化工设备填料塔结构

化工设备填料塔结构
化工设备填料塔结构

化工设备填料塔结构

10.2.1 填料塔的结构及其结构特性

1. 填料塔的结构

如图所示为填料塔的结构示意图,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。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(小直径塔一样不设气体分布装置)分布后,与液体呈逆流连续通过填料层的间隙,在填料表面上,气液两相紧密接触进行传质。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淌时,有逐步向塔壁集中的趋势,使得塔壁邻近的液流量逐步增大,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;不能直截了当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。

2. 填料特性的评判

(1)比表面积a

(2)间隙率

塔内单位体积填料层具有的间隙体积,m 2/m 3。ε为一分数。ε值大则气体通过填料层的阻力小,故ε值以高为宜。

关于乱堆填料,当塔径D 与填料尺寸d 之比大于8时,因每个填料在塔内的方位是随机的,填料层的平均性较好,这时填料层可视为各向同性,填料层的间隙率ε确实是填料层内任一横截面的间隙截面分率。

当气体以一定流量过填料层时,按塔横截面积计的气速u 称为“空塔气速”(简称空速),而气体在填料层孔隙内流淌的真正气速为1u 。二者关系为:ε/1u u =。

(3)塔内单位体积具有的填料个数n

依照运算出的塔径与填料层高度,再依照所选填料的n 值,即可确定塔内需要的填料数量。一样要求塔径与填料尺寸之比8/>d D (此比值在8~15之间为宜),以便气、液分布平均。若8/

10.2.2 气液两相在填料层内的流淌

填料塔的流体力学性能要紧包括填料层的持液量、填料层的压降、液泛、填料表面的润湿及返混等。

1. 填料层的持液量

填料层的持液量是指在一定操作条件下,在单位体积填料层内所积存的液体体积,以(m 3液体)/(m 3填料)表示。持液量可分为静持液量H s 、动持液量H o 和总持液量H t 。静持液量是指当填料被充分润湿后,停止气液两相进料,并经排液至无滴液流出时存留于填料层中的液体量,其取决于填料和流体的特性,与气液负荷无关。动持液量是指填料塔停止气液两相进料时流出的液体量,它与填料、液体特性及气液负荷有关。总持液量是指在一定操作条件下存留于填料层中的液体总量。明显,总持液量为静持液量和动持液量之和,即

s t H H H +=0

填料层的持液量可由实验测出,也可由体会公式运算。一样来讲,适当的持液量对填料塔操作的稳固性和传质是有益的,但持液量过大,将减少填料层的间隙和气相流通截面,使压降增大,处理能力下降。

2. 填料层的压降

在逆流操作的填料塔中,从塔顶喷淋下来的液体,依靠重力在填料表面成膜状向下流淌,上升气体与下降液膜的摩擦阻力形成了填料层的压降。填料层压降与液体喷淋量及气速有关,在一定的气速下,液体喷淋量越大,压降越大;在一定的液体喷淋量下,气速越大,压降也越大。将不同液体喷淋量下的单位填料层的压降DP/Z 与空塔气速u 的关系标绘在对数坐标纸上,可得到如图3-13所示的曲线簇。

在图片10-53 中,直线0表示无液体喷淋(L =0)时,干填料的△P/Z ~u 关系,称为干填料压降线。曲线1、2、3表示不同液体喷淋量下,填料层的△P/Z ~u 关系,称为填料操作压降线。

从图中可看出,在一定的喷淋量下,压降随空塔气速的变化曲线大致可分为三段:当气速低于A 点时,气体流淌对液膜的曳力专门小,液体流淌不受气流的阻碍,填料表面上覆盖的液膜厚度差不多不变,因而填料层的持液量不变,该区域称为恒持液量区。现在△P/Z ~u 为一直线,位于干填料压降线的左侧,且差不多上与干填料压降线平行。当气速超过A 点时,气体对液膜的曳力较大,对液膜流淌产生阻滞作用,

