化工原理課程設(shè)計(jì)(水吸收氨填料吸收塔設(shè)計(jì))(正式版)

化工原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)化工原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)題目填料吸收塔設(shè)計(jì) 15 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 1 設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)介 對(duì)給定或選定的工藝流程 主要設(shè)備進(jìn)行簡(jiǎn)要 論述 2 主要設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 物料衡算 能量衡算 工藝參數(shù)的 選定 填料塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算 3 輔助設(shè)備的選型 4 繪流程圖 以單線圖的形式描繪 標(biāo)出主體設(shè)備和輔助設(shè)備的 物料方向 物流量 能流量 5 吸收塔的設(shè)備工藝條件圖 6 編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū) 設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)參數(shù) 用清水吸收空氣中的 NH3氣體 混合氣體處理量 5000m3 h 其中 NH3含量為 0 14kg m3干空氣 標(biāo)態(tài) 干空氣溫度為 25 相對(duì) 濕度為 70 要求凈化氣中 NH3含量不超過(guò) 0 07 體積分?jǐn)?shù) 氣 體入口溫度 40 入塔吸收劑中不含 NH3 水入口溫度 30 設(shè)計(jì)計(jì)劃設(shè)計(jì)計(jì)劃 進(jìn)度進(jìn)度 布置任務(wù) 學(xué)習(xí)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū) 其它準(zhǔn)備 0 5 天 主要工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 2 5 天 輔助設(shè)備選型計(jì)算 繪制工藝流程圖 1 0 天 繪制主要設(shè)備工藝條件圖 1 0 天 編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū) 考核 1 0 天 合計(jì) 1 周 6 0 天 主要參考主要參考 文獻(xiàn)文獻(xiàn) 1 化工原理課程設(shè)計(jì) 賈紹義等編 天津大學(xué)出版社 2002 08 2 化工原理 上 下冊(cè) 夏清 陳常貴主編 天津大學(xué)出版 社 2005 01 3 化工原理課程設(shè)計(jì) 大連理工大學(xué)編 大連理工大學(xué)出版 社 1994 07 4 化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 第三版 上 下冊(cè) 化學(xué)工業(yè)出版社 2003 08 5 化學(xué)工程手冊(cè) 第二版 上 下卷 時(shí)鈞等主編 化學(xué)工 業(yè)出版社 1998 11 6 化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 董大勤編 化學(xué)工業(yè)出版社 2003 01 7 化工數(shù)據(jù)導(dǎo)引 王福安主編 化工出版社 1995 10 8 化工工程制圖 魏崇光等主編 化學(xué)工業(yè)出版社 1994 05 9 現(xiàn)代填料塔技術(shù)指南 王樹(shù)楹主編 中國(guó)石化出版社 1998 08 設(shè)計(jì)文件設(shè)計(jì)文件 要求要求 1 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)不得少于 7000 字 A4 幅面 2 工藝流程圖為 A2 幅面 3 設(shè)備工藝條件圖為 A3 幅面 備注備注 目目 錄錄 一 前言 3 二 設(shè)計(jì)任務(wù) 4 三 設(shè)計(jì)條件 4 四 設(shè)計(jì)方案 5 1 吸收劑的選擇 5 2 流程圖及流程說(shuō)明 5 3 塔填料的選擇 7 五 工藝計(jì)算 11 1 物料衡算 確定塔頂 塔底的氣液流量和組成 11 2 塔徑的計(jì)算 12 3 填料層高度計(jì)算 14 4 填料層壓降計(jì)算 16 5 液體分布裝置 17 6 液體再分布裝置 19 7 填料支撐裝置 20 8 流體進(jìn)出口裝置 21 9 水泵及風(fēng)機(jī)的選型 22 六 設(shè)計(jì)一覽表 23 七 對(duì)本設(shè)計(jì)的評(píng)述 23 八 參考文獻(xiàn) 24 九 主要符號(hào)說(shuō)明 24 十 致謝 25 一一 前言前言 在石油化工 食品醫(yī)藥及環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域 塔設(shè)備屬于使用量大應(yīng)用面廣的重要 單元設(shè)備 塔設(shè)備廣泛用于蒸餾 吸收 萃取 洗滌 傳熱等單元操作中 所以塔設(shè) 備的研究一直是國(guó)內(nèi)外學(xué)者普遍關(guān)注的重要課題 在化學(xué)工業(yè)中 經(jīng)常需要將氣體混合物中的各個(gè)組分加以分離 其主要目的是回 收氣體混合物中的有用物質(zhì) 以制取產(chǎn)品 或除去工藝氣體中的有害成分 使氣體凈 化 以便進(jìn)一步加工處理 或除去工業(yè)放空尾氣中的有害成分 以免污染空氣 吸收 操作是氣體混合物分離方法之一 它是根據(jù)混合物中各組分在某一種溶劑中溶解度不 同而達(dá)到分離的目的 塔設(shè)備按其結(jié)構(gòu)形式基本上可分為兩類(lèi) 