现代填料塔技术_三_填料塔气体分布器和其它塔内件

水吸收丙酮填料塔设计(化工课程设计)[1]

兰州交通大学化工原理课程设计化工原理课程设计课程名称: ____填料塔设计____ 设计题目: ____水吸收丙酮____ 院系: ___ 化学学院_____ 学生姓名: _____ 荆卓_______ 学号: ____ 200907134____ 专业班级: ____化艺093班____ 指导教师: ______张玉洁______

化工原理课程设计任务书（一）设计题目：水吸收空气中的丙酮填料塔的工艺设计（二）设计条件 1．生产能力:每小时处理混合气体9000Nm3 /h 2．设备形式:填料塔 3．操作压力：101.3KPa 4．操作温度:298K 5．进塔混合气体中含丙酮4%（体积比） 6．丙酮的回收率为99% 7．每年按330天计，每天按24小时连续生产 8．建厂地址：兰州地区 9．要求每米填料的压降都不大于103Pa。（三）设计步骤及要求 1．确定设计方案（1）流程的选择（2）初选填料的类型（3）吸收剂的选择 2．查阅物料的物性数据（1）溶液的密度、粘度、表面张力、氨在水中的扩散系数（2）气相密度、粘度、表面张力、氨在空气中的扩散系数

（3）丙酮在水中溶解的相平衡数据 3．物料衡算（1）确定塔顶、塔底的气流量和组成（2）确定泛点气速和塔径（3）校核D/d>8~10 （4）液体喷淋密度校核：实际的喷淋密度要大于最小的喷淋密度。4．填料层高度计算 5．填料层压降核算如果不符合上述要求重新进行以上计算 6．填料塔附件的选择（1）液体分布装置（2）液体再分布装置（3）填料支撑装置（4）气体的入塔分布. (四）参考资料 1、《化工原理课程设计》贾绍义柴诚敬天津科学技术出版 2、《现代填料塔技术》王树盈中国石油出版 3、《化工原理》夏清天津科学技术出版（五）计算结果列表（见下页）

填料塔吸收实验报告

实验6 填料吸收塔实验报告第四组成员：王锋，郑义，刘平，吴润杰一、实验名称填料吸收塔实验二、实验目的 1、了解填料吸收塔的构造并实际操作。 2、了解填料塔的流体力学性能。 3、学习填料吸收塔传质能力和传质效率的测定方法。三、实验内容测定填料层压强降与操作气速的关系曲线，并用ΔP/Z —u 曲线转折点与观察现象相结合的办法，确定填料塔在某液体喷淋量下的液泛气速。四、实验原理 1.气体通过填料层的压强降压强降是塔设计中的重要参数，气体通过填料层压强降的大小决定了塔的动力消耗。压强降与气液流量有关，不同喷淋量下填料层的压强降ΔP 与空塔气速u 的关系如下图所示： 1 2 3 L 3L 2L 1 L 0 = ＞＞0 图6-1 填料层的ΔP ～u 关系当无液体喷淋即喷淋量L0=0时，干填料的ΔP ～u 的关系是直线，如图中的直线0。当有一定的喷淋量时，ΔP ～u 的关系变成折线，并存在两个转折点，下转折点称为“载点”，上转折点称为“泛点”。这两个转折点将ΔP ～u 关系分为三个区段：恒持液量区、载液区与液泛区。

五、实验装置和流程图6-2 填料吸收塔实验装置流程图 1-风机、2-空气流量调节阀、3-空气转子流量计、4-空气温度、5-液封管、6-吸收液取样口、7-填料吸收塔、8-氨瓶阀门、9-氨转子流量计、10-氨流量调节阀、11-水转子流量计、12-水流量调节阀、13-U型管压差计、14-吸收瓶、15-量气管、16-水准瓶、17-氨气瓶、18-氨气温度、20-吸收液温度、21-空气进入流量计处压力实验流程示意图见图一,空气由鼓风机1送入空气转子流量计3计量,空气通过流量计处的温度由温度计4测量,空气流量由放空阀2调节,氨气由氨瓶送出,?经过氨瓶总阀8进入氨气转子流量计9计量,?氨气通过转子流量计处温度由实验时大气温度代替。其流量由阀10调节5,然后进入空气管道与空气混合后进入吸收塔7的底部,水由自来水管经水转子流量计11,水的流量由阀12调节,然后进入塔顶。分析塔顶尾气浓度时靠降低水准瓶16的位置,将塔顶尾气吸入吸收瓶14和量气管15。?在吸入塔顶尾气之前,予先在吸收瓶14内放入5mL已知浓度的硫酸作为吸收尾气中氨之用。吸收液的取样可用塔底6取样口进行。填料层压降用∪形管压差计13测定。六、实验操作方法及步骤 1、测量干填料层(△P／Z)─u关系曲线: 先全开调节阀2,后启动鼓风机,用阀2 调节进塔的空气流量,按空气流量从小到大的顺序读取填料层压降△P,转子流量计读数和流量计处空气温度,测量12～15组数据?然后在双对数坐标纸上以空塔气速u为横坐标,以单位高度的压降△P／Z为纵坐标,标绘干填料层(△P／Z)─u关系曲线。 2、测量某喷淋量下填料层(△P／Z)─u关系曲线: 用水喷淋量为30L／h时,用上面相同方法读取填料层压降△P,?转子流量计读数和流量计处空气温度并注意观察塔内的操作现象, ?一旦看到液泛现象时记下对应的空气转子流量计读数。在对数坐标纸上标出液体喷淋量为30L／h下(△P／z)─u?关系曲线,确定液泛气速并与观察的液泛气速相比较。 3、测量某喷淋量下填料层(△P／Z)─u关系曲线: 用水喷淋量为50L／h时,用上面相同方法读取填料层压降△P,?转子流量计读数和流量计处空气温度并注意观察塔内的操作现象, ?一旦看到液泛现象时记下对应的空气转子流量计读数。在对数坐标纸上标出液体喷淋量为