使液膜增厚,填料层的持液量随气速的增加而增大,此现象称为拦液。开始发生拦液现象时的空塔气速称为载点气速,曲线上的转折点A ,称为载点。若气速连续增大,到达图中B 点时,由于液体不能顺利向下流淌,使填料层的持液量不断增大,填料层内几乎充满液体。气速增加专门小便会引起压降的剧增,此现象称为液泛,开始发生液泛现象时的气速称为泛点气速,以u F 表示,曲线上的点B ,称为泛点。从载点到泛点的区域称为载液区,泛点以上的区域称为液泛区。

应予指出,在同样的气液负荷下,不同填料的△P/Z ~u 关系曲线有所差异,但其差不多形状相近。关于某些填料,载点与泛点并不明显,故上述三个区域间无截然的界限。

3. 液泛

在泛点气速下,持液量的增多使液相由分散相变为连续相,而气相则由连续相变为分散相,现在气体呈气泡形式通过液层,气流显现脉动,液体被大量带出塔顶,塔的操作极不稳固,甚至会被破坏,此种情形称为淹塔或液泛。阻碍液泛的因素专门多,如填料的特性、流体的物性及操作的液气比等。

填料特性的阻碍集中表达在填料因子上。填料因子F 值越小,越不易发生液泛现象。

流体物性的阻碍表达在气体密度r V 、液体的密度r L 和粘度m L 上。气体密度越小,液体的密度越大、粘度越小,则泛点气速越大。

操作的液气比愈大,则在一定气速下液体喷淋量愈大,填料层的持液量增加而间隙率减小,故泛点气速愈小。

4. 液体喷淋密度和填料表面的润湿

填料塔中气液两相间的传质要紧是在填料表面流淌的液膜上进行的。要形成液膜,填料表面必须被液体充分润湿,而填料表面的润湿状况取决于塔内的液体喷淋密度及填料材质的表面润湿性能。

液体喷淋密度是指单位塔截面积上,单位时刻内喷淋的液体体积,以U 表示,单位为m 3/(m 2·h )。为保证填料层的充分润湿,必须保证液体喷淋密度大于某一极限值,该极限值称为最小喷淋密度,以U min 表示。最小喷淋密度通常采纳下式运算,即

a L U w min min )(

式中 U min ——最小喷淋密度,m 3/(m 2·h );

(L W )min ——最小润湿速率,m 3/(m·h );

a ——填料的比表面积,m 2/m 3。

最小润湿速率是指在塔的截面上,单位长度的填料周边的最小液体体积流量。其值可由体会公式运算,也可采纳体会值。关于直径不超过75mm 的散装填料,可取最小润湿速率(L W )min 为0.08 m 3/(m·h );关于直径大于 75mm 的散装填料,取(L W )min =0.12 m 3/(m·h )。

填料表面润湿性能与填料的材质有关,就常用的陶瓷、金属、塑料三种材质而言,以陶瓷填料的润湿性能最好,塑料填料的润湿性能最差。

实际操作时采纳的液体喷淋密度应大于最小喷淋密度。若喷淋密度过小,可采纳增大回流比或采纳液体再循环的方法加大液体流量,以保证填料表面的充分润湿;也可采纳减小塔径予以补偿;关于金属、塑料材质的填料,可采纳表面处理方法,改善其表面的润湿性能。

5.返混

在填料塔内,气液两相的逆流并不呈理想的活塞流状态,而是存在着不同程度的返混。造成返混现象的缘故专门多,如:填料层内的气液分布不均;气体和液体在填料层内的沟流;液体喷淋密度过大时所造成的气体局部向下运动;塔内气液的湍流脉动使气液微团停留时刻不一致等。填料塔内流体的返混使得传质平均推动力变小,传质效率降低。因此,按理想的活塞流设计的填料层高度,因返混的阻碍需适当加高,以保证预期的分离成效。

10.2.3 填料塔的传质

1.相际接触面积

干填料比表面积为a ,实际操作中润湿的填料比表面积为w a ,由于只有在润湿的填料表面才可能发动气、液传质,故a 值具有实际意义。下面介绍运算a

a w 的恩田(Onda )公式,该公式为: 2.02L 2L 05.02L 2L 1.0L L 75.0c w 45.1ex p 1???? ??????