板式塔和填料塔 以前在工業(yè)生產(chǎn)中 當(dāng)處理量大時(shí)多用板式塔 處理量小時(shí)采用填料塔 近年來(lái)由于填料塔結(jié)構(gòu)的改進(jìn) 新型的 高負(fù)荷填料的開(kāi)發(fā) 既提高了塔的通過(guò)能力和分離效能又保持了壓降小 性 能穩(wěn)定等特點(diǎn) 因此 填料塔已經(jīng)被推廣到大型氣 液操作中 在某些場(chǎng)合還代替了 傳統(tǒng)的板式塔 如今 直徑幾米甚至幾十米的大型填料塔在工業(yè)上已非罕見(jiàn) 隨著對(duì) 填料塔的研究和開(kāi)發(fā) 性能優(yōu)良的填料塔必將大量用于工業(yè)生產(chǎn)中 氨是化工生產(chǎn)中極為重要的生產(chǎn)原料 但是其強(qiáng)烈的刺激性氣味對(duì)于人體健康和 大氣環(huán)境都會(huì)造成破壞和污染 氨對(duì)接觸的皮膚組織都有腐蝕和刺激作用 可以吸 收皮膚組織中的水分 使組織蛋白變性 并使組織脂肪皂化 破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu) 氨 的溶解度極高 所以主要對(duì)動(dòng)物或人體的上呼吸道有刺激和腐蝕作用 常被吸附在 皮膚粘膜和眼結(jié)膜上 從而產(chǎn)生刺激和炎癥 可麻痹呼吸道纖毛和損害粘膜上皮組 織 使病原微生物易于侵入 減弱人體對(duì)疾病的抵抗力 氨通常以氣體形式吸入人 體 氨被吸入肺后容易通過(guò)肺泡進(jìn)入血液 與血紅蛋白結(jié)合 破壞運(yùn)氧功能 進(jìn)入 肺泡內(nèi)的氨 少部分為二氧化碳所中和 余下被吸收至血液 少量的氨可隨汗液 尿液或呼吸排出體外 短期內(nèi)吸入大量氨氣后會(huì)出現(xiàn)流淚 咽痛 咳嗽 胸悶 呼吸困難 頭暈 嘔 吐 乏力等 若吸入的氨氣過(guò)多 導(dǎo)致血液中氨濃度過(guò)高 就會(huì)通過(guò)三叉神經(jīng)末梢 的反射作用而引起心臟的停搏和呼吸停止 危及生命 因此 吸收空氣中的氨 防 止氨超標(biāo)具有重要意義 本次課程設(shè)計(jì)的目的是根據(jù)設(shè)計(jì)要求采用填料吸收塔吸收的方法來(lái)凈化含有氨氣 的空氣 設(shè)計(jì)采用填料塔進(jìn)行吸收操作是因?yàn)樘盍峡梢蕴峁┚薮蟮臍庖簜髻|(zhì)面積而且 填料表面具有良好的湍流狀況 從而使吸收過(guò)程易于進(jìn)行 而且 填料塔還具有結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單 壓降低 填料易用耐腐蝕材料制造等優(yōu)點(diǎn) 從而可以使吸收操作過(guò)程節(jié)省大量 人力和物力 二二 設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù) 完成填料塔的工藝設(shè)計(jì)與計(jì)算 有關(guān)附屬設(shè)備的設(shè)計(jì)和選型 繪制吸收系統(tǒng)的工 藝流程圖和填料塔裝置圖 編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 三三 設(shè)計(jì)條件設(shè)計(jì)條件 查表知 25下水的飽和蒸氣壓為 3 169KPa 干空氣的密度為 1 185kg m3 20下C C 氨氣的密度為 0 7601kg m3 水蒸氣的飽和分壓為 KPaPP SV 2183 2 7 0169 3 濕空氣的濕度 絕干氣水汽 kg 01393 0 2183 2 3 101 2183 2 622 0 622 0 kg PP P H V V 濕空氣的比體積 絕干氣濕空氣 kgm tH vH 8621 0 1 273 298 4 22 18 01393 0 29 1 3 101 3 101 273 273 4 22 1829 1 3 干空氣濕空氣 33 9789 0 185 1 8621 0 1 1mm 濕空氣干空氣 33 0216 1 9789 0 1 1mm 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下 濕空氣干空氣 33 9359 0 298 2730216 1 1mm 氨氣的體積分?jǐn)?shù) 68 19 100 9359 07601 0 14 0 回收率 64 99 100 1968 0 0007 0 1968 0 綜上所述 本課程設(shè)計(jì)中填料塔的主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下 1 氣體混合物成分 空氣和氨氣 2 氨的含量 19 68 體積 3 混合氣體流量 5000m3 h 4 操作溫度 303K 5 混合氣體壓力 101 3KPa 6 回收率 99 64 四四 設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)方案 4 14 1 吸收劑的選擇吸收劑的選擇 吸收過(guò)程是依靠氣體溶質(zhì)在吸收劑中的溶解來(lái)實(shí)現(xiàn)的 因此 吸收劑性能的優(yōu)劣 是決定吸收操作效果的關(guān)鍵之一 選擇吸收劑時(shí)應(yīng)著重考慮以下幾方面 1 溶解度 吸收劑對(duì)溶質(zhì)組分的溶解度要大 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)組分要有良好的吸收能力 而對(duì)混合氣體中其他組分不 吸收或吸收甚微 否則不能直接實(shí)現(xiàn)有效分離 3 揮發(fā)度要低 操作溫度下吸收劑的蒸氣壓要低 以減少吸收和再生過(guò)程中吸收 劑的揮發(fā)損失 4 黏度 吸收劑在操作溫度下的黏度越低 其在塔內(nèi)的流動(dòng)性越好 有助于傳質(zhì) 速率和傳熱速率的提高 5 其他 所選用的吸收劑應(yīng)盡可能滿足無(wú)毒性 無(wú)腐蝕性 不易燃易爆 不發(fā)泡 冰點(diǎn)低 