填料塔计算部分

填料吸收塔设计任务书一、设计题目填料吸收塔设计二、设计任务及操作条件１、原料气处理量：5000m3/h。２、原料气组成：98％空气＋％的氨气。３、操作温度：20℃。４、氢氟酸回收率：98％。５、操作压强：常压。６、吸收剂：清水。７、填料选择：拉西环。三、设计内容 1.设计方案的确定及流程说明。 2.填料吸收塔的塔径，填料层的高度，填料层的压降的计算。 3.填料吸收塔的附属机构及辅助设备的选型与设计计算。 4.吸收塔的工艺流程图。 5.填料吸收塔的工艺条件图。

目录第一章设计方案的简介 (4) 第一节塔设备的选型 (4) 第二节填料吸收塔方案的确定 (6) 第三节吸收剂的选择 (6) 第四节操作温度与压力的确定 (7) 第二章填料的类型与选择 (7) 第一节填料的类型 (7) 第二节填料的选择 (9) 第三章填料塔工艺尺寸 (10) 第一节基础物性数据 (10) 第二节物料衡算 (11) 第三节填料塔的工艺尺寸的计算 (12) 第四节填料层压降的计算 (16) 第四章辅助设备的设计与计算 (16) 第一节液体分布器的简要设计 (16) 第二节支承板的选用 (17) 第三节管子、泵及风机的选用 (18) 第五章塔体附件设计 (20) 第一节塔的支座 (20) 第二节其他附件 (20)

第一章设计方案的简介第一节塔设备的选型塔设备是化工、石油化工、生物化工制药等生产过程中广泛采用的气液传质设备。根据塔内气液接触构件的结构形式，可分为板式塔和填料塔两大类。 1、板式塔板式塔为逐级接触式气液传质设备，是最常用的气液传质设备之一。传质机理如下所述：塔内液体依靠重力作用，由上层塔板的降液管流到下层塔板的受液盘，然后横向流过塔板，从另一侧的降液管流至下一层塔板。溢流堰的作用是使塔板上保持一定厚度的液层。气体则在压力差的推动下，自下而上穿过各层塔板的气体通道（泡罩、筛孔或浮阀等），分散成小股气流，鼓泡通过各层塔板的液层。在塔板上，气液两相密切接触，进行热量和质量的交换。在板式塔中，气液两相逐级接触，两相的组成沿塔高呈阶梯式变化，在正常操作下，液相为连续相，气相为分散相。一般而论，板式塔的空塔速度较高，因而生产能力较大，塔板效率稳定，操作弹性大，且造价低，检修、清洗方便，故工业上应用较为广泛。２、填料塔填料塔是最常用的气液传质设备之一，它广泛应用于蒸馏、吸收、解吸、汽提、萃取、化学交换、洗涤和热交换等过程。几年来，由于填料塔研究工作已日益深入，填料结构的形式不断更新，填料性能也得到了迅速的提高。金属鞍环，改型鲍尔环及波纹填料等大通量、低压力降、高效率填料的开发，使大型填料塔不断地出现，并已推广到大型汽—液系统操作中，尤其是孔板波纹填料，由于具有较好的综合性能，使其不仅在大规模生产中被采用，且由于其在许多方面优于各种塔盘而越来越得到人们的重视，在某些领域中，有取代板式塔的趋势。近年来，在蒸馏和吸收领域中，最突出的变化是新型填料，特别是规整填料在大直径

塔的水力学计算手册

1.目的与适用范围 (1) 2.塔设备特性 (1) 3.名词术语和定义 (1) 4.浮阀/筛孔板式塔盘的设计 (1) 5.填料塔的设计 (1)

1.目的与适用范围为提高工艺工程师的设计质量,推广计算机应用而编写本手册。本手册是针对气液传质塔设备中的普遍性问题而编写。对于某些具体塔设备的数据(比如:某生产流程中针对某塔设备的板效率而采用的计算关联式,或者对于某吸收填料塔的传质单元高度或等板高度而采用的具体计算公式)则未予收入。本设计手册以应用为主，主要是指导性的计算方法和步骤，并配合相应的计算程序，具体公式及理论推阐可参考有关文献。 2.塔设备特性作为气(汽)、液两相传质用的塔设备，首先必须能使气(汽)、液两相得到充分的接触，以得到较高的传质分离效率。此外，塔设备还应具有以下一些特点： (1)当气(汽)、液处理量过大(超过设计值)时，仍不致于发生大量的雾沫挟带或液泛等影响正常操作的现象。 (2)当操作波动(设计值的50％～120％)较大时，仍能维持在较高的传质效率下稳定操作，并具有长期连续操作所必须具备的可靠性。 (3)塔压力降尽量小。 (4)结构简单、耗材少、制造和安装容易。 (5)耐腐蚀、不易堵塞。 (6)塔内的滞留液量要小。 3.名词术语和定义 3.1 塔径(tower diameter)，D T 塔筒体内壁直径，见图3.1-(a)。 3.2 板间距(tray spacing)，H T 塔内相邻两层塔盘间的距离，见图3.1-(a)。 3.3 降液管(downcomer)，DC 各层塔盘之间专供液相流体通过的组件，单溢流型塔盘为侧降液管，双溢流型塔盘有侧降液管和中央降液管，三或多溢流型塔盘有侧降液管、偏侧降液管、偏中央降液管及中央降液管。 3.4 降液管顶部宽度(DC top width)，Wd 弓形降液管面积的弦高。掠堰另有算法，见图3.1-(a),-(b)。 3.5 降液管底间隙(DC clearance)，ho 降液管底部边缘至塔盘(或受液盘)之间的距离，见图3.1-(a)。 3.6 溢流堰高度(weir height)，hw 降液管顶部边缘高出塔板的距离，见图3.1-(a)。 3.7 总的塔盘横截面积(total tower cross-section area)，A T

