氯化氫吸收制備鹽酸--化工原理大作業(yè).doc

此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除 化工原理大作業(yè) 目錄一、任務(wù)及操作條件- 1 -1.1設(shè)計(jì)題目：- 1 -1.2工藝操作條件：- 1 -二、設(shè)計(jì)條件及主要物性參數(shù)- 2 -2.1設(shè)計(jì)條件：- 2 -2.2主要的物性參數(shù)值- 2 -三、設(shè)計(jì)方案的確定- 3 - 3.1設(shè)計(jì)方案的內(nèi)容- 3 -3.1.1流程方案的確定- 3 -3.1.2設(shè)備方案的確定- 3 -3.2流程布置- 4 -3.3吸收劑的選擇- 4 -3.4操作溫度和壓力的確定- 4 -3.5填料的選擇- 5 - 3.5.1填料種類的選擇-5- 3.5.2填料規(guī)格的選擇 - 5 -3.5.3填料材質(zhì)的選擇 - 6 -四、填料塔工藝尺寸的計(jì)算- 8 -4.1物料計(jì)算- 8 -4.1.1出塔吸收液中各組分的量- 8 -4.1.2混合氣進(jìn)出塔的摩爾組成- 9 -4.1.3混合氣進(jìn)塔的流量- 9 -4.1.4出塔混合氣量- 9 -4.2氣液平衡關(guān)系- 9 -4.3塔徑計(jì)算- 10 -4.3.1采用Eckert通用關(guān)聯(lián)圖法計(jì)算泛點(diǎn)氣速- 10 -4.3.2操作氣速的確定- 12 -4.3.3塔徑的計(jì)算- 12 -4.3.4核算操作氣速- 12 -4.3.5核算徑比- 12 -4.3.6噴淋密度校核- 13 -4.3.7單位填料程壓降（）的校核- 13 -4.4填料層高度的確定- 13 -4.4.1傳質(zhì)單元高度計(jì)算- 14 -4.4.2計(jì)算- 16 -4.4.3計(jì)算- 16 -4.4.4傳質(zhì)單元數(shù)NOL計(jì)算- 16 -4.4.6填料塔附屬高度計(jì)算- 16 -4.4.7填科目的分段- 17 -4.4.8封頭的選擇- 17 -五、填料吸收塔的附屬設(shè)備- 18 -5.1填料支承板- 18 -5.2填料壓板和床層限制板- 18 -5.3液體分布器計(jì)算和再分布器的選擇和計(jì)算- 18 -5.3.1液體分布器- 18 -5.3.2氣體進(jìn)出口裝置與排液裝置- 19 -六、輔助設(shè)備的選型- 21 -6.1管徑的計(jì)算- 21 -6.2離心泵的選擇與計(jì)算- 22 - 工藝設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果匯總與主要符號(hào)說明- 23 -1.吸收塔的吸收劑用量計(jì)算總表- 23 -塔設(shè)備計(jì)算總表- 24 -填料計(jì)算總表- 24 - 參考文獻(xiàn) -25- 經(jīng)費(fèi)預(yù)算 -26- 設(shè)計(jì)心得 -27-此文檔僅供學(xué)習(xí)與交流一、任務(wù)及操作條件1.1設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)全套分離設(shè)備，以滿足以下要求：利用水吸收廢氣中HCl氣體，制備稀鹽酸。溫度為45的HCl廢氣中HCl含量為1640.7 mg/m3，吸收率高于95.37%，并且要求每年按運(yùn)行10個(gè)月來計(jì)算，年產(chǎn)出2000 噸4.0%（質(zhì)量分率）以上的稀鹽酸。要求，從化工方面的專業(yè)網(wǎng)站上查詢適當(dāng)?shù)乃?shù)，設(shè)計(jì)全套設(shè)備，并做出經(jīng)費(fèi)預(yù)算。希望細(xì)致完成計(jì)劃書。1.2工藝操作條件：（1）操作壓力為101.3KPa（2）操作溫度為20（3）逆流操作二、設(shè)計(jì)條件及主要物性參數(shù)2.1設(shè)計(jì)條件：（1） 生產(chǎn)能力: 稀鹽酸生產(chǎn)量（2） 原料: 以氯化氫空氣二元體系，進(jìn)料混合氣體含氯化氫的含量為1640.7 mg/m3。