化工原理填料塔课程设计(编辑修改稿)

化工原理填料塔课程设计(编辑修改稿)内容摘要：

)()(]l g [332814132 取泛点率为 ，即 smuu F /  smuVD S/400044 圆整后取 mD  泛点率校核： smu /2 1 8 3 6 0 04 0 0 0 2  5 6 1 4 2 1 Fuu （在允许的范围内） 填料规格校核： 0 0 dD 液体喷淋密度校核： 取最小润湿速率为： )/()( 3m in hmmL W  32 / mma t  所以 )/()( 23m i nm i n hmmaLU tW  m i n23622)/( UhmmDLU h  经以上校核可知，填料塔直径选用 mD  合 理。 填料层高度的计算 填料层高度计算涉及物料横算、传质速率和相平衡关系。 对于整个吸收塔，气、液的浓度分布都沿塔高变化，吸收速率在变化。 所以要在全塔范围应用吸收速率关系式，就要采用微分方法，然后积分得到填料层的总高度。 选取传质单元数法求解填料层高度。 原料气组成 中氨气含 %，属于低浓度吸收。 查表知， 0C ， kpa 下 3NH 在空气中的扩散系数 scmD / 2o 由 23))((ooo TTPPDD G  ，则 293k ， 下， 3NH 在空气中的扩散系数为 scmDDG /1 8 )2 7 32 9 3)( 0 1 0 1( 223 o 液相扩散系数 ： smD L / 29 液体质量通量为： )/( 4 2 22 hmkgU L   气体质量通量为： )/( 22 hmkgU V  00 3 1 4 4 1 6 2211mXYmXY 脱吸因数为： 6 6 8 5 7 5  LmVS 气相总传质单元数为： ]6 6 8 00 0 0 0 9 4 2 00 4 7 1 )6 6 8 [(6 6 8 1])1[(112221 LnSYYYYSLnSN OG 气相总传质单元高度 采用修正的恩田关联式计算： })()()()( x p {1 tLLLLtLLtLLctw aUgaUa Uaa    查表知， 2/4 2 7 6 8 0/33 hkgcmd y nc  所以： 2 9 2 }) 3 29 4 0 8 9 9 8 4 2 1() 9 8 3 4 2 1() 3 2 4 2 1()9 4 0 8 9 64 2 7 6 8 0( x p {12822twaa 气膜吸收系数可由下式计算： )/(1 0 9 )2 9 33 1 103 6 0 01 8 3 2()3 6 0 0101 8 8 0 6 ()0 6 3 2 4 1 8(2 3 )()()(2 3 2431431k p ahmk m o lRTDaDaU VtVVVvtVG 液膜吸收系数由下式计算： )()()()()()(31821932312132LLLLLLwLLgDaU 查表得：  则 haak p ahmk m o laawLLwGG 9 9 )/(3 9 9 0  6 1 Fuu 由 auuaauuaLFLGFG])([])([ 得， hak p ahmk molaLG])([)/(])([ 则 )/(1111113 k p ahmk m o laHaaLGG 由 mPa VaKVHGYOG2  由 mNHZ OGOG 9 9 5 2 4  mZ  设计取填料层高度为 ： mZ 12 查表：对于阶梯环填料， mhDh 6,15~8m a x  将填料层分为两段设置，每段 6m，两段间设置一个液体再分布器。 填料层压力 降的计算 采用 Eckert 通用关联图计算填料层压降 横坐标为： )()( LVVL  查表得： 1116  mP 纵坐标为：  LLVPgu  查图得， mpaZP / 5 1 填料层压降为： k papaP 1  至此，吸收塔的物科衡算、塔径、填料层高度及填料层压降均已算出。 第五章 填料塔内件的类型及设计 塔内件类型 填料塔的 内件主要包括填料、填料支撑件（支撑板、支撑栅等）、填料层压环、填料层限位器、液体（气体）分布器、液体收集再分布器、破旋涡器等。 合理的选择和设计塔内件，对保证填料塔的正常操作及优良的传质性能十分重要。 塔内件的设计 填料支撑件的设计 填料支撑器对于保证填料塔的操作性能具有重大作用。 其作用是用于支撑塔填料及所特有的气体、液体的质量，同时起着气液流道及气体均布作用：大体可分为两类：（ 1）平板形支撑板 （ 2）气体喷射型。 填料支撑器采用结构简单、自由截面较大、金属耗用量较小的栅板作为支撑板。 为了改善边 界状况，可采用大间距的栅条，然后整砌一、二层按正方形排列的瓷质十字环，作为过渡支撑，以取得较大的孔隙率。 由于采用的是 mm38 的填料，所以可用 mm75 的十字环。 塔径 mmD 800 ，设计栅板由两块组成。 且需要将其搁置在焊接于塔壁的支持圈或支持块上。 分块式栅板，每块宽度为 400mm，每块重量不超过 600N，以便从人孔进行装入、取出。 填料床层压板和限制器的设计 填料床层压板和限制器的作用是使填料塔在操 作中保持填料床层为一恒定的固定床，从而使塔横截面上填料层的自由截面（空隙率）始终保持均匀一致，保证塔的稳定操作。 由于塔径 D=800mm ，填料床层压板可以采用分块式栅板，每块宽度为 400mm，每块重量不超过 600N，以便于从人孔中装入、取出。 由于塔径 D=800mm，填料床层限制器可选用梁形气体喷射式限制器，采用卡子 K10B（ K14B）（ JB 11191981）。 液体分布器的设计 液体在填料塔顶喷淋的均匀状况是提供塔内气液均匀分布的先决条件，也是使填料塔达到预 期分离效果的保证。 选型与设计要求 ：。 引起雾沫夹带及起泡等。 ，且制造安装方便，容易调整水平。 液体分布器的选型 ： 液体在塔顶的初始均匀喷淋，是保证填料塔达到预期分离效果的重要条件。 液体分布器的安装位置，须高于填料层表面 200mm,以提供足够的自由空间，让上升气流不受约束地穿过分布器。 根据该物系 性质，可选用目前应用较为广泛的多孔型布液器中的排管式喷淋器。 多孔型布液器能提供足够均匀的液体分布和空出足够大的气体通道（自由截面一般在 70%以上），也便于制成分段可拆结构。 液体引入排管喷淋器的方式采用液体由水平主管一侧引入，通过支管上的小孔向填料层喷淋。 由于液体的最大负荷低于 )/(25 23 hmm  ，按照设计参考数据可提供良好的液体分布：主管直径 50mm,支管排数 5,排管外缘直径 760mm，最大体积流量 hm/3 排管 式喷淋器采用塑料制造。 分布点密度计算 ： 为了使液体初始分布均匀，原则上应增加单位面积上的喷淋点数。 但是，由于结构的限制，不可能将喷淋点设计得很多。 根据 Eckert 建议，当 mmD 750 时，每 260cm 塔截面设一个喷淋点。 则总布液孔数为。