塔填料及液体分布器研究

塔填料及液体分布器研究摘要：近年来，随着先进科学技术的改革和发展，我国填料塔技术发展已逐渐趋于完善，新型散堆填料塔技术的综合应用性能非常好，所以其应用范围最广，本文将结合实际应用案例对塔填料及液体分布器进行深入研究。关键词：塔填；液体分布器；研究自改革开放以来，我国工业科学技术进入了飞速发展的阶段，随着力学理论、传质模型不断的发展和完善，塔板技术已突显出了其技术领先地位。现阶段，由于能源供需关系紧张，我国塔板技术的应用面临着前所未有的挑战，如何完善塔板技术的应用，降低工业生产技术的能源消耗量等问题已成为我国广大塔填料工程设计人员研究讨论的重点问题。常用的精馏塔设备主要有填料塔和板式塔两大类，两种设备的运行效果存在很大的差异性，传统板式塔其制作工艺复杂，能源转化率低，填料塔的制作工艺简单，能源转化率高。目前，我国大多数工业企业应用的精馏塔设备类型为塔填料，本文通过塔填料类型深入探讨液体分布器的应用问题和研究发展方向[1]。 1.塔填料类型 1.1.散堆填料散堆填料及塔设备是进行吸收、精馏、干燥、萃取等

传热处理的主要装置过程，在传质、传热过程中，散堆填料的气-液、液-液变化明显，随着计算机网络工程技术的发展，散堆填料技术已经逐渐走出了传统传质、传热能源消耗量大的困境，在反应蒸馏、流化干燥、超重力分离等领域都发挥着重要作用，具体表现在以下几个方面：①散堆填料的规律化、规范化，和传统填料形式进行对比分析可知，在填料时，应时刻保持填料的重心在纵向取向上，这种填料形式可以将填料表面的液膜更均匀；②降低填料塔的压强，使装置设备的传质效率大幅度升高；③对不同类型填料形式，采用不同种填料技术，目前开发应用的调料类型主要为散堆填料，其填料功能的复合化程度非常高，适用于多种填料技术；④因为散堆填料技术拥有较强的催化作用和传质作用，这种优良的应用性能可以在一定程度上提高装置的传质效率[2]。 1.2.规整填料规整填料是近几年发明的新型填料形式，其设计方法和应用性能和三推填料有很大差别。规整填料可以提高塔装置的传质效率，并且其能源转化率非常高，一般情况下，在难分离物系、热敏物系、高纯产品等领域的应用非常广，其主要应用性能有以下几点：①在减压塔中，规整填料可以促进热敏物系和难分离物系发生催化反应，增加塔装置的热吸收稳定性；②在汽油分离塔中，规整填料应用在汽油分离装置中，可以实现能源转化率的最大化，帮助乙烯、苯乙烯等

填料塔吸收实验(环境工程原理)

实验九填料塔吸收实验一．实验目的 1．了解填料吸收装置的设备结构及操作。 2．测定填料吸收塔的流体力学特性。 3．测定填料吸收塔的体积吸收总系数K Y α。 4．了解气体空塔流速与压力降的关系。二．实验原理 1．填料塔流体力学特性吸收塔中填料的作用主要是增加气液两相的接触面积，而气体在通过填料层时，由于有局部阻力和摩擦阻力而产生压强降。填料塔的流体力学特性是吸收设备的重要参数，它包括压强降和液泛规律。测定填料塔的流体力学特性是为了计算填料塔所需动力消耗和确定填料塔的适宜操作范围，选择适宜的气液负荷，因此填料塔的流体力学特性是确定最适宜操作气速的依据。气体通过干填料（L=0）时，其压强降与空塔气速之间的函数关系在双对数坐标上为一直线，如左图中AB 线，其斜率为1.8～2。当有液体喷淋时，在低气速时，压强降和气速间的关联线与气体通过干填料时压强降和气速间的关联线AB 线几乎平行，但压降大于同一气速下干填料的压降，如图中CD 段。随气速的进一步增加出现载点（图中D 点），填料层持液量开始增大，压强降与空塔气速的关联线向上弯曲，斜率变大，如图中DE 段。当气速增大到E 点，填料层持液量越积越多，气体的压强几乎是垂直上升，气体以泡状通过液体，出现液泛现象，此点E 称为泛点。 2．传质实验填料塔与板式塔内气液两相的接触情况有着很大的不同。在板式塔中，两相接触在各块塔板上进行，因此接触是不连续的。但在填料塔中，两相接触是连续地在填料表面上进行，需计算的是完成一定吸收任务所需填料的高度。填料层高度计算方法有传质系数法、传质单元法以及等板高度法等。气相体积吸收总系数K Y α是单位填料体积、单位时间吸收的溶质量，它是反映填料吸收塔性能的主要参数，是设计填料高度的重要数据。本实验是用水吸收空气-氨混合气体中的氨。混合气体中氨的浓度很低。吸收所得的溶液浓度也不高。气液两相的平衡关系可以认为服从亨利定律（即平衡线在x-y 坐标系为直线）。故可用对数平均浓度差法计算填料层传质平均推动力，相应的传质速率方程式为： m p Y A Y V K G ???=α （1）所以 )/(m p A Y Y V G K ??=α （2）其中 2 2112211ln ) ()(e e e e m Y Y Y Y Y Y Y Y Y -----= ? （3）