? ?????? ?????????????? ??--=-a G g a G a G a a σρρμσσ 式中 σ——液体表面张力,N/m ;

c σ——填料上液体铺展开的最大表面张力,N/m 。要求σ<σC 。σC 的值见表7-3。

L G ——液体空塔质量通率,kg/(s·m 2);

L μ,L ρ——液体的粘度,N·s/m 2和密度,kg/m 3。

2.传质系数

恩田(Onda )等关联了大量液相和气相传质数据,分不提出液、气两相传质系数的体会关联式如下:

(1)液相传质系数

0.4P 1/2L

L L 2/3L W L 1/3L L L )()()(0051.0)(ad D a G g k -=ρμμμρ (10-45) 式中 L k ——液相传质系数,kmol/(m 2 s kmol/m 3);

L D ——溶液在液相中的扩散系数,m 2/s ;

P d ——填料的名义尺寸,m 。

(2)气相传质系数

2P 1/3G

G G 0.7G V G G )()()(-=ad D a G C aD RT k ρμμ (10-46) 式中 C ——系数,大于15mm 的环形和鞍形填料为5.23,小于15mm 的填料为2.0;

G k ——气相传质系数,kmol/(m 2 s kPa );

R ——气体常数,8.314KJ/(kmol K )

; T ——气体温度,K ;

G D ——溶质在气体中的扩散系数,m 2/s ;

G μ——气体粘度,s Pa ?;

G ρ——气体密度,kg/m 3;

V G ——气相的质量流速,kg/(m 2 s );

恩田提出的关联式(10-45)和式(10-46)是以式(10-44)运算的润湿表面积为基准整理的。因此,将算出的L k 、G k 乘以式(10-44)算出的W a 即得体积传质系数L k a 和G k a ,从而可进一步运算传质单元高度或填料塔高度。

填料塔的传质速率也能够直截了当用体积传质总系数、传质单元高度和等板高度表示。关于这些表示方法的体会关联式专门多,此处不再举例。

10.2.4填料塔的附属结构

支承板 支承板的要紧用途是支承板内的填料,同时又能保证气液两相顺利通过。支承板若设计不当,填料塔的液泛可能第一在支承板上发生。关于一般填料,支承板的自由截面积应不低于全塔面积的50%,同时要大于填料层的自由截面积,常用的支承板有栅板和各种具有升气管结构的支承板(图10-56)。

液体分布器 液体分布器对填料塔的性能阻碍极大。分布器设计不当,液体预分布不均,填料层内的有效润湿面积减少而偏流现象和沟流现象增加,即使填料性能再好也专门难得到中意的分离成效。

据10.2.1所述,填料塔内产生向壁偏流是因为液体触及塔壁之后,其流淌不再具有随机性而沿壁流下。既然如此,直径越大的填料塔,塔壁所占的比例越小,向壁偏流现象应该越小才是。然而,长期以来填料塔确实由于偏流现象而无法放大。现已差不多搞清,除填料本身性能方面的缘故外,液体初始分布不均,专门是单位塔截面上的喷淋点数太少,是产生上述状况的重要因素。

近一、二十年来,许多直径几米至十几米的大型填料塔的操作实践讲明,填料塔只要设计正确,保证液体预分布平均,专门是保证单位塔截面的喷淋点数与小塔相同填料塔的放大效应并不显著,大型塔和小型塔将具有一致的传质效率。

常用的液体分布器结构如图10-57所示。多孔管式分布器(图10-57a )能适应较大的遗体流量波动,对安装水平度要求不高,对气体的阻力也专门小。然而,由于管壁上的小孔容易堵塞,被分散的液体必须是洁净的。