（3）處理要求: 氯化氫的回收率高于95.37%，該設(shè)計(jì)中去96%。（4） 操作壓力：101.3KPa（5） 操作溫度：20 2.2主要的物性參數(shù)值（1）空氣的分子量：29 ；氯化氫的分子量：36.5 ；水的分子量：18（2）293飽和水蒸氣壓強(qiáng)為2.3346KPa（3）在1 atm時(shí)，水的凝固點(diǎn)（f.p.）為0，沸點(diǎn)（b.p.）為100。三、設(shè)計(jì)方案的確定3.1設(shè)計(jì)方案的內(nèi)容3.1.1流程方案的確定常用的吸收裝置流程主要有逆流操作、并流操作、吸收及部分再循環(huán)操作、多塔串聯(lián)操作、串聯(lián)并聯(lián)操作，根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)、工藝特點(diǎn)，結(jié)合各種流程的優(yōu)缺點(diǎn)，采用常規(guī)逆流操作的流程，傳質(zhì)平均推動(dòng)力大，傳質(zhì)速率快，分離效率高，吸收及利用率高。3.1.2設(shè)備方案的確定本設(shè)計(jì)要求的是選用填料吸收塔，填料塔是氣液呈連續(xù)性接觸的氣液傳質(zhì)設(shè)備，它的結(jié)構(gòu)和安裝比板式塔簡單。它的底部有支撐板用來支撐填料，并允許氣液通過。支撐板上的填料有整砌或亂堆兩種方式。填料層的上方有液體分布裝置，從而使液體均勻噴灑在填料層上。圖1.1 常規(guī)逆流操作流程圖3.2流程布置吸收裝置的流程布置是指氣體和液體進(jìn)出吸收塔的流向安排。本設(shè)計(jì)采用的是逆流操作，即氣相自塔底進(jìn)入由塔頂排出，液相流向與之相反，自塔頂進(jìn)入由塔底排出。逆流操作時(shí)平均推動(dòng)力大，吸收劑利用率高，分離程度高，完成一定分離任務(wù)所需傳質(zhì)面積小，工業(yè)上多采用逆流操作。3.3吸收劑的選擇 吸收劑性能的優(yōu)劣是決定吸收操作效果的關(guān)鍵之一，吸收劑的選擇應(yīng)考慮以下幾方面：(1)溶解度: 吸收劑對(duì)溶質(zhì)的溶解度要大，以提高吸收速率并減少吸收劑的用量。(2)選擇性: 吸收劑對(duì)溶質(zhì)組分有良好的溶解能力，對(duì)其他組分不吸收或甚微。(3)揮發(fā)度：操作溫度下吸收劑的蒸汽壓要低，以減少吸收和再生過程中的揮發(fā)損失。(4)粘度: 吸收劑在操作溫度下粘度要低，流動(dòng)性要好，以提高傳質(zhì)和傳熱速率。(5)其他： 所選用的吸收劑盡量要無毒性、無腐蝕性、不易爆易燃、不發(fā)泡、冰點(diǎn)低、廉價(jià)易得及化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定一般來說，任何一種吸收劑都難以滿足以上所有要求，選用是要針對(duì)具體情況和主要因素，既考慮工藝要求又兼顧到經(jīng)濟(jì)合理性，綜上因素的考慮，本次設(shè)計(jì)任務(wù)選用清水做吸收劑。3.4操作溫度和壓力的確定(1)溫度：低溫利于吸收，但溫度的底限應(yīng)由吸收系統(tǒng)決定，本設(shè)計(jì)溫度選20(2)壓力：加壓利于吸收，但壓力升高操作費(fèi)用、能耗增加，需綜合考慮，本設(shè)計(jì)采用常壓。3.5填料的選擇 3.5.1填料種類的選擇填料種類的選擇要考慮分離工藝的要求,還要確保有較高的傳質(zhì)效率.除此之外,還應(yīng)選擇具有較高泛點(diǎn)氣速或氣相動(dòng)能因子的填料,這樣可以使通量增大,塔的處理能力也增大.通常考慮以下幾個(gè)方面: 傳質(zhì)效率，傳質(zhì)效率即分離效率，它有兩種表示方法：一是以理論級(jí)進(jìn)行計(jì)算的表示方法，以每個(gè)理論級(jí)當(dāng)量的填料層高度表示，即HETP值；另一是以傳質(zhì)速率進(jìn)行計(jì)算的表示方法，以每個(gè)傳質(zhì)單元相當(dāng)?shù)奶盍蠈痈叨缺硎?