实验七填料塔吸收实验

实验七填料吸收塔的操作和吸收系数的测定一、实验目的１.了解填料吸收塔的结构、填料特性及吸收装置的基本流程。２.熟悉填料塔的流体力学性能。３.掌握总传质系数K Y a测定方法。４.了解空塔气速和液体喷淋密度对传质系数的影响。二、实验内容１．测定干填料及不同液体喷淋密度下填料的阻力降?P与空塔气速u的关系曲线，并确定液泛气速。２．测量固定液体喷淋量下，不同气体流量时，用水吸收空气—氨混和气体中氨的体积吸收系数K Y a。三、基本原理 1．填料塔流体力学特性填料塔是一种重要的气液传质设备，其主体为圆柱形的塔体，底部有一块带孔的支撑板来支承填料，并允许气液顺利通过。支撑板上的填料有整堆和乱堆两种方式，填料分为实体填料和网体填料两大类，如拉西环、鲍尔环、θ网环都属于实体填料。填料层上方有液体分布装置，可以使液体均匀喷洒在填料上。液体在填料中有倾向于塔壁的流动，故当填料层较高时，常将其分段，段与段之间设置液体再分布器，以利液体的重新分布。吸收塔中填料的作用主要是增加气液两相的接触面积，而气体在通过填料层时,由于克服摩擦阻力和局部阻力而导致了压强降?P的产生。填料塔的流体力学特性是吸收设备的主要参数,它包括压强降和液泛规律。了解填料塔的流体力学特性是为了计算填料塔所需动力消耗，确定填料塔适宜操作范围以及选择适宜的气液负荷。填料塔的流体力学特性的测定主要是确定适宜操作气速。在填料塔中,当气体自下而上通过干填料（L=0）时,与气体通过其它固体颗粒床层一样,气压降?P与空塔气速u的关系可用式?P=u1.8-2.0表示。在双对数坐标系中为一条直线,斜率为1.8-2.0。在有液体喷淋（L≠0）时,气体通过床层的压降除与气速和填料有关外,还取决于喷淋密度等因素。在一定的喷淋密度下,当气速小时,阻力与空塔速度仍然遵守?P∝u1.8-2.0这一关系。但在同样的空塔速度下，由于填料表面有液膜存在,填料中的空隙减小,填料空隙中的实际速度增大,因此床层阻力降比无喷淋时的值高。当气速增加到某一值时,由于上升气流与下降液体间的摩擦阻力增大,开始阻碍液体的顺利下流,以致于填料层内的气液量随气速的增加而增加,此现象称为拦液现象,此点为载点，开始拦液时的空塔气速称为载点气速。进入载液区后,当空塔气速再进一步增大,则填料层内拦液量不断增高,到达某一气速时,气、液间的摩擦力完全阻止液体向下流动,填料层的压力将急剧升高,在?P∝u n关系式中,n的数值可达10左右，此点称为泛点。在不同的喷淋密度下,在双对数坐标中可得到一系列这样的折线。随着喷淋密度的增加,填料层的载点气速和泛点气速下降。本实验以水和空气为工作介质，在一定喷淋密度下,逐步增大气速，记录填料层的压降与

填料塔孔口型液体分布器液体穿孔流量系数实验研究

填料塔孔口型液体分布器液体穿孔流量系数实验研究张剑慈! 董谊仁 "浙江工学院浙西分校#衢州$%&’’&( " 浙江工业大学(在特制的实验装置中#针对填料塔孔口型液体分布器最常见的单孔流量范围#实验研究了)种孔口的流量系数*+随孔口结构和雷诺数,-的变化规律#从所得到的.’)组*+/,-数据表明#各种孔口的*+均与,-密切相关0,-大于1’’’’#*+为一恒定值#在’2314’253范围#仅随孔口结构而变#,-小于1’’’’#*+呈现出急剧6复杂的变化0实际填料塔液体分布器孔口射流雷诺数多在1’’’’以下#故将流量系数作为常数来处理是不够合理的0 关键词7填料塔液体分布器流量系数孔口型设计填料塔孔口型液体分布器是最广泛使用的一类分布器#液体穿孔流量系数*+是这类分布器设计中最重要的参数之一0关于*+的理论和实验研究#许多水力学工作者#早已确认了影响*+的主要因素是孔口流动雷诺数,-以及孔口结构和尺寸#并证明当,-超过一定值后#只与后者有关#还确定了各种孔口的*+实验测定值0但他们研究所用的开孔#直径多在1英寸以上#流动压头也较大#常达数英尺819 0目前#在国内外一些文献中#也正是选用这些实验值#且均认为它是一个常数值8%4:90例如在;<=>?@8%9近著中#对于冲孔# 推荐*+A’2:’:8$#&9#可取较低值’23%4’23$8.#39 B 国内化学工程手册8:9中则推荐*+ A’234’2)0由于工艺过程不同#填料塔内液体喷淋密度变化范围相当广#有小到.C $D"C % E F (以下#也有大过1’’C $D "C %E F (的0在精馏塔中#常见的是在.C $ D "C % E F (4%’C $D "C %E F (B 设计中#为满足液体均匀分布的要求#对于散装填料#喷淋点密度多在1’’点D C % 上下# 规整填料所要求的点密度更大#且一般在低喷淋密度时#要求此值更大B 常用的开孔直径是3C C 到1%C C #特殊情况也有小至%C C 或大到%.C C 左右的B 允许液头高度不大#一般是数十到数百毫米0为满足稳定流动和工艺上的各种要求#孔口尚有不同结构7平板上直接开孔和设管嘴0开孔有直孔6内斜孔6外斜孔B 管嘴有内管嘴6外管嘴6收缩管嘴6扩散管嘴等0 根据填料塔孔口型液体分布器孔口结构和穿孔流动的上述特性#是否可采用有关文献中推荐的简单办法#选取孔口流量系数#进行分布器的设计或核算#本文在大量实验研究的基础上#对此进行一些探讨#试图提出更完善的解决办法0G 实验装置和测定方法 G 2G 实验装置实验装置示于图1# 测试所用介质为水0泵%将槽1中的水经调节阀$6转子流量计&加到挡水板.的中心#后沿其表面径向H 辐射I 到槽3的壁面#再均匀地附壁降落补充入槽#这就避免了进水引起的液面波动0孔口测定时#槽3中的水#平稳地穿过孔口:流进接水槽5#最后经过回水阀1’返回槽1 图G 实验装置示意图 1J 循环水槽B%J 水泵B$J 调节阀B&J 流量计B .J 挡水板B3J 测试槽B:J 可拆测试孔口B )J 液位计B5J 接水槽B1’J 回水阀 E ’1E 化学工程 %’’’年第%)卷第$期 !张剑慈#女#讲师#153&年生0 万方数据