槽式分布器(图10-57b )多用于直径较大的填料塔。这种分布器不易堵塞,对气体的阻力小,但对安装水平要求较高,专门是当液体负荷较小时。

孔板型分布器(图10-57c )对液体的分布情形与槽式分布器差不多,但对气体阻力较大,只适用于气体负荷不太大的场合。

除以上介绍的几种分布器外,各种喷洒式分布器也是比较常用的(如莲蓬头),专门是在小型填料塔内。这种分布器的缺点是,当气量较大时会产生较多的液沫夹带。

液体再分布器 为改善向壁偏流效应造成的液体分布不均,可在填料层内部每隔一定高度设置一液体分布器。每段填料层的高度因填料种类而异,偏流效应越严峻的填料,每段高度越小。通常,关于偏流现象严峻的拉西环,每段高度约为塔径的5~10倍。

常用的液体再分布器为截锥形。如考虑分段卸出填料,再分布器之上可另设之承板(图10-58)。 除沫器 除沫器是用来除去填料层顶部逸出的气体中的液滴,安装在液体分布器上方。当塔内气速不大,工艺过程由无严格要求时,一样可不设除沫器。

除沫器种类专门多,常见的有折板除沫器,丝网除沫器,旋流板除沫器。折板除沫器阻力较小(50~100Pa ),只能除去50m 的微小液滴,压降不大于250Pa,但造价较高。旋流板除沫器压降为300Pa 以下,其造价比丝网除沫器廉价,除沫成效比折板好。

10.2.5 填料塔与板式塔的比较

关于许多逆流气液接触过程,填料塔和板式塔差不多上能够适用的,设计者必须依照具体情形进行选用。填料塔和板式塔有许多不同点,了解这些不同点关于合理选用塔设备是有关心的。

①填料塔操作范畴较小,专门是关于液体负荷变化更为敏锐。当液体负荷较小时,填料表面不能专门好地润湿,传质就成效急剧下降;当液体负荷过大时,则容易产生液泛。设计良好的板式塔,则具有大得多的操作范畴。

②填料塔不宜于处理易聚合或含有固体悬浮物的物料,而某些类型的板式塔(如大孔径筛板、泡罩塔等)则能够有效地处理这种物质。另外,板式塔的清洗亦比填料塔方便。

③当气液接触过程中需要冷却以移除反应热或溶解热时,填料塔因涉及液体均不咨询题而使结构复杂化。板式塔可方便地在塔板上安装冷却盘管。同理,当有侧线出料时,填料塔也不如板式塔方便。