價(jià)廉易得以及化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等要求 吸收劑對(duì)溶質(zhì)的組分要有良好地吸收能力 而對(duì)混合氣體中的其他組分不吸收 且揮發(fā)度要低 所以本課程設(shè)計(jì)選擇用清水作吸收劑 氨氣為吸收質(zhì) 水廉價(jià)易得 物理化學(xué)性能穩(wěn)定 選擇性好 符合吸收過(guò)程對(duì)吸收劑的基本要求 且氨氣不作為產(chǎn) 品 故采用純?nèi)軇?4 24 2 流程選擇及流程說(shuō)明流程選擇及流程說(shuō)明 吸收裝置的流程主要有以下幾種 1 逆流操作 氣相自塔底進(jìn)入由塔頂排出 液相自塔頂進(jìn)入由塔底排出 此即逆 流操作 逆流操作的特點(diǎn)是傳質(zhì)平均推動(dòng)力大 傳質(zhì)速率快 分離效率高 吸收劑利 用率高 工業(yè)生產(chǎn)中多用逆流操作 2 并流操作 氣 液兩相均從塔頂流向 此即并流操作 并流操作的特點(diǎn)是 系 統(tǒng)不受液流限制 可提高操作氣速 以提高生產(chǎn)能力 并流操作通常用于以下情況 當(dāng)吸收過(guò)程的平衡曲線較平坦時(shí) 流向?qū)ν苿?dòng)力影響不大 易溶氣體的吸收或處理的 氣體不需吸收很完全 吸收劑用量特別大 逆流操作易引起液泛 3 吸收劑部分再循環(huán)操作 在逆流操作系統(tǒng)中 用泵將吸收塔排除液體的一部分 冷卻后與補(bǔ)充的新鮮吸收劑一同送回塔內(nèi) 即為部分再循環(huán)操作 通常用于以下操作 當(dāng)吸收劑用量較小 為提高塔的液體噴淋密度 對(duì)于非等溫吸收過(guò)程 為控制塔內(nèi)的 溫升 需取出一部分熱量 該流程特別適宜于相平衡常數(shù) m 值很小的情況 通過(guò)吸收 液的部分再循環(huán) 提高吸收劑的使用效率 應(yīng)當(dāng)指出 吸收劑部分再循環(huán)操作較逆流 操作的平均推動(dòng)力要低 且需設(shè)置循環(huán)泵 操作費(fèi)用增加 4 多塔串聯(lián)操作 若設(shè)計(jì)的填料層高度過(guò)大 或由于所處理物料等原因需經(jīng)常清 理填料 為便于維修 可把填料層分裝在幾個(gè)串聯(lián)的塔內(nèi) 每個(gè)吸收塔通過(guò)的吸收劑 和氣體量都相等 即為多塔串聯(lián)操作 此種操作因塔內(nèi)需留較大空間 輸液 噴淋 支撐板等輔助裝置增加 使設(shè)備投資加大 5 串聯(lián) 并聯(lián)混合操作 若吸收過(guò)程處理的液量很大 如果用通常的流程 則液體 在塔內(nèi)的噴淋密度過(guò)大 操作氣速勢(shì)必很小 否則易引起塔的液泛 塔的生產(chǎn)能力 很低 實(shí)際生產(chǎn)中可采用氣相作串聯(lián) 液相作并聯(lián)的混合流程 若吸收過(guò)程處理的液 量不大而氣相流量很大時(shí) 可采用液相作串聯(lián) 氣相作并聯(lián)的混合流程 列出幾種常見(jiàn)的吸收過(guò)程如圖 1 a 并流 b 逆流 圖 1 吸收流程 用水吸收 NH3屬高溶解度的吸收過(guò)程 為提高傳質(zhì)效率和分離效率 所以本設(shè)計(jì)選 用逆流吸收流程 該填料塔中 氨氣和空氣混合氣體 經(jīng)由填料塔的下側(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 經(jīng)吸收后的混合氣體由塔頂排除 吸收了氨氣的水由填料塔的下端流出 4 34 3 塔填料選擇塔填料選擇 塔填料 簡(jiǎn)稱(chēng)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 填料的比表面積越大 氣液分布也就越均勻 傳質(zhì)效率也越高 它與塔內(nèi)件一起決定了填料塔的性質(zhì) 因此 填料的選擇是填料塔設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié) 塔填料的選擇包括確定填料的種類(lèi) 規(guī)格及材料 填料的種類(lèi)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(chēng)直徑比 值 D d 4 3 14 3 1 填料性能評(píng)價(jià)填料性能評(píng)價(jià) 填料種類(lèi)的選擇要考慮分離工藝的要求 通常考慮一下幾個(gè)方面 1 傳質(zhì)效率 傳質(zhì)效率即分離效率 它有兩種表的方法 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 另一方面是以傳質(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)高度表示 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 HEYP 或 HTU 值 低的填料 對(duì)于常用的工業(yè)填料 其 HEYP 或 HTU 值 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 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 因此在選擇填料種類(lèi)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(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 3 填料層的壓降 填料層的壓降是填料的主要應(yīng)用性能 填料層的壓降越低 動(dòng) 力消耗越低 操作費(fèi)用越小 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 4 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)溫度變化 此外 所選的填料要便于安裝 拆卸和檢修 4 3 24 3 2 裝填類(lèi)型選擇裝填類(lèi)型選擇 