填料塔吸收过程实验

实验4 填料塔吸收过程实验一、实验目的 (1)了解填料吸收塔的基本结构，熟悉吸收实验装置的基本流程，搞清楚每一个附属设备的作用和设计意图。 (2)掌握产生液泛现象的原因和过程。 (3)明确吸收塔填料层压降ΔP与空塔气速u在双对数坐标中的关系曲线及其意义，了解实际操作气速与泛点气速之间的关系。 (4)掌握测定含氨空气-水系统的体积吸收系数Kya的方法。 (5)熟悉分析尾气浓度的方法。 (6)掌握气液体积转子流量计使用方法和安装要求，湿式流量计的使用方法和连接要求。二、实验任务 (1)观察在一定液体喷淋密度下，当气速增大到一定程度时产生的液泛现象，测得液泛气速，并根据液泛气速确定操作气速。 (2)根据实际测得的原始数据，在双对数坐标中画出填料层压降ΔP与空塔气速 u的关系曲线。 (3)测定含氨空气-水系统在一定的操作条件下的体积吸收系数Kya。 (4)根据改变气相流量和改变液相流量测得不同的Kya的变化值的大小，判断此吸收过程是属气膜控制还是液膜控制。 (5)讨论影响吸收操作系统稳定的因素。三、实验装置填料塔吸收操作及体积吸收系数的测定实验装置流程示意图见图1。本实验装置的主要设备有填料吸收塔 1、旋涡泵 2、空气转子流量计 3、四个U形管差压计(13、1 4、1 5、16)、氨气钢瓶4、氨气压力表5、氨气减压阀 6、氨气稳压罐 7、氨气转子流量计 8、水转子流量计 9、吸收瓶10、湿式流量计11、三通旋塞12、温度计17、18、19。本实验物系为水-空气-氨气。由旋涡气泵产生的空气与从液氮钢瓶经过减压阀后的氨气混合后进入填料塔底部。吸收剂水从塔顶喷淋而下，从塔底经液封装置排出。气液在填料层内接触、传质，经吸收后的尾气从塔顶排出。很少量的一小部分尾气通过三通阀引进洗气瓶，洗气瓶内装有已知浓度和一定体积量的稀硫酸，尾气与稀硫酸进行中和反应，经吸收后的尾气通入湿式流量计后放空。从湿式流量计可以测出此小部分尾气经过洗气瓶的空气体积量。四、实验原理和方法与空塔气速u的关系 1.填料塔压力降p 填料塔的压力降与泛点气速是填料塔设计与操作的重要流体力学参数。气体通过填料层的压力降将