④往常乱堆填料塔直径专门少大于0.5m,后来又认为不宜超过1.5m,依照近10年来填料塔的进展状况,这一限制看起来不再成立。板式塔直径一样不小于0.6m。

⑤关于板式塔的设计资料更容易得到而且更为可靠,因此板式塔的设计比较准确,安全系数可取得更小。

⑥当塔径不专门大时,填料塔因结构简单而造价廉价

⑦关于易起泡物系,填料塔更适合,因填料对泡沫有限制和破裂的作用。

⑧关于腐蚀性物系,填料塔更适合,因可采纳瓷质填料。

⑨对热敏性物系宜采纳填料塔,因为填料塔内的滞液量比板式塔少,物料在塔内⑦的停留时刻短。⑩塔的压降比板式塔小,因而对真空操作更为适宜。

常用化工设备结构手册

常用化工设备结构手册

离心泵 (5) 齿轮泵 (8) 磁力泵 (10) 屏蔽泵 (13) 水环真空泵 (16) 转子泵 (18) 无油立式真空泵 (21) 蠕动泵 (24) 多级离心泵 (26) 离心机 (29) 干燥机 (34) 引风机 (37) 鼓风机 (40) 三相异步电动机 (42) 板式塔 (45) 填料塔 (47) 蒸馏塔 (49) 空压机 (51) 冷冻机 (53) 深冷机组 (58) 反渗透 (62) 压滤机 (64) 旋转浓缩器 (67) 环锤破碎机 (69) 导热油锅炉 (71) 锅炉烟气分离返料器 (74) 压力表 (76) 膜盒压力表 (78) 电接点压力表 (80) 气动程控阀 (83) 气动调节阀 (85) 气动切断阀 (88) 双金属温度计 (90) 热电偶 (92) 热电阻 (95) 差压液位计 (97) 雷达液位计 (99) 玻璃转子流量计 (101) 超声波流量计 (103) 磁浮子式液位计 (105) 电磁流量计 (107) 金属转子流量计 (109)

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化工设备“四懂三会”OPL教育卡 设备名称离心泵教育对象一线设备操作人员结构 卧式单级单吸离心泵卧式单级双吸离心泵液下泵 卧式多级离心泵自吸式离心泵 管道泵立式离心泵

填料塔的结构及其工作原理

填料塔的结构及其工作原理 填料塔的作用是起到吸收作用,是化工、石油化工和炼油生产中最重要的设备之一。 以下讲一下填料塔的结构特点: 填料塔是以塔的填料作为气液两相间接触构件的传质设备。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。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。 填料的分类 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。 1.散装填料 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,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。现介绍几种较为典型的散装填料: 拉西环鲍尔环阶梯环弧鞍填料矩鞍填料金属环矩鞍填料球形填料 (1)拉西环填料于1914年由拉西(F. Rashching)发明,为外径与高度相等的圆环。拉西环填料的气液分布较差,传质效率低,阻力大,通量小,目前工业上已较少应用。

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

填料塔的设计

目录

前言 世界卫生组织和联合国环境组织发表的一份报告说:“空气污染已成为全世界城市居民生活中一个无法逃避的现实。”如果人类生活在污染十分严重的空气里,那就将在几分钟内全部死亡。工业文明和城市发展,在为人类创造巨大财富的同时,也把数十亿吨计的废气和废物排入大气之中,人类赖以生存的大气圈却成了空中垃圾库和毒气库。因此,大气中的有害气体和污染物达到一定浓度时,就会对人类和环境带来巨大灾难,对有害气体的控制更必不可少。 一.设计任务书 1.设计目的 通过对气态污染物净化系统的工艺设计,初步掌握气态污染物净化系统设计的基本方法。培养学生利用所学理论知识,综合分析问题和解决实际问题的能力、绘图能力、以及正确使用设计手册和相关资料的能力。 2.设计任务 试设计一个填料塔,常压,逆流操作,操作温度为25℃,以清水为吸收剂, ,气体处理量为1500m3/h,其中含氨%(体积分数),吸收脱除混合气体中的NH 3

要求吸收率达到99%,相平衡常数m=。 3.设计内容和要求 1)研究分析资料。 2)净化设备的计算,包括计算吸收塔的物料衡算、吸收塔的工艺尺寸计算、填料层压降的计算及校核计算。 3)附属设备的设计等。 4)编写设计计算书。设计计算书的内容应按要求编写,即包括与设计有关的阐述、说明及计算。要求内容完整,叙述简明,层次清楚,计算过程详细、准确,书写工整,装订成册。设计计算书应包括目录、前言、正文及参考文献等,格式参照学校要求。 5)设计图纸。包括填料塔剖面结构图、工艺流程图。应按比例绘制,标出设备、零部件等编号,并附明细表,即按工程制图要求。图纸幅面、图线等应符合国家标准;图面布置均匀;符合制图规范要求。 6)对设计过程的评述和有关问题的讨论。 二.设计资料 1.工艺流程 采用填料塔设计,填料塔是塔设备的一种。塔内填充适当高度的填料,以增加两种流体间的接触表面。例如应用于气体吸收时,液体由塔的上部通过分布器进入,沿填料表面下降。气体则由塔的下部通过填料孔隙逆流而上,与液体密切接触而相互作用。结构较简单,检修较方便。广泛应用于气体吸收、蒸馏、萃取等操作。 2.进气参数 进气流量: 1500m3/h 进气主要成分:NH 3