填料種類(lèi)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(lèi) 1 散裝填料 散裝填料是一個(gè)個(gè)具有一定幾何形狀和尺寸的顆粒體 一般以隨機(jī)的方式堆積在 塔內(nèi) 又稱(chēng)為亂堆填料或顆粒填料 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 現(xiàn)介紹幾種典型的散裝填料 1 拉西環(huán)填料 其結(jié)構(gòu)為外徑與高度相等的圓環(huán) 可用陶瓷 塑料 金屬等材質(zhì) 制造 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 2 鮑爾環(huán)填料 鮑爾環(huán)是在拉西環(huán)的基礎(chǔ)上改進(jìn)而得 其結(jié)構(gòu)為在拉西環(huán)的側(cè)壁 上開(kāi)出兩排長(zhǎng)方形的窗孔 被切開(kāi)的環(huán)壁的一側(cè)仍與壁面相連 另一側(cè)向環(huán)內(nèi)彎曲 形成內(nèi)伸的舌葉 諸舌葉的側(cè)邊在環(huán)中心相搭 可用陶瓷 塑料 金屬等材質(zhì)制造 鮑爾環(huán)由于環(huán)壁開(kāi)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 與拉西環(huán)相比 其通量可增加 50 左右 鮑爾環(huán)是目前應(yīng)用較廣的填料之一 3 階梯環(huán)填料 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 由于高徑比減少 使得氣體繞填料外壁的平均路 徑大為縮短 減少了氣體通過(guò)填料層的阻力 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 階梯環(huán)的綜合性能優(yōu)于鮑爾環(huán) 成為目前使用的環(huán)形填料中最為優(yōu)良的一 種 4 弧鞍填料 弧鞍填料屬鞍形填料的一種 其形狀如同馬鞍 一般采用瓷質(zhì)材料 制成 弧鞍填料的特點(diǎn)是表面全部敞開(kāi) 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 其缺點(diǎn)是易發(fā)生套疊 致使一部分填料表 面被重合 使傳質(zhì)效率降低 弧鞍填料強(qiáng)度較差 容易破碎 工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用不多 5 矩鞍填料 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 矩鞍填料堆積時(shí)不會(huì)套疊 液體分布較均勻 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) 目前國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)應(yīng)用瓷拉西環(huán)的場(chǎng)合 均已被矩鞍填料所 取代 6 環(huán)矩鞍填料 環(huán)矩鞍填料是兼顧環(huán)形和鞍形結(jié)構(gòu)特點(diǎn)而設(shè)計(jì)出的一種新型填料 該填料一般以金屬材質(zhì)制成 故又稱(chēng)為金屬環(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 下圖為幾種實(shí)體填料 拉西環(huán) 鮑爾環(huán) 階梯環(huán) 弧鞍形填料 矩鞍形填料 圖 2 幾種實(shí)體填料 2 規(guī)整填料 規(guī)整填料是按一定的幾何圖形排列 整齊堆砌的填料 規(guī)整填料種類(lèi)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 工業(yè)上應(yīng)用的規(guī)整填料絕大部分 為波紋填料 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(lèi) 可用陶瓷 塑料 金屬等材質(zhì)制造 金屬絲網(wǎng)波紋填料是網(wǎng)波紋填料的主要形式 是由金屬絲網(wǎng)制成的 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 盡管其造價(jià)高 但因性能優(yōu)良仍得到廣泛使用 金屬板波紋填料是板波紋填料的主要形式 該填料的波紋板片上沖壓有許多 的小孔 可起到粗分配板片上的液體 加強(qiáng)橫向混和作用 波紋板片上mmmm6 4 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 金屬孔板波 紋填料強(qiáng)度高 耐腐蝕性強(qiáng) 特別適用于大氣直徑塔及氣 液負(fù)荷較大的場(chǎng)合 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 其缺點(diǎn)是不適用于處理黏度大 易聚合或有懸浮物的材料 且裝卸 清理困難 造價(jià) 高 綜上所述 經(jīng)分析各填料特點(diǎn) 性能 本課程設(shè)計(jì)選擇散裝階梯環(huán)填料 4 3 34 3 3 填料材質(zhì)的選擇填料材質(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(lèi) 1 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(jiàn)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 陶瓷填料因其質(zhì)脆 易碎 不易在高沖擊強(qiáng)度下使用 陶瓷填料價(jià)格便宜 具有很好 的表面潤(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 2 金屬填料 