，即HTU值。在滿足工藝要求的前提下，應(yīng)選用傳質(zhì)效率高，即HETP(或HTU值)低的填料。對(duì)于常用的工業(yè)填料，其HETP(或HTU)值可由有關(guān)手冊或文獻(xiàn)中查到，也可通過一些經(jīng)驗(yàn)公式來估算。 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。因此，在選擇填料種類時(shí)，在保證具有較高傳質(zhì)效率的前提下，應(yīng)選擇具有較高泛點(diǎn)氣速或氣相動(dòng)能因子的填料。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)手冊或文獻(xiàn)中查到，也可通過一些經(jīng)驗(yàn)公式來估算。填料層的壓降，填料層的壓降是填料的主要應(yīng)用性能，填料層的壓降愈低，動(dòng)力消耗越低，操作費(fèi)用愈小。選擇低壓降的填料對(duì)熱敏性物系的分離尤為重要。比較填料的壓降有兩種方法，一是比較填料層單位高度的壓降P/Z；另一是比較填料層單位傳質(zhì)效率的比壓降P/NT。填料層的壓降可用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，亦可從有關(guān)圖表中查出。填料的操作性能，填料的操作性能主要指操作彈性、抗污堵性及抗熱敏性等。所選填料應(yīng)具有較大的操作彈性，以保證塔內(nèi)氣液負(fù)荷發(fā)生波動(dòng)時(shí)維持操作穩(wěn)定。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)溫度的變化。 此外，所選的填料要便于安裝、拆卸和檢修。 3.5.2填料規(guī)格的選擇 填料按規(guī)格規(guī)格通常分為散裝填料與規(guī)整填料：散裝填料規(guī)格的選擇 散裝填料的規(guī)格通常是指填料的公稱直徑。工業(yè)塔常用的散裝填料主要有DN16、DN25、DN38、DN50、DN76等幾種規(guī)格。（一般推薦：300時(shí)，選25的填料；時(shí)，選2538的填料;時(shí)，選用的填料，但一般大塔中常用的填料。）規(guī)整填料規(guī)格的選擇 工業(yè)上常用規(guī)整填料習(xí)慣用比表面積表示，主要有125、150、250、350、500、700等幾種規(guī)格。3.5.3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。陶瓷填料：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。陶瓷填料因其質(zhì)脆、易碎，不宜在高沖擊強(qiáng)度下使用。陶瓷填料價(jià)格便宜，具有很好的表面潤濕性能，工業(yè)上，主要用于氣體吸收、氣體洗滌、液體萃取等過程。 金屬填料：金屬填料可用多種材質(zhì)制成，金屬材質(zhì)的選擇主要根據(jù)物系的腐蝕性和金屬材質(zhì)的耐腐蝕性來綜合考慮。碳鋼填料造價(jià)低，且具有良好的表面潤濕性能，對(duì)于無腐蝕或低腐蝕性物系應(yīng)優(yōu)先考慮使用；不銹鋼填料耐腐蝕性強(qiáng)，一般能耐除Cl-以外常見物系的腐蝕，但其造價(jià)較高；鈦材、特種合金鋼等材質(zhì)制成的填料造價(jià)極高，一般只在某些腐蝕性極強(qiáng)的物系下使用。金屬填料可制成薄壁結(jié)構(gòu)(0.21.0mm)，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：塑料填料的材質(zhì)主要包括聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)及聚氯乙烯(PVC)等，國內(nèi)一般多采用聚丙烯材質(zhì)。塑料填料的耐腐蝕性能較好，可耐一般的無機(jī)酸、堿和有機(jī)溶劑的腐蝕。