填料塔的基本特点

填料塔的基本特点一、填料塔结构填料塔是以塔内装有大量的填料为相间接触构件的气液传质设备。填料塔的塔身是一直立式圆筒，底部装有填料支承板，填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。在填料的上方安装填料压板，以限制填料随上升气流的运动。液体从塔顶加入，经液体分布器喷淋到填料上，并沿填料表面流下。气体从塔底送入，经气体分布装置（小直径塔一般不设置）分布后，与液体呈逆流接触连续通过填料层空隙，在填料表面气液两相密切接触进行传质。填料塔属于连续接触式的气液传质设备，正常操作状态下，气相为连续相，液相为分散相。二、填料的类型及性能评价填料是填料塔的核心构件，它提供了气液两相接触传质的相界面，是决定填料塔性能的主要因素。填料的种类很多，根据装填方式的不同，可分为散装填料和规整填料两大类。散装填料根据结构特点不同，分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料等；规整填料按其几何结构可分为格栅填料、波纹填料、脉冲填料等，目前工业上使用最为广泛的是波纹填料，分为板波纹填料和网波纹填料；填料的几何特性是评价填料性能的基本参数，主要包括比表面积、空隙率、填料因子等。1.比表面积：单位体积填料层的填料表面积，其值越大，所提供的气液传质面积越大，性能越优； 2.空隙率：单位体积填料层的空隙体积；空隙率越大，气体通过的能力大且压降低； 3.填料因子：填料的比表面积与空隙率三次方的比值，它表示填料的流体力学性能，其值越小，表面流体阻力越小。三、填料塔设计基本步骤 1.根据给定的设计条件，合理地选择填料； 2.根据给定的设计任务，计算塔径、填料层高度等工艺尺寸； 3.计算填料层的压降； 4.进行填料塔的结构设计，结构设计包括塔体设计及塔内件设计两部分。四、填料塔设计 1.填料的选择填料应根据分离工艺要求进行选择，对填料的品种、规格和材质进行综合考虑。应尽量选用技术资料齐备，适用性能成熟的新型填料。对性能相近的填料，应根据它的特点进行技术经济评价，使所选用的填料既能满足生产要求，又能使设备的投资和操作费最低。（1）填料种类的选择填料的传质效率要高：传质效率即分离效率，一般以每个理论级当量填料层高度表示，即HETP值；填料的通量要大：在同样的液体负荷下，在保证具有较高传质效率的前提下，应选择具有较高泛点气速或气相动能因子的填料；填料层的压降要低：填料层压降越低，塔的动力消耗越低，操作费越小；对热敏性物系尤为重要；填料抗污堵性能强，拆装、检修方便。（2）填料规格的选择

填料塔-文献综述

现代填料塔技术发展现状与展望摘要填料塔作为一种传质设备, 具有效率高、压降低、持液量小、构造简单、安装容易、投资少等优点, 广泛用于分离操作。论述了国内外填料塔技术的发展现状, 详细介绍了各种新型散堆填料、规整填料、液体分布器和气体分布器的结构特点、流体力学性能和传质性能, 并比较了各自的优缺点。同时展望了填料塔今后发展趋势和技术开发方向。关键词填料塔散堆填料规整填料液体分布器气体分布器填料塔具有效率高、压降低、持液量小、构造简单、安装容易、投资少等优点, 是石油、化工、化纤、轻工、制药及原子能等工业中广泛应用的气液接触传质设备之一。过去,由于其存在着放大效应和壁流效应, 使其应用仅仅局限于小塔上。近年来, 人们进行了大量的研究, 取得了突破性进展, 目前应用的规整填料最大直径可达14～20m, 突破了仅限于小塔的传统观念, 并在现代化工生产中得到更为普遍的应用。目前的研究主要集中在填料、液体分布器和气体分布器等方面。本文就是这几个方面的一个综述和展望。 1 新型填料 11散堆填料散堆填料是具有一定几何尺寸的颗粒体,在塔内以散堆方式堆积。散堆填料及其塔设备主要用在吸收、解吸、精馏、干燥和萃取等气-液或液-液接触的传质传热过程。近年来一些新型高效散堆填料的出现以及在一些行业的成功应用, 如环保行业从烟气中除去HCl和 SO2等, 说明散堆填料将在某些领域得到新的发展[ 1 ]。另外, 国内外最新的研究表明, 在液液萃取、液气比很大的吸收和高压精馏情况下, 应用散堆填料的操作性能优于规整填料和塔盘[ 2 ]。因此在合成氨的气体净化、石油化工和焦化等

领域, 散堆填料得到广泛的应用。此外, 反应蒸馏、硫化干燥和超重力分离等领域也在使用散堆填料。 (1) I MPAC填料[ 3 ] I MPAC填料最初由美国Lantc公司提出,它集扁、鞍和环结构于一体。它可以看作由若干个I ntal ox填料连体而成, 采用多褶壁面、多层筋片、消除床内死角和单体互相嵌套等技术, 所以该填料兼有规整填料和散堆填料之特性。其特点如下: ①与一般的散堆填料相比,通量可以提高10% ～30%; ②具有高比表面积, 可达131m2/m3, 与一般的散堆填料相比,单元传质高度低, 可下降5%～35%; ③无翻边结构, 避免了气液滞留; ④多层翅片, 自分布性能优良, 故对气液分布器的要求远不如规整填料严格; ⑤压降小, 可比一般散堆填料下降5%～15%; ⑥单位外形呈扁环, 填料单元立放最稳, 有利于加强气液湍动, 活化内表面; ⑦既具有一般散堆填料拆装方便、维修改造灵活的特性, 又具有规整填料比表面积大、空隙率高、流体分布均匀的优点。 (2) 阶梯短环填料阶梯短环填料(Cascade Mini Ring, CMR)是美国Glitsch公司兼并英国传质公司后大力推广的一种散堆填料, 与其前身阶梯环相比,其高径比从原来的015降到013。这种看似简单的几何特性却是CMR性能优越的关键。大量试验表明, CMR的性能确实明显优于鲍尔环和筛板塔, 其压降约为拉西环的30% , 传质系数比拉西环大约提高50%。因此, CMR的应用很广泛, 已在近千座工业塔中得到广泛应用。 (3) 超级扁环填料[ 4 ] 清华大学研制的内弯弧型筋片扁环填料(QU - 1型扁环填料) , 其结构特点为: ①采用和传统填料不同的内弯弧型筋片结构, 使填料内部的流道更为合理, 提高了传质效率, 同时这种结构可提高填料的强度; ②针对液体系轴向混合严重的特点, 采用012～013的高径比, 使填料在乱堆时也能体现一定程度的有序排列, 从而降低了阻力, 在有效抑制了两相的非理想流动, 有助于进一步提高处理能力和传质系数; ③可根据体系和生产要求, 采用多种材质加工制造, 且有多种规格, 因而选用范围宽, 操作弹性大。试验研究和工业应用表明,QH - 1型扁环填料具有优异的性能; 用于液液萃取时, 此填料的性能明显优于鲍尔