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 碳鋼填料造價(jià)低 且具有良好的表面濕潤(rùn)性能 對(duì)于無(wú)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) 一般能耐以cl 外常見(jiàn)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)級(jí)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 2 0 1mm 與同種類(lèi)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 3 塑料填料 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) 塑料填料的耐腐蝕性能較好 可耐一般的無(wú)機(jī)酸 堿和有機(jī)溶劑 的腐蝕 其耐溫性良好 可長(zhǎng)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 的條件下使用要謹(jǐn)慎 可選用耐低溫性能好的聚氯乙烯填料 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 塑料填料的缺點(diǎn)是表面潤(rùn)濕性能較差 在某些特殊應(yīng)用場(chǎng)合 需要對(duì) 其表面進(jìn)行處理 以提高表面潤(rùn)濕性能 所以本次課程設(shè)計(jì)選用聚丙烯填料 4 3 44 3 4 填料規(guī)格的選擇填料規(guī)格的選擇 通常 散裝填料與規(guī)整填料的規(guī)格標(biāo)示方法不同 選擇地方法亦不盡相同 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(chēng)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 同類(lèi)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 本課程設(shè)計(jì)處理量不大 所用的塔直徑不會(huì)太大 故選用 38mm 規(guī)整填料規(guī)格的選擇 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 125 150 250 350 500 700 等幾種規(guī)格 同種類(lèi)型 的規(guī)整填料 其比表面積越大 傳質(zhì)效率越高 但阻力增加 通量減小 填料費(fèi)用也 明顯增加 選用時(shí)應(yīng)從分類(lèi)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 應(yīng)當(dāng)指出 一座填料塔可以選用同種類(lèi)型 同一規(guī)格的填料 也可以使用同種類(lèi) 型 不同規(guī)格的填料 可以選用同種類(lèi)型的填料 也可以選用不同類(lèi)型的填料 有的 塔段可選用規(guī)整填料 而有的塔段可選用散裝填料 綜上所述選用 38mm 聚丙烯階梯環(huán)塔填料 其主要性能參數(shù)查表 1 得 比表面積 a 132 5 32 mm 空隙率 0 91 干填料因子 1 6 175 m 表1 國(guó)內(nèi)階梯環(huán)特性數(shù)據(jù) 材 質(zhì) 外徑 d m m 外徑 高 厚 d H 比表面積 at m2 m3 空隙率 m3 m 3 個(gè)數(shù) n 個(gè) m3 堆積密度 p kg m 3 干填料因子 at 3 m 1 填料因子 m 1 塑 料 25 38 50 76 25 17 5 1 4 38 19 1 50 30 1 5 76 37 3 228 132 5 114 2 89 95 0 90 0 91 0 927 0 929 81500 27200 9980 3420 97 8 57 5 76 8 68 4 313 175 6 143 1 112 240 120 80 72 五五 工藝計(jì)算工藝計(jì)算 查表知 30下空氣和水的物理性質(zhì)常數(shù)如下 C 空氣 067 0 1086 1 165 1 5 3 hmkgsPa mkg 粘度 密度 水 2 5 3 kg h 940896dyn cm 72 6 1007 80 7 995 L L L sPa mkg 表面張力 粘度 密度 5 15 1 物料衡算 確定塔頂 塔底的氣液流量和組成物料衡算 確定塔頂 塔底的氣液流量和組成 查表知 30下氨在水中的溶解度系數(shù)C 4146 0 3 kpamkmolH 亨利系數(shù) S L HM E 相平衡常數(shù) 3156 1 3 10102 184146 0 7 995 PHM P E m S L 進(jìn)塔氣相摩爾比為 2450 0 1968 01 1968 0 1 Y 出塔氣相摩爾比為 0008821 0 1968 0 1 9964 0 1 1968 0 2 Y 對(duì)于純?nèi)軇┪者^(guò)程 進(jìn)塔液相組成為 清水 0 2 X 混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為 64 2629 1968 01 031 171968 0 kmolkgM 混合氣體的密度為 3 33 037 1 313314 8 1064 2610 3 101 mkg RT MP v 混合氣體流量 688 194 4 22 1 313 273 5000hkmol 惰性氣體流量 373 156 1968 0 1 688 194hkmolV 最小液氣比 3109 1 0 3156 1 2450 0 0008821 02450 0 2 1 21 21 21 min X m Y YY XX YY V L 取實(shí)際液氣比為最小液氣比的 1 5 倍 則可得吸收劑用量為 484 3075 1373 1563109 1 hkmolL 1241 0 5 13109 1 0008821 0 2450 0 21 1 L YYV X 液氣比 069 1 037 