其耐溫性良好，可長期在100以下使用。聚丙烯填料在低溫(低于0)時(shí)具有冷脆性，在低于0的條件下使用要慎重，可選用耐低溫性能好的聚氯乙烯填料。塑料填料具有質(zhì)輕。價(jià)廉、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。塑料填料的缺點(diǎn)是表面潤濕性能差，在某些特殊應(yīng)用場合，需要對(duì)其表面進(jìn)行處理，以提高表面潤濕性能。綜合以上：本設(shè)計(jì)中選擇塑料鮑爾環(huán)散裝填料 DN50。四、填料塔工藝尺寸的計(jì)算4.1物料計(jì)算 如圖所示，對(duì)于逆流操作的吸收塔，在任意截面M-N與塔頂或塔底作物料衡算： 或 吸收塔的逆流物料衡算示意圖如下：MN吸收塔的逆流物料衡算示意圖 4.1.1出塔吸收液中各組分的量 本設(shè)計(jì)任務(wù)是年處理2000t稀鹽酸，氯化氫含量為4%以上，年生產(chǎn)時(shí)間10個(gè)月，為設(shè)計(jì)計(jì)算所需，取氯化氫含量為8%，所以： 吸收液的質(zhì)量流量：吸收劑水的流量：液相中 液相中，X2=0.4.1.2混合氣進(jìn)出塔的摩爾組成 進(jìn)塔廢氣冷卻到20OC后其中HCl的含量為 1. 進(jìn)塔氣相摩爾分率為 進(jìn)塔氣相摩爾比 2. 出塔氣相摩爾比為 查資料可知，在20的時(shí)候混合氣密度4.1.3混合氣進(jìn)塔的流量由物料衡算知,所以混合氣體中惰性氣體的流量 混合氣體的流量 4.1.4出塔混合氣量出塔混合氣量： 4.2氣液平衡關(guān)系 查閱資料得到20時(shí)氯化氫溶于水的亨利系數(shù)為 4.3塔徑計(jì)算塔底氣液負(fù)荷大，依塔底條件(混合氣20)，101.3kPa，吸收液20計(jì)算 4.3.1采用Eckert通用關(guān)聯(lián)圖法計(jì)算泛點(diǎn)氣速空塔液泛氣速，m/s；g重力加速度，；填料因子（packing factor）,；氣、液相密度，；是水的密度，；液相與氣相的質(zhì)量通率，；液相粘度，。4.3.1.1有關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算廢氣的平均摩爾質(zhì)量： 進(jìn)塔混合氣密度(混合氣濃度低，可近似視為空氣密度)混合氣質(zhì)量流量混合氣體體積流量查化工原理附錄吸收液密度 吸收液質(zhì)量流量 吸收液的體積流量 吸收液黏度經(jīng)比較，選D=50mm塑料鮑爾環(huán)(米字筋)。查化工原理教材附錄可知其主要性能參數(shù)有，填料因子 =120 ，比表面積1064。4.3.1.2關(guān)聯(lián)圖的橫坐標(biāo)值 4.3.1.3關(guān)聯(lián)圖的縱坐標(biāo)值 由圖查得縱坐標(biāo)值為0.25，即 故液泛氣速4.3.2操作氣速的確定 一般操作氣速推薦范圍為，在此取。 4.3.3塔徑的計(jì)算 取塔徑為 4.3.4核算操作氣速 故滿足要求。 4.3.5核算徑比 對(duì)于同類填料，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。而大尺寸的填料應(yīng)用于小直徑塔中，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。因此，對(duì)塔徑與填料尺寸的比值要有一規(guī)定，常用填料的塔徑與填料公稱直徑比值D/d的推薦值列于下表。 塔徑與填料公稱直徑的比值D/d的推薦值 填 料 種 類 D/d的推薦值 拉西環(huán) D/d2030鞍環(huán) D/d15鮑爾環(huán) D/d1015階梯環(huán) D/d8環(huán)矩鞍 D/d8通過以上表的數(shù)據(jù)可知所選鮑爾環(huán)滿足鮑爾環(huán)的徑比要求。4.3.6噴淋密度校核填料的最小潤濕速率(MWR)為0.08 (mh) 最小噴淋密度 0.0810648.512 (mh) 因故滿足最小噴淋密度要求。