填料塔吸收综合实验报告

竭诚为您提供优质文档/双击可除填料塔吸收综合实验报告篇一：实验七填料塔吸收实验实验七填料吸收塔的操作和吸收系数的测定一、实验目的１.了解填料吸收塔的结构、填料特性及吸收装置的基本流程。２.熟悉填料塔的流体力学性能。３.掌握总传质系数KYa测定方法。４.了解空塔气速和液体喷淋密度对传质系数的影响。二、实验内容１．测定干填料及不同液体喷淋密度下填料的阻力降?p 与空塔气速u的关系曲线，并确定液泛气速。２．测量固定液体喷淋量下，不同气体流量时，用水吸收空气—氨混和气体中氨的体积吸收系数KYa。三、基本原理 1．填料塔流体力学特性填料塔是一种重要的气液传质设备，其主体为圆柱形的塔体，底部有一块带孔的支撑板来支承填料，并允许气液顺

利通过。支撑板上的填料有整堆和乱堆两种方式，填料分为实体填料和网体填料两大类，如拉西环、鲍尔环、?网环都属于实体填料。填料层上方有液体分布装置，可以使液体均匀喷洒在填料上。液体在填料中有倾向于塔壁的流动，故当填料层较高时，常将其分段，段与段之间设置液体再分布器，以利液体的重新分布。吸收塔中填料的作用主要是增加气液两相的接触面积，而气体在通过填料层时,由于克服摩擦阻力和局部阻力而导致了压强降?p的产生。填料塔的流体力学特性是吸收设备的主要参数,它包括压强降和液泛规律。了解填料塔的流体力学特性是为了计算填料塔所需动力消耗，确定填料塔适宜操作范围以及选择适宜的气液负荷。填料塔的流体力学特性的测定主要是确定适宜操作气速。在填料塔中,当气体自下而上通过干填料（L=0）时,与气体通过其它固体颗粒床层一样,气压降?p与空塔气速u的关系可用式?p=u1.8-2.0表示。在双对数坐标系中为一条直线,斜率为1.8-2.0。在有液体喷淋（L?0）时,气体通过床层的压降除与气速和填料有关外,还取决于喷淋密度等因素。在一定的喷淋密度下,当气速小时,阻力与空塔速度仍然遵守?p?u1.8-2.0这一关系。但在同样的空塔速度下，由于填料表面有液膜存在,填料中的空隙减小,填料空隙中的实际速度增大,因此床层阻力降比无喷淋时的值高。当气速增加

填料塔的制造与安装

填料塔的制造与安装 shi21yong 总的来说,填料塔的制造与安装应按设计要求进行,不能一概而论。有些设计对制造、安装的某些误差精度要求较高,而另外一些设计对制造、安装的这些误差精度要求可能并不太高,误差稍大,并不影响塔的正常操作。静压孔流式液体分布器受安装水平度的影响,若设计液位只有50mm,对水平度的要求较高,否则会导致液体分布不均,水平度偏差10mm,两点液量相差11%;若设计液位200mm,水平度稍差,对液体分布不会有大的影响,水平度偏差10mm,两点液量相差只有2.5%。制造与安装精度虽不可一概而论,某些精度也无标准可言,但仍有公认的误差精度可供参考。 1、填料塔的垂直度由于塔节的对接、塔节与裙座的对接、塔的基础及热变形等因素的作用,塔不可能做到绝对垂直,因此使塔产生了垂直度偏差。在填料塔填料层内,液体受重力的作用趋于垂直下流,因此若塔有倾斜,液体将优先流向倾斜的下一边塔壁,倾斜的上一边液流小,气体则优先流向倾斜的上一边塔壁,结果导致填料层内的气液分布不均,分离效率下降,许多研究者的实验证明了这一点。多数实验结果认为,每倾斜一度分离效

率下降5%~10%,规整填料由于塔倾斜而引起的效率下降较散装填料要小。规整填料的倾斜度应小于0.2°~0.5°。填料塔静压液体分布器的水平度要求很高,应在塔安装就位后现场安装,以避免塔垂直度对分布器等水平度的影响。塔的无规则小摇动,不会使塔效率有大的下降,较垂直塔的效率下降小于10%。塔的无规则摇动会使液体分布器分布性能下降,使液体分布器溢流,使塔的效率大幅度下降,使用管式分布器可避免此类事故发生。很高的塔,由于风载的影响,塔顶摇动很大宜采用管式液体分布器。2、填料塔的椭圆度一般认为,填料塔的椭圆度并不影响填料塔的性能,只是影响塔内件及填料的安装。散装填料的安装并不受塔椭圆度的影响。为了便于安装,规整填料塔的塔径误差需予以限制,常规规整填料塔推荐误差见下表。 3、塔填料的制造与安装填料的开发、制造一般由填料制造厂完成,填料的性能数据也由制造厂提供,其质量也应由制造厂保证,这里不加赘述。 (1) 填料安装前的处理 ①填料的除油新填料表面有一薄油层,这油层可能是金属填料在加工过程中采用润滑油润滑而形成的; 也可能是为了避免碳钢填料在运输和储存过程中被