1 5000 02 18484 307 V L 經(jīng)計(jì)算該吸收過(guò)程為低濃度吸收過(guò)程 溶液的物性數(shù)據(jù)可近似取純水的物性數(shù)據(jù) 混 合氣體的黏度可近似取為空氣的黏度 5 25 2 塔徑計(jì)算塔徑計(jì)算 采用貝恩 Bain 霍根 Hougen 泛點(diǎn)關(guān)聯(lián)式計(jì)算泛點(diǎn)速度 氣體質(zhì)量流量 h kg5185037 1 5000 V W 液相質(zhì)量流量可近似按純水的流量計(jì)算 即 hkgWL 862 554002 18484 307 填料總比表面積 32 5 132mmat 水的黏度 smPa L 8007 0 5501 0 7 995 037 1 5185 862 5540 75 1 204 0 lg 8 1 4 1 8 14 1 2 0 3 2 L V V L L L VtF w w KA a g u smu g au F L L VtF 973 3 8007 0037 1 5 132 7 99591 0 81 9 2818 0 2818 0 2 0 3 2 0 3 2 A K 取值可由表 2 查得 表2 不同類(lèi)型填料的 A K 值 散裝填料類(lèi)型 AK 規(guī)整填料類(lèi)型 AK 塑料鮑爾環(huán) 0 09421 75 金屬階梯環(huán) 0 1061 75 金屬鮑爾環(huán) 0 11 75 瓷矩鞍 0 1761 75 塑料階梯環(huán) 0 2041 75 金屬環(huán)矩鞍 0 062251 75 取泛點(diǎn)率為 0 7 即smuu F 781 2 973 3 7 07 0 則 m u V D S 7976 0 781 214 3 3600 500044 圓整后取 D 0 8m 常用的標(biāo)準(zhǔn)塔徑為 400 500 600 700 800 1000 1200 1400 1600 2000 2200 泛點(diǎn)率校核 smu 765 2 8 0785 0 3600 5000 2 對(duì)于散裝填料 其泛點(diǎn)率的經(jīng)驗(yàn)值為 6959 0 973 3 765 2 F uu85 0 5 0 F uu 填料規(guī)格校核 805 21 38 800 d D 液體噴淋密度校核 取最小潤(rùn)濕速率為 08 0 3 min hmmLW 32 5 132mmat 所以 6 105 13208 0 23 minmin hmmaLU tW min 237 2 2 10098 1 8 0785 0 7 99502 18484 307 785 0 Uhmm D L U h 經(jīng)以上校核可知 填料塔直徑選用合理 mD8 0 5 35 3 填料層高度計(jì)算填料層高度計(jì)算 查表知 0 101 3 下 在空氣中的擴(kuò)散系數(shù)C kpa 3 NHscmD 17 0 2 o 由 2 3 o o o T T P P DDG 則 303 101 3下 在空氣中的擴(kuò)散系數(shù)為 kkpa 3 NH scmDDG 1988 0 273 303 3 101 3 101 2 2 3 液相擴(kuò)散系數(shù)smDL 10105 2 29 液體質(zhì)量通量為 785 11028 8 0785 0 02 18484 307 2 2 hmkgUL 氣體質(zhì)量通量為 462 10320 8 0785 0 037 1 5000 2 2 hmkgUV 0 1633 0 1241 03156 1 22 11 mXY mXY 脫吸因數(shù)為6691 0 5 13109 1 3156 1 L mV S 氣相總傳質(zhì)單元數(shù)為 68 13 6691 0 00008821 0 02450 0 6691 0 1ln 6691 01 1 1ln 1 1 22 21 S YY YY S S NOG 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 45 1 exp 1 2 0 2 05 0 2 2 1 075 0 tLL L L tL Lt L L c t w a U g aU a U a a 不同材質(zhì)的 c值見(jiàn)表 3 表 3 不同材質(zhì)的 c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 m 103 75613340567320 查表知 2 427680 33hkgcmdyn c 所以 3560 0 5 132940896 7 995 785 11028 1027 17 995 5 132785 11028 883 2 5 132 785 11028 940896 427680 45 1 exp 1 2 0 2 05 0 82 2 1 075 0 t w a a 氣膜吸收系數(shù)由下式計(jì)算 1206 0 303314 8 1036001988 0 5 132 3600101988 0037 1 067 0 067 0 5 132 462 10320 237 0 237 0 2 4 3 1 4 7 0 3 1 7 0 kpahmkmol RT Da Da U Vt VV V vt V G 液膜吸收系數(shù)由下式計(jì)算 6524 0 7 995 1027 1 883 2 360010105 27 995 883 2 883 25 1323560 0 785 11028 0095 0 0095 0 3 1 8 2 1 9 3 2 3 1 2 1 3 2 L L LL L Lw L L g Da U 表 4 各類(lèi)填料的形狀系數(shù) 填料類(lèi)型球棒拉西環(huán)弧鞍開(kāi)孔環(huán) 值 0 720 7511 191 45 查表 4 得 45 1 則 h aa kpahmkmolaa wLL wGG 1 70 3545 1 5 1323560 0 6524 0 561 8 45 1 5 1323560 0 1206 0 4 04 0 31 11 1 5 06959 0 973 3 765 2 F uu 由 得 a u u a a u u a L F L