4.3.7單位填料程壓降（）的校核 在壓降關(guān)聯(lián)圖中取橫坐標(biāo)值0.07787，將操作氣速 (u4.9m/s) 代替縱坐標(biāo)中的 查表，DN=50mm塑料鮑爾環(huán)(米字筋)的壓降填料因子 125代替縱坐標(biāo)中的則縱標(biāo)值為： 查資料得：，在145-490范圍內(nèi)，故滿足要求。4.4填料層高度的確定計(jì)算填料層高度，即 4.4.1傳質(zhì)單元高度計(jì)算，其中 ，本設(shè)計(jì)采用（恩田式）計(jì)算填料潤濕面積aw作為傳質(zhì)面積a，依改進(jìn)的恩田式分別計(jì)算及，再合并為和。列出備關(guān)聯(lián)式中的物性數(shù)據(jù)氣體性質(zhì)(以塔底20，101.3kPa空氣計(jì))： (前已算出)（氣體密度） (查化工原理附錄)（氣體黏度）（依據(jù)Gilliland式估算)(溶質(zhì)在氣相中的擴(kuò)散系數(shù))液體性質(zhì)(以塔底20水為準(zhǔn))：(查化工原理附錄)。氣體與液體的質(zhì)量流速： 塑料鮑爾環(huán)(亂堆)特性： d50mm005m（塑料鮑爾環(huán)直徑） （比表面積） （填料材質(zhì)的臨界表面張力）（水的表面張力） （鮑爾環(huán)為開孔環(huán)）依式計(jì)算有效面積。依式：代入上述數(shù)據(jù)得： 故 ；根據(jù)修正的Onda關(guān)聯(lián)式：液相傳質(zhì)系數(shù)： 代入上述數(shù)據(jù)得： 為液相傳質(zhì)系數(shù)，為溶質(zhì)在液相中的擴(kuò)散系數(shù)，/s;氣相傳質(zhì)系數(shù)： 代入上述數(shù)據(jù)得： 為氣相傳質(zhì)系數(shù)代入數(shù)據(jù)得：得：4.4.3計(jì)算4.4.4傳質(zhì)單元數(shù)NOL計(jì)算 采用吸收因數(shù)法計(jì)算傳質(zhì)單元數(shù)：吸收因子S：，因，則有其中：， ， 則： 4.4.5填料層高度z的計(jì)算根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，填料層的設(shè)計(jì)高度為Z=14.5，故取實(shí)際填料層高度取為14.5m 。4.4.6填料塔附屬高度計(jì)算塔上部空間高度，通過相關(guān)資料可取1.5m, 塔底液相停留時(shí)間按1.5min考慮, 則塔釜所占空間高度為考慮到氣相接管所占的空間高度,底部空間高度可取1m,所以塔的附屬高度可以取所以塔高為 4.4.7填科目的分段 液體沿填料層下流時(shí)，有逐漸向塔壁方向集中的趨勢，形成壁流效應(yīng)。壁流效應(yīng)會(huì)造成填料層內(nèi)氣液分布本均勻，使傳質(zhì)效率降低。因此設(shè)計(jì)中每隔一定的填料層高度需要設(shè)置液體收集再分布裝置，即將填料層分段。對(duì)于散裝填料，一般推薦的分段高度值見下表。填料類型H/Dhmax拉西環(huán)2.54矩鞍5-86鮑爾環(huán)5-106因?yàn)镠/D=16/1.2=13.3,取hmax=4m,可將填料層分4段。4.4.8封頭的選擇填料塔的頂部與底部均選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭。公稱直徑1200mm，曲面高度200mm,直邊高40mm。五、填料吸收塔的附屬設(shè)備5.1填料支承板 填料支承板主要分為兩類：氣液逆流通過平板型支承板，板上有篩孔或柵板式;氣體噴射型，分為圓柱升氣管式的氣體噴射型支承板和梁式氣體噴射型支承板。由于填料支承板本身對(duì)塔內(nèi)氣液的流動(dòng)狀態(tài)也會(huì)產(chǎn)生影響，因此除考慮其有足夠的強(qiáng)度和剛度以支持填料及其所持液體的重量外，還應(yīng)考慮其對(duì)流體流動(dòng)的影響，要保證有足夠的開孔率，以防在填料支承處發(fā)生夜泛現(xiàn)象，在結(jié)構(gòu)上應(yīng)有利于氣液相的均勻分布，同時(shí)不至于產(chǎn)生較大的阻力。