填料塔结构示意图

填料塔结构示意图 Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】

填料塔的结构及其工作原理 填料塔的作用是起到吸收作用,是化工、石油化工和炼油生产中最重要的设备之一。 以下讲一下填料塔的结构特点: 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。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。 填料的分类 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。 1.散装填料 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。现介绍几种较为典型的散装填料: 拉西环鲍尔环阶梯环弧鞍填料矩鞍填料金属环矩鞍填料球形填料 (1)拉西环填料于1914年由拉西(F. Rashching)发明,为外径与高度相等的圆环。拉西环填料的气液分布较差,传质效率低,阻力大,通量小,目前工业上已较少应用。 (2)鲍尔环填料是对拉西环的改进,在拉西环的侧壁上开出两排长方形的窗孔,被切开的环壁的一侧仍与壁面相连,另一侧向环内弯曲,形成内伸的舌叶,诸舌叶的侧边在环中心相搭。鲍尔环由于环壁开孔,大大提高了环内空间及环内表面的利用率,气流阻力小,液体分布均匀。与拉西环相比,鲍尔环的气体通量可增加50%以上,传质效率提高30%左右。鲍尔环是一种应用较广的填料。 (3)阶梯环填料是对鲍尔环的改进,与鲍尔环相比,阶梯环高度减少了一半并在一端增加了一个锥形翻边。由于高径比减少,使得气体绕填料外壁的平均路径大为缩短,减少了气体通过填料层的阻力。锥形翻边不仅增加了填料的机械强度,而且使填料之间由线接触为主变成以点接触为主,这样不但增加了填料间的空隙,同时成为液体沿填料表面流动的汇集分散点,可以促进液膜的表面更新,有利于传质效率的提高。阶梯环的综合性能优于鲍尔环,成为目前所使用的环形填料中最为优良的一种。

填料塔工艺尺寸的计算

第三节 填料塔工艺尺寸的计算 填料塔工艺尺寸的计算包括塔径的计算、填料能高度的计算及分段 3.1 塔径的计算 1. 空塔气速的确定——泛点气速法 对于散装填料,其泛点率的经验值u/u f =0.5~0.85 贝恩(Bain )—霍根(Hougen )关联式 ,即: 2213lg V F L L u a g ρμερ?? ?????? ? ???????=A-K 141V L V L w w ρρ???? ? ??? ?? (3-1) 即:1 124 8 0.23100 1.18363202.59 1.1836lg[ ()1]0.0942 1.759.810.917998.24734.4998.2F u ?????? =- ? ? ??????? 所以:2 F u /9.81(100/0.9173)(1.1836/998.2)= UF=m/s 其中: f u ——泛点气速,m/s; g ——重力加速度,9.81m/s 2 W L =5358.89572㎏/h W V =7056.6kg/h A=0.0942; K=1.75; 取u=0.7 F u =2.78220m/s

0.7631D = = = (3-2) 圆整塔径后 D=0.8m 1. 泛点速率校核:2 6000 3.31740.7850.83600 u = =?? m/s 则 F u u 在允许范围内 2. 根据填料规格校核:D/d=800/50=16根据表3-1符合 3. 液体喷淋密度的校核: (1) 填料塔的液体喷淋密度是指单位时间、单位塔截面上液体的喷淋量。 (2) 最小润湿速率是指在塔的截面上,单位长度的填料周边的最小液体体积流量。对于直径不超过75mm 的散装填料,可取最小润湿速率()3min 0.08m /m h w L ?为。 ()32min min 0.081008/w t U L m m h α==?=? (3-3) 22 5358.8957 10.6858min 0.75998.20.7850.8 L L w U D ρ= ==>=???? (3-4) 经过以上校验,填料塔直径设计为D=800mm 合理。 3.2 填料层高度的计算及分段 *110.049850.75320.03755Y mX ==?= (3-5) *220Y mX == (3-6) 3.2.1 传质单元数的计算