G F G 5 0 6 21 5 0 5 91 2 2 4 1 h a kpahmkmola L G 1 26 3870 35 5 06959 0 6 21 86 16561 8 5 06959 0 5 91 2 2 34 1 則 173 8 26 384146 0 1 86 16 1 1 11 1 3 kpahmkmol aHa a LG G 由 m Pa V aK V H G Y OG 3759 0 8 0785 0 3 101173 8 373 156 2 由 mNHZ OGOG 142 5 68 133759 0 68 6142 5 30 1 Z 設(shè)計(jì)取填料層高度為 mZ7 對(duì)于階梯環(huán)填料 mh D h 615 8 max 將填料層分為 2 段設(shè)置 每段 3 5m 兩段間設(shè)置一個(gè)液體再分布器 取 則填料塔總高度為 12 D h mDh6 98 01212 5 45 4 填料層壓降計(jì)算填料層壓降計(jì)算 采用 Eckert 通用關(guān)聯(lián)圖計(jì)算填料層壓降 橫坐標(biāo)為 03449 0 7 995 037 1 037 15000 02 18484 307 5 05 0 L V V L 查表知 1 116 m P 縱坐標(biāo)為 09006 0 8007 0 7 995 037 1 81 9 1116765 2 2 0 2 2 0 2 L L VP g u 查圖 3 得 mpa Z P 8 735 填料層壓降為 kpapaP151 5 7 8 735 圖 3 通用壓降關(guān)聯(lián)圖 5 55 5 液體分布裝置液體分布裝置 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(duì)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 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 因此 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 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 2 m 和溝流現(xiàn)象 常用的液體分布裝置有蓮蓬式 盤(pán)式 齒槽式及多孔管式分布器等 蓮蓬式噴淋器 液體經(jīng)半球形噴頭的小孔噴出 小孔直徑為 3 10m 做同心圓排列 噴灑角不超過(guò) 這種噴淋器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 但只適用于直徑小于 600mm 的塔中 且小孔 80 易堵塞 盤(pán)式分布器 盤(pán)低開(kāi)有篩孔的稱(chēng)為塞孔式 盤(pán)底裝有垂直短管的稱(chēng)為溢流管式 液體加至分布盤(pán)上 經(jīng)篩孔或溢流短管流下 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 盤(pán)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 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 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 多孔環(huán)管式分布器 由多孔圓形盤(pán)管 聯(lián)接管及中央進(jìn)料管組成 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 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 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 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) 液體引入排管?chē)娏芷鞯姆绞讲捎靡后w由水平主管一側(cè)引入 通過(guò)支管上的小孔向 填料層噴淋 排管式噴淋器采用塑料制造 分布點(diǎn)密度計(jì)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(diǎn)數(shù) 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 根據(jù) Eckert 建議 當(dāng)時(shí) 每mmD750 塔截面設(shè)一個(gè)噴淋點(diǎn) 則總布液孔數(shù)為 2 60cm 8473 83 1060 8 0785 0 4 2 n 布液計(jì)算 由 HgndL oS 2 4 2 smsmLS 001546 0 7 9953600 02 18484 307 33 取 60 0 mmH160 則 mm m Hgn L d S o 70 4 004696 0 16 0 81 9 26 08414 3 001546 04 2 4 5 65 6 液體再分布裝置液體再分布裝置 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) 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(rùn)濕 影響了流體沿塔橫截面分布的均勻性 降低傳質(zhì)效率 所以 設(shè)置再分布裝置是十分重要的 液體分布器分為截錐形再分布器 邊圈槽型再分布器 改進(jìn)截錐形再分布器 圖4 a b 為兩種截錐式再分布器 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 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(shí)可用此型 截錐體與塔壁的夾 角一般取為35 400 截錐下口直徑 D1 0 7 0 8 D 截錐型再分布器適于直徑800mm 以下的塔應(yīng)用 a b 截錐式 c 邊圈槽形 d 改進(jìn)截錐式 