水吸收丙酮化工原理及机械设备课程设计_说明书(编辑修改稿)

水吸收丙酮化工原理及机械设备课程设计_说明书(编辑修改稿)内容摘要：

700mm 时，可取 n=200 点 /m2 布液点数为 20 .7 8 5 0 .7 2 0 0 7 7n    点，因此取布液点数 n=70 布液计算： 由 HgndLoS  24 2 式中 0d ：小孔直径， m n：布液点个数，个  ：孔流系数（雷诺数大于 1000 的情况下，可取 ~） g：重力加速度， m/s2 h：液位高度， m 336 9 1 9 .7 1 / 0 .0 0 1 9 2 8 /3 6 0 0 9 9 7 . 0 8SL m s m s 取  ， mmH 160 则 4 4 928 48 5. 52 77 2 Ld m m mn g H            14 因为液体负荷较小，所以可采用排管式喷淋器 得布液点数 n=70，喷淋密度 =70/( )=182 点 /m2 查手册【 8 】 塔直径 主管直径 排数（支管） 排管外缘直径 最大流量 m3/h 700 50 4 660 7 支承板型号 支承板外径 支承板分块数 支承板圈厚度 支承板圈宽度 梁型气体喷 680 2 10 40 射式支承板 进气管：进出口气速按 12~15m/s 设计 取 15m/s 计算： 4 4 2 2 0 0 + 0 . 2 43 . 1 4 1 5 3 6 0 0 2 7 3si Vdmu     （ 2 7 3 3 0 ） 查手册得： 用一般中低压无缝钢管： 27310  液体进料管：流速按 3~5 计算 39 9 7 .0 8 / 3 /L k g m u m s  又 2( 36 00 ) 3 28 . 64LL iiwu d m md    解 得 2 9 , .273iod m m mm 取 查 手 册 用 3 7 3 5 的 管 子出 气 管 ： d 取布液孔直径为 ，则液位保持管中的液位高度为： 224( ) 2Lhgd nk 式中： d：布液孔直径， m L：液体流率， m3/s n：布液孔数 k：孔流系数 h：液体高度， m g：重力加速度， m/s2 k 值由小孔液体流动雷诺数决定可取 k= 15 22224 6 9 1 9 . 7 1 / ( 3 6 0 0 9 9 7 . 0 8 )()43 . 1 4 7 7 0 . 0 0 5 5 0 . 6 2( ) 2 0 . 1 4 7 42 9 . 8 1Lh g md n k     设计取液位高度 39。 1 .1 5 0 .1 6 9 1 6 9h h m m m   其他附属塔内件的选择 本装置的直径较小可采用简单的进气分布装置 ,同时排放的净化气体中的液相夹带要求严格 ,应设除液沫装置 ,为防止填料由于气流过大而是翻 ,应在填料上放置一个筛网装置 ,防止填料上浮。 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，也是使填料达到预期分离效果的保证。 为此，分布器设计中应注意以下几点： （ 1）、为保证液体在塔截面上均布，颗粒型（散装）填料的喷淋点数为 40—— 80个 /m2（环形填料自分布性能差应取高值），此外，为减少壁流效应，喷淋孔的分布应使近塔壁 5—— 20﹪区域内的液体流量不超过总液量的 10﹪。 规整填料一般为 100—— 200 个 /㎡喷淋点。 （ 2）、喷淋孔径不宜小于 2㎜，以免引起堵塞，孔径也不宜过大，否则液位高度难维持稳定。 液体分布器有以下几种形式 : 1. 多 孔型液体分布器 多孔型液体分布器系借助孔口以上的液层静压或泵送压力使液体通过小孔注入塔内。 根据直管液量的大小，在直管下方开 2～ 4 排对称小孔，孔径与孔数依液体的流量范围确定，通常取孔径 2～ 6㎜，孔的总面积与及进液管截面积大致相等，喷雾角根据塔径采用 30176。 