本設(shè)計(jì)項(xiàng)目的塔徑及液體負(fù)荷不大，可采用較簡單的柵格行支承板。5.2填料壓板和床層限制板 在填料頂部設(shè)置壓板和床層限制板。有柵條式和絲網(wǎng)式。5.3液體分布器計(jì)算和再分布器的選擇和計(jì)算5.3.1液體分布器 液體分布裝置的種類多樣，有噴頭式、盤式、管式、槽式、及槽盤式等。工業(yè)應(yīng)用以管式、槽式、及槽盤式為主。性能優(yōu)良的液體分布器設(shè)計(jì)時(shí)必須滿足以下幾點(diǎn)：液體分布均勻，評(píng)價(jià)液體分布均勻的標(biāo)準(zhǔn)是：足夠的分布點(diǎn)密度；分布點(diǎn)的幾何均勻性；降液點(diǎn)間流量的均勻性。分布點(diǎn)密度。液體分布器分布點(diǎn)密度的選取與填料類型及規(guī)格、塔徑大小、操作條件等密切相關(guān)，各種文獻(xiàn)推薦的值也相差較大。大致規(guī)律是：塔徑越大，分布點(diǎn)密度越??；液體噴淋密度越小，分布點(diǎn)密度越大。對(duì)于散裝填料，填料尺寸越大，分布點(diǎn)密度越小。分布點(diǎn)的幾何均勻性。分布點(diǎn)在塔截面上的幾何均勻分布是較之分布點(diǎn)密度更為重要的問題。設(shè)計(jì)中，一般需通過反復(fù)計(jì)算和繪圖排列，進(jìn)行比較，選擇較佳方案。分布點(diǎn)的排列可采用正方形、正三角形等不同方式。降夜點(diǎn)間流量的均勻性。為保證各分布點(diǎn)的流量均勻，需要分布器總體的合理設(shè)計(jì)、精細(xì)的制作和正確的安裝。高性能的液體分布器，要求個(gè)分布點(diǎn)與平均流量的偏差小于6%。操作彈性大，液體分布器的操作彈性是指液體的最大負(fù)荷與最小負(fù)荷之比。設(shè)計(jì)中，一般要求液體分布器的操作彈性為24，對(duì)于液體負(fù)荷變化很大的工藝過程，有時(shí)要求操作彈性達(dá)到10以上，此時(shí)，分布器必須特殊設(shè)計(jì)。自由截面積大，液體分布器的自由截面積是指氣體通道占塔截面積最小應(yīng)在35%以上。其他，液體分布器應(yīng)結(jié)構(gòu)緊湊、占用空間小、制造容易、調(diào)整和維修方便。本設(shè)計(jì)中塔徑較小，故此選用管式液體分布器。5.3.2氣體進(jìn)出口裝置與排液裝置（1）氣體進(jìn)出口裝置填料塔的氣體進(jìn)口既要防止液體倒灌，更要有利于氣體的均勻分布。對(duì)500mm直徑以下的小塔，可使進(jìn)氣管伸到塔中心位置，管端切成45向下斜口或切成向下切口，使氣流折轉(zhuǎn)向上。對(duì)1.5m以下直徑的塔，管的末端可制成下彎的錐形擴(kuò)大器，或采用其它均布?xì)饬鞯难b置。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。最簡單的裝置是在氣體出口處裝一除沫擋板，或填料式、絲網(wǎng)式除霧器，對(duì)除沫要求高時(shí)可采用旋流板除霧器。本設(shè)計(jì)中選用折板除霧器。折板除霧器的結(jié)構(gòu)簡單有效，除霧板由的角鋼組成，板間橫向距離為25mm，垂直流過的氣速可按下式計(jì)算：式中 u氣速，； ,液相及氣相密度，； k系數(shù)，0.085-0.10；本設(shè)計(jì)中取 ，則流過的氣速所需除霧板組的橫斷面為 由上式確定的氣速范圍，除霧板的阻力為49-98pa，此時(shí)能除去的最小霧滴直徑約為0.06mm，即60。（2）排液裝置液體出口裝置既要使塔底液體順利排出，又能防止塔內(nèi)與塔外氣體串通，常壓吸收塔可采用液封裝置。常壓塔氣體進(jìn)出口管氣速可取1020m/s（高壓塔氣速低于此值）；液體進(jìn)出口氣速可取0.81.5m/s（必要時(shí)可加大些）管徑依氣速?zèng)Q定后，應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)管規(guī)定進(jìn)行圓整。 