圖 4 常用液體再分布器 圖4 c 為邊圈槽形再分布器 壁流液匯集于邊圈槽中 再由溢流管引入填料層 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 此型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 氣體通過(guò)截面較大 可用于300 1000mm 直徑的塔中 其缺點(diǎn)是 噴灑不夠均勻 圖4 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 綜上所述 本課程設(shè)計(jì)選用邊圈槽形再分布器 邊槽寬度為 70mm 溢流管直徑為 25mm 5 75 7 填料支撐裝置填料支撐裝置 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 故在設(shè)計(jì)支承板是應(yīng)滿足下列三個(gè)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(qiáng)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 用豎扁鋼制成的柵板作為支承板最為常用 如圖 5 中的 a 柵板可以制成整塊或 分塊的 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 a 柵板 b 升氣管式 c 十字隔板環(huán)層 圖5 填料支承板 柵板條之間的距離應(yīng)約為填料環(huán)外徑的0 6 0 7 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) 這樣 柵板自由截面較大 如圖5 c 所示 當(dāng)柵板結(jié)構(gòu)不能滿足自由截面要求時(shí) 可采用如圖5 b 所示的升氣管式支承板 氣相走升氣管齒縫 液相由小孔及縫底部溢流而下 這類(lèi)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)塔德橫截面積 所以絕不會(huì)在此造成液泛 填料支撐裝置對(duì)于保證填料塔的操作性能具有重大作用 采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 自由截 面較大 金屬耗用量較小的柵板作為支撐板 為了改善邊界狀況 可采用大間距的柵 條 然后整砌一 二層按正方形排列的瓷質(zhì)十字環(huán) 作為過(guò)渡支撐 以取得較大的孔 隙率 由于采用的是的填料 所以可用的十字環(huán) mm38 mm75 塔徑 設(shè)計(jì)柵板由 2 塊組成 且需要將其擱置在焊接于塔壁的支持圈mmD800 或支持塊上 分塊式柵板 每塊寬度為 400mm 每塊重量不超過(guò) 700N 以便從人孔進(jìn) 行裝卸 5 85 8 流體進(jìn)出口裝置流體進(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 450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(jiǎn)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 常壓塔氣體進(jìn)出口管氣速可取 10 20m s 高壓塔氣速低于此值 液體進(jìn)出口管 氣速可取 0 8 1 5m s 必要時(shí)可加大些 管徑依所選氣速?zèng)Q定后 應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)管規(guī)格 進(jìn)行圓整 并規(guī)定其厚度 氣體進(jìn)氣口氣速取 16m s 液體進(jìn)液口流速取 1 2m s 氣體進(jìn)出口管直徑 mm333m3325 0 36001614 3 00054 u 4Vs D1 液體流量 h m565 5 7 995 02 18484 397 h kmol866 174L 3 液體進(jìn)出口管直徑 mm 5 40m04051 0 36002 114 3 565 5 4 D2 按標(biāo)準(zhǔn)管規(guī)格 GB8163 87 進(jìn)行圓整后得 氣體進(jìn)口出管直徑 D1 351mm 厚度為 10mm 液體進(jìn)出管直徑 D2 42mm 厚度為 8mm 設(shè)計(jì)位于塔底的進(jìn)氣管時(shí) 主要考慮兩個(gè)要求 壓力降要小和氣體分布要均勻 由于填料層壓力降較大 減弱了壓力波動(dòng)的影響 從而建立了較好的氣體分布 同時(shí) 本裝置由于直徑較小 可采用簡(jiǎn)單的進(jìn)氣分布裝置 5 95 9 水泵及風(fēng)機(jī)的選型水泵及風(fēng)機(jī)的選型 吸收劑實(shí)際流速 sm D Vs u 116 1 4 2 2 實(shí) 根據(jù)初步設(shè)計(jì) l垂直 10m l水平及彎 2m l總 12m 4 10829 5 0008007 0 7 995116 1 042 0 Re du 新的無(wú)縫鋼管絕對(duì)粗糙度約值為0 02 0 1mm 相對(duì)粗糙度為 查002381 0 042 0 1000 1 0 d 莫狄圖得摩擦系數(shù) 約為0 026 列出液體進(jìn)口和液體出口的兩截面的機(jī)械能守恒方程 即可求得壓頭H mH m g u d ll H Z H g p g u ZH e 72 14716 4 3600 7 995 5151 10 5151Pap 716 4 81 92 116 1 0042 0 12 026 0 2 0u10 2 22 f 2 2 即填料層壓降操作壓力為常壓 所以 取 泵功率WgHQNe3 22281 9 7 995 3600 565 5 72 14 查離心泵的規(guī)格 IS 50 32 200 中n 1450 r min Q 6 3m3 h H 12 5m 54 N 0 75W 該離心機(jī)最為適合 空氣入口和出口間的壓差即為填料層壓降 除霧沫器壓降及阻力損失 大約取600Pa Pt 5151 6