或 45176。 ，直管安装在填料层顶部以上约 300 ㎜。 此形分布器用于塔径 600～ 800 ㎜，对液体的均布要求不高的场合。 根据要求，也可以采用环形管式多孔分布器。 3. 排管式多孔分布器 支管上孔径一般为 3～ 5㎜，孔数依喷淋点要求决定。 支管排数、管心距及孔心距依塔径和液体负荷调整。 一般每根支管上可开 1～ 3 排小孔，孔中心线与垂直线的夹角可取 15176。 、 176。 、 30176。 或 45176。 等，取决于液流达到填料表面时的均布状况。 主管与支管直径由送液推动力决定，如用液柱静压送液，中间垂直管和水平主管内的流速为 ～ ，支管流速取为 ～ ；采用泵送液 16 则流速可提高。 液体再分布器的作用是将流到塔壁近旁的液体重新汇集并引向中央区域。 填料层较高时，应分段安装，段与段间设液体分布器。 比较完善的装置可以做成像上述升气管筛板型液体分布器的样子，只是要在各升气管口之上加笠形罩，以防止从上段填料层底部落下的液体进入升气管。 平盘底部各处的液层高度大体相同，于是各处筛孔所流下的液体速度大致相同。 本设计中塔高为 6米 ,不需要分段 ,故不需要安装液体再分布器 填料支撑板既要具备一定的机械强度以承受填料层及其所持液体的重量，又要留出足够的空隙面积空气、液流量，气体通过支承板 空隙的线速不能不等于通过填料层空隙的线速度，否则便会在填料层内尚未发生液泛之前，已在支撑板处发生液泛。 一般要求支承板的自由截面积之比大于填料层的空隙率。 最简单的支承装置是用扁钢条制作的格栅或 开孔的金属板。 格栅的间隙或孔板的孔径如果过大，容易使填料落下，此时可于支承装置上先铺一层尺寸较大的同类填料。 气体喷射支承板，适于在大直径塔中使用，从塔底上升的气体通过水平部分的孔流下。 通气孔的总截面积可以做到大于塔的截面积，这种设计使得气流阻力小而通过能力大，并排除了在支承板上发生液泛的危险。 填料压板系藉自身质量压住填料但不致压坏填料；限制板的质量轻，需固定于塔壁上。 一般要求压板或限制板自由截面分率大于 70％。 （ 1）气体进出口装置 填料塔的气体进口既要防止液体倒灌，更要有利于气体的均匀分布。 对500mm 直径以下的小塔，可使进气管伸到塔中心位置，管端切成 45176。 向下斜口或切成向下切口，使气流折转向上。 对 以下直径的塔，管的末端可制成下弯的锥形扩大器，或采用其它均布气流的装置。 气体出口装置既要保证气流畅通，又要尽量除去被夹带的液沫。 最简 单的装置是在气体出口处装一除沫挡板，或填料式、丝网式除雾器，对除沫要求高时可 17 采用旋流板除雾器。 本设计中选用折板除雾器。 折板除雾器的结构简单有效，除雾板由50 50 3mm mm mm的 角钢组成，板间横向距离为 25mm，垂直流过的气速可按下式计算： LVVuk 式中 u —— 气速， m/s ； L v —— 液相及气相密度， 3/kg m ； k —— 系数， ； 本设计中取  ，则流过的气速 9 9 7 . 0 8 1 . 2 4 50 . 0 9 2 . 5 4 5 /1 . 2 4 5u m s 所需除雾板组的横断面为 22 2 5 4 .4 5 0 . 2 4 53 6 0 0 2 . 5 5 7vqSmu   由上式确定的气速范围，除雾板的阻力为 4998pa，此时能除去的最小雾滴直径约为 ，即 50 m . （ 2）排液装置 液体出口装置既要使塔底液体顺利排出，又能防止塔内与塔外气体串通，常压吸收塔可采用液封装置。 常压塔气体进出口管气速可取 10～ 20m/s（高压塔气速低于此值）；液体进出口气速可取 ～ （必要时可加大些）管径依气速决定后，应按标准管规定进行圆整 . 