理論知識思考。 在設(shè)計的過程當(dāng)中，有很多數(shù)據(jù)設(shè)計出來不一定能如人意，有些要反復(fù)試算很多遍 ，很能考驗?zāi)托?。畢竟這是一個訓(xùn)練的過程，如果我們都不抱著實事求是的態(tài)度的話，那么這個訓(xùn)練的意義就沒有那么大了。 三周的課程設(shè)計雖然短暫而勞累，但卻給我以后的道路指出一條明路，那就是思考著做事，將事半功倍。 23 參考文獻 [1]匡國柱 ,史啟才 ,化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計 [M].化學(xué)工業(yè)出版社 :197234 [2]路秀林 ,王者相 ,塔設(shè)備 [M].化學(xué)工業(yè)出版社 [3] 姚玉英，陳常貴，劉邦孚，等 .化工原理 [M].第 1版 .天津科學(xué)技術(shù)出版社， 2021： 71195 [4]馬江權(quán) ,化工原理課程設(shè)計 [M].北京市 :中國石化出版社 .2021 [5]涂偉萍，陳佩珍，程達芳，等 .化工過程及設(shè)備設(shè)計 [M].第 1 版 .化學(xué)工業(yè)出版社 ， 2021： 79114 [6] 陳英南，劉玉蘭 .常用化工單元設(shè)備的設(shè)計 [M].第 1 版 .華南理工大學(xué)出版社， 2021： 6694