填料塔结构设计

17.2填料塔结构设计 一、液体分布器 (喷林装置) 1、典型结构: (1)管式喷洒器 (2)莲蓬式喷洒器 (3)多孔直管分配器 (4)多孔盘管分配器 (5)溢流管式分配器 (6)筛孔盘式分配器 (7)槽式分配器 (8)排管式分配器 2、各结构特点 二、填料 自学 三、填料支承 1、支承要求 有足够的强度和刚度 而且有足够的自由截面 使支承处不发生液泛 2、类型 栅板 气体喷射式支承板 ???梁型钟罩型 四、液体再分配器 1.填料层的分段原因 P341 倒二行~~P 342 第一行 2.再分配器的作用: 收集上段填料层的液体,并使其在下段填料层重新均匀分布。 3.再分配器的类型 (1)分配锥 (2)边圈槽形分配器 (3)升气管式分配器 (4)斜板复合式分配器 五、除沫器 1.作用: 减少液体夹带,确保气体纯度,保证后续设备正常工作。 2.使用条件: 在空塔气速较大,塔顶溅液现象严重时,以及工艺过程不允许出塔气体夹带雾滴的情况下设置 3.除沫器的类型 (1)折板除沫器 (2)涤网除沫器 六、裙座结构 1.裙座的组成 座体、排净孔、基础环、筛板、盖板、人孔、管线引出孔、排气孔、保温支承圈 2.裙座与壳体的连接 (1)对接焊缝 座体外径与壳体外径相同 适用于一般情况下

(2)搭接焊缝 座体内径与壳体外径相同 由于受力较差对小塔或受力较小的情况下用 3.裙座的材料 采用普通碳钢考虑操作条件载荷封头材料等的因素取 七、管口结构及其他 1.进气管口 2.液体出口管 D大小取人、手孔倾斜安装 3.填料出口按N 4.其他结构同一般的容器相同 填料塔结构原理 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。 的塔身是一直立式圆筒(如上图所示), 塔身 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。

填料塔的计算.doc

一、设计方案的确定 (一) 操作条件的确定 1.1吸收剂的选择 1.2装置流程的确定 1.3填料的类型与选择 1.4操作温度与压力的确定 45℃常压 (二)填料吸收塔的工艺尺寸的计算 2.1基础物性数据 ①液相物性数据 对于低浓度吸收过程,溶液的物性数据可近似取质量分数为30%MEA 的物性数据

7.熔 根据上式计算如下: 混合密度是:1013.865KG/M3 混合粘度0.001288 Pa ·s 暂取CO2在水中的扩散系数 表面张力б=72.6dyn/cm=940896kg/h 3 ②气相物性数据 混合气体的平均摩尔质量为 M vm = y i M i =0.133*44+0.0381*64+0.7162*14+0.00005*96+0.1125*18 =20.347 混合气体的平均密度ρvm = =??=301 314.805 .333.101RT PMvm 101.6*20.347/(8.314*323)=0.769kg/m 3 混合气体粘度近似取空气粘度,手册28℃空气粘度为