吸收塔的流体力学参数计算 填料塔的的压力降为： ppppp  321 (1)气体进出口压降 :取气体进出口接管的内径为 200mm,则气体的进出口流速为  24 2 2 5 4 .4 5 1 9 .9 4 4 /3 6 0 0 3 . 1 4 0 . 2u m s 则进口压强为 （突然扩大  =1）  221 11 1 . 2 4 5 1 9 . 9 4 4 2 4 7 .6 122p u P a      出口压强为 （突然缩小  =） 18  222 110 . 5 0 . 5 1 . 2 4 5 1 9 . 9 4 4 1 2 3 . 8 022p u P a        (2)他塔内件的压降 :其他塔内件的压降 p 较小 ,在此处可 以忽略 . 所以吸收塔的总压降为  1 2 3 2 4 7 . 6 1 1 2 3 . 8 0 1 4 7 3 . 9 6 = 1 8 4 5 . 3 7p p p p p P a             （ 3）持液量计算 持液量计算方法较多，但大部分都是对拉西环填料的测试数据进行关联的公式。 本设计采用 Leva 及大竹、冈田的关联式： Leva 关联式： ( )t eLH d 式中 tH —— 总持液量， 3m 液体 3/m 填料； L—— 液相流率， 32/ ( )m m h ； ed —— 填料当量直径， m； 大竹、冈田发表的持液量关联式： 320 . 6 7 6 0 . 4 40 1 . 2 9 5 ( ) ( )L L LLLd u d gH   式中 0H —— 动持液量， 3m 液体 3/m 填料； d —— 填料的公称直径， m； L —— 液相密度， 3/kg m ； Lu —— 液相空塔线速度， m/s； L —— 液相粘度， /( )kg ms g —— 重力加速度， 2/ms； 上述两式的计算误差为 20% ，本设计中填料的持液量为： 3 30 20. 03 8 1. 30 8 99 7. 08 0. 03 8 9. 81 99 7. 081. 29 5 ( ) ( ) 0. 27 27 ( / )3. 21 73 2 3. 21 73 2()36 00 36 00H m m      吸收塔操作气速为 ，泛点气速为 为 19 对于散装填料，其泛点率的经验值为： ~Fuu 所以符合。 气体动能因子简称 F因子 ,其定义为 vFu 其中 u 为空塔气速 . 本设计中气体动能因子为 1 .3 0 8 1 .2 4 5 1 .4 5 9F  气能因子在常用的范围内 离心泵的选择与计算 计算过程如下： 所选管为 6mm mm热轧无缝钢管 校核管内流速 39。 3224 4 10 2. 729 / m sd    则雷诺数 430 . 0 3 2 .7 2 9 9 9 7 . 0 8 9 .1 3 5 1 00 . 8 9 3 7 1 0e LduR      0 .2 50 .3 1 6 4 0 .0 1 8 2eR  局部阻力损失：三个标准截止阀全开 1 3    。 三个标准 90176。 弯头 2 3     ； 管路总压头损失 222 0 2 . 7 2 9( ) ( 0 . 0 1 8 2 2 1 . 4 5 ) 1 2 . 72 0 . 0 3 2 9 . 8 1f luHmdg        扬程 1845. 376 12. 7 18. 89 PH z H mg       流量 36 9 1 9 .7 1 6 .9 4 /9 9 7 .0 8LLWQ m h   20 进出管工艺尺寸的计算 本设计中填料塔有多处接管，在此分别以液体进料管和气体进料管的管径计算为例进行说明。 相关数据查参考书 液体进料管 进料管的结构类型很多，有直管进料管、弯管进料管、 T型进料管。 本设计采用直管进料管，管径计算如下： 13112/4 4 1 . 9 3 1 0 0 . 0。