第四章塔径泛点气速空塔气速填料高度压降等计算

第四章填料精馏塔的工艺计算 4.1 低压塔塔径、泛点气速、空塔气速、填料高度及压降计算由第一章PROII 模拟出的说明书可以得到数据表4.1 塔顶蒸汽量G 2 塔中蒸汽量G 14 塔中蒸汽量G 15 塔底蒸汽量G 27 4368Kg/HR 4383Kg/HR 4445Kg/HR 4886Kg/HR 塔顶液体量L 1 塔中液体量L 13 塔中液体量L 14 塔底液体量L 26 3140Kg/HR 3155Kg/HR 7784Kg/HR 8224Kg/HR 汽相密度ρG2 汽相密度ρG14 汽相密度ρG15 汽相密度ρG27 2.874369Kg/m 3 3.03973Kg/m 3 3.06215Kg/m 3 3.34082Kg/m 3 液相密度ρL1 液想密度ρL13 液相密度ρL14 液相密度ρL26 816.676Kg/m 3 796.028Kg/m 3 793.248Kg/m 3 777.496Kg/m 3 汽相粘度μG2 汽相粘度μG14 汽相粘度μG15 汽相粘度μG27 8.9907E-06Pa ·s 9.1563E-06Pa ·s 9.1528E-06Pa ·s 9.0660E-06Pa ·s 液相粘度μL1 液想粘度μ L13 液相粘度μ L14 液相粘度μ L26 3.1054E-04Pa ·s 2.6658E-04Pa ·s 2.6165E-04Pa ·s 2.2445E-04Pa ·s 根据表4.1求平均值可得下表4.2 表4.2 低压塔精馏段提馏段液体量L Kg/HR 3147.5 8004 液相密度ρ Kg/m 3 806.352 785.372 液相粘度μ Pa ·s 2.8856 E-04 2.4305 E-04 蒸汽量G Kg/HR 4375.5 4665.5 汽相密度ρ Kg/m 3 2.957045 3.201485 4.1.1 塔经的计算 L G G L FP ρρ= 式中：L ——塔内液相流率，Kg/h ； G ——塔内气相流率，Kg/h ； ρG ——塔内气相密度，Kg/m 3； ρL ——塔内液体密度，Kg/m 3。由表4-2数据代入公式得：对于精馏段：

填料塔吸收实验数据及处理

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.5 1 1.5 2 空塔气速单位高度压降空气流量u(m 3) H1(cm) Ppa P/H 0.375 0.18 17.64 0.027 0.5 0.3 29.4 0.045 0.7 0.45 44.1 0.068 0.9 0.75 73.5 0.113 1.1 1.05 102.9 0.158 1.3 1.3 127.4 0.196 1.5 1.6 156.8 0.241 1.7 1.9 186.2 0.286 1.9 2.2 215.6 0.332

0.000 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 0.000 0.2000.4000.6000.800 1.000 1.200 1.400 1.600 流量液体喷淋量20L /h 空气流量u H1 Ppa P/H 0.375 0.550 53.900 0.083 0.500 1.100 107.800 0.166 0.600 1.500 147.000 0.226 0.700 1.850 181.300 0.279 0.800 2.200 215.600 0.332 0.900 2.700 264.600 0.407 1.000 4.100 401.800 0.618 1.100 5.100 499.800 1.428 1.200 6.370 624.260 0.960 1.300 7.150 700.700 1.078 1.400 21.000 2058.000 3.166 1.500 33.000 3234.000 4.975

填料塔课程设计要点

目录 1.前言 (4) 2.设计任务 (6) 3.设计方案说明 (6) 4.基础物性数据 (6) 5.物料衡算 (6) 6.填料塔的工艺尺寸计算 (8) 7.附属设备的选型及设备 (14) 8.参考文献 (19) 9.后记及其他 (20)

1.前言填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备，它是化工类企业中最常用的气液传质设备之一。而塔填料塔内件及工艺流程又是填料塔技术发展的关键。聚丙烯材质填料作为塔填料的重要一类，在化工上应用较为广泛，与其他材质的填料相比，聚丙烯填料具有质轻、价廉、耐蚀、不易破碎及加工方便等优点，但其明显的缺点是表面润湿性能。 1.1填料塔技术填料塔的塔身是一直立式圆筒，底部装有填料支承板，填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。填料的上方安装填料压板，以防被上升气流吹动。液体从塔顶经液体分布器喷淋到填料上，并沿填料表面流下。气体从塔底送入，经气体分布装置（小直径塔一般不设气体分布装置）分布后，与液体呈逆流连续通过填料层的空隙，在填料表面上，气液两相密切接触进行传质。填料塔属于连续接触式气液传质设备，两相组成沿塔高连续变化，在正常操作状态下，气相为连续相，液相为分散相。当液体沿填料层向下流动时，有逐渐向塔壁集中的趋势，使得塔壁附近的液流量逐渐增大，这种现象称为壁流。壁流效应造成气液两相在填料层中分布不均，从而使传质效率下降。因此，当填料层较高时，需要进行分段，中间设置再分布装置。液体再分布装置包括液体收集器和液体再分布器两部分，上层填料流下的液体经液体收集器收集后，送到液体再分布器，经重新分布后喷淋到下层填料上。填料塔具有生产能力大，分离效率高，压降小，持液量小，操作弹性大等优点。填料塔也有一些不足之处，如填料造价高；当液体负荷较小时不能有效地润湿填料表面，使传质效率降低；不能直接用于有悬浮物或容易聚合的物料；对侧线进料和出料等复杂精馏不太适合等。 1.2 填料的类型填料的种类很多，根据装填方式的不同，可分为散装填料和规整填料。散装填料是一个个具有一定几何形状和尺寸的颗粒体，一般以随机的方式堆积在塔内，又称为乱堆填料或颗粒填料。散装填料根据结构特点不同，又可分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料及球形填料等。