六、輔助設(shè)備的選型6.1管徑的計(jì)算對(duì)于液相，由于進(jìn)塔為地下水，出塔為混合溶液，所以應(yīng)以出塔為準(zhǔn)，選擇流速；對(duì)于氣相，則屬于常壓操作。以此為據(jù)，選出相應(yīng)流速：某些流體在管路中的常用流速范圍流體的類別及情況流速范圍, m/s水及低粘度流體（1105Pa1106Pa）1.53.0常壓氣體1020進(jìn)氣為常壓氣體 取u=18m/s查資料按標(biāo)準(zhǔn)可選用0.60m為外徑，內(nèi)徑：600-220=560進(jìn)水管與混合液出口管：清水（常壓）取 u=2.0 m/s 參照標(biāo)準(zhǔn)選用10為外徑，內(nèi)徑：10-21.5=7mm由于管路采用標(biāo)準(zhǔn)管路，因此實(shí)際操作情況下的流速不是選取的流速，需要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)管徑反算操作流速，進(jìn)行校核。以液相為例：同理可得氣相：此時(shí)流速：流速較核合格。6.2離心泵的選擇與計(jì)算 計(jì)算過程如下所選管為熱軋無縫鋼管校核管內(nèi)流速則雷諾數(shù) 局部阻力損失：三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)截止閥全開 ; 三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)90彎頭 ；管路總壓頭損失 揚(yáng)程：流量： 經(jīng)查化工原理附表泵與風(fēng)機(jī)，型號(hào)IS80-50-250ABC泵合適。工藝設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果匯總與主要符號(hào)說明下面將計(jì)算結(jié)果進(jìn)行匯總，分別列出：題目年生產(chǎn)2000t質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%稀鹽酸填料吸收塔流程布置逆流主體設(shè)備填料塔氣液平衡關(guān)系塔高15.3m塔徑1200mm填料塑料鮑爾環(huán)液體分布器雙排管式分布器填料支撐板柵格形支撐板封頭標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭1.吸收塔的吸收劑用量計(jì)算總表意義及符號(hào)結(jié)果混合氣體處理量G氣液相平衡常數(shù)m2.754進(jìn)塔氣相摩爾分率y10.0011出塔氣相摩爾分率y20.000044進(jìn)塔液相摩爾分率x10.04出塔液相摩爾分率x20最小液氣比L/V無混合氣體的密度混合氣體的粘度0.000018Pa.s吸收劑用量L4.698kg/h塔設(shè)備計(jì)算總表意義及符號(hào)結(jié)果塔徑D800mm填料層高H16m液相質(zhì)單元高度4.4m液相總傳質(zhì)單元數(shù)3.86塔的實(shí)際高度H20m布液孔數(shù)n275個(gè)空塔氣速4.9m/s泛點(diǎn)氣速8.22m/s填料計(jì)算總表意義及符號(hào)結(jié)果孔隙率%0.9填料比表面積a填料因子填料常數(shù)A0.0942參考文獻(xiàn)【1】環(huán)境工程原理 胡洪營、張旭、黃霞、王偉 高等教育出版社【2】化工原理 .大連理工大學(xué) .高等教育出版社【3】化工原理 . 夏清、賈紹義. 天津大學(xué)出版社【4】GB150-211 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)【5】鋼制化工容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)規(guī)定、鋼制化工容器材料選用規(guī)定、鋼制化工容器強(qiáng)度計(jì)算規(guī)定（HG20580