μV =1.78×10-5Pa ·s=0.064kg/(m ?h) 查手册得CO2在空气中的扩散系数为 D V =1.8×10-5m 2/s=0.065m 2/h 由文献时CO 2在MEA 中的亨利常数: 在水中亨利系数E=2.6?105kPa 相平衡常数为m=1.25596 .101106.25 =?= P E 溶解度系数为H=)/(1013.218 106.22.9973 45 kPa m kmol E M s ??=??= -ρ 2.2物料衡算 进塔气相摩尔比为Y1=0.133/(1-0.133)= 0.153403 出塔气相摩尔比为Y2= 0.153403×0.05=0.00767 进塔惰性气相流量为V=992.1mol/s=275.58kmol/h 该吸收过程为低浓度吸收,平衡关系为直线,最小液气比按下式 计算,即 2 121min /X m Y Y Y )V L ( --= 对于纯溶剂吸收过程,进塔液组成为X2=0 2 121min /X m Y Y Y )V L ( --==(0.153403-0.00767)/(0.1534/1.78)=1.78 取操作液气比(?)为L/V=1.5L/V=1.5×1.78=2.67 L=2.67×275.58=735.7986kmol/h ∵V(Y1-Y2)=L(X1-X2) ∴X1=0.054581

填料塔器设计资料

6 填料塔的结构设计 I. 塔径计算 计算公式: D = ① 塔填料选择 须知: 相对处理能力:拉西环<矩鞍<鲍尔环<阶梯环<环鞍(填料尺寸相同,压降相同) 对于规整填料,分离能力:丝网类填料>板波纹类填料,板波纹填料较丝网类有较大的处理量和较小的压降。250Y ——250指的是填料的比表面积,Y 指的是波纹倾角为45o ,X Y 指的是波纹倾角为30o 填料选择的三步骤:选材质→选类型→选尺寸(径比应保持不低于某一下限值,以防止产生较大的壁效应,造成塔的分离效率下降。) 选尺寸说明:填料尺寸大,成本低,处理量大,但效率低。一般大塔常使用50mm 的填料。 塔径/mm 填料尺寸/mm D<300 20~25 300900 50~80 ② 计算方法 泛点气速法 ----散堆填料 (0.5~0.8) f u u = a. Eckert 关联图法 20.5 0.2f u ()() Y=G G L V L L W X W g ρφ?ρμρρ= 由X 值和泛点压降线查取Y 值进而求得液泛气速 b. Bain-Hougen 泛点关联式 20.20.250.125f 3u log[] 1.75()() G G L L L V L W A g W ρραμερρ=- 填料特性:比表面积、空隙率、泛点压降因子 ---规整填料 a. Bain-Hougen 泛点关联式 20.20.250.125f 3 u log[] 1.75()() G G L L L V L W A g W ρραμερρ=- 250Y 金属板波纹填料:A=0.297,CY 型丝网填料:A=0.30 b. 泛点压降法 Kister and Gill 等压降曲线(匡国柱.化工单元过程与设备课程设计.北京:化学工业出版社.2002,264-265) 泛点压降与填料因子间的关系:0.7 /40.9p Z Fp ?= Pa/m; Fp —填料因子

化工设备填料塔结构

化工设备填料塔结构 10.2.1 填料塔的结构及其结构特性 1. 填料塔的结构 如图所示为填料塔的结构示意图,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。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(小直径塔一样不设气体分布装置)分布后,与液体呈逆流连续通过填料层的间隙,在填料表面上,气液两相紧密接触进行传质。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淌时,有逐步向塔壁集中的趋势,使得塔壁邻近的液流量逐步增大,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;不能直截了当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。 2. 填料特性的评判 (1)比表面积a (2)间隙率

塔内单位体积填料层具有的间隙体积,m 2/m 3。ε为一分数。ε值大则气体通过填料层的阻力小,故ε值以高为宜。 关于乱堆填料,当塔径D 与填料尺寸d 之比大于8时,因每个填料在塔内的方位是随机的,填料层的平均性较好,这时填料层可视为各向同性,填料层的间隙率ε确实是填料层内任一横截面的间隙截面分率。 当气体以一定流量过填料层时,按塔横截面积计的气速u 称为“空塔气速”(简称空速),而气体在填料层孔隙内流淌的真正气速为1u 。二者关系为:ε/1u u =。 (3)塔内单位体积具有的填料个数n 依照运算出的塔径与填料层高度,再依照所选填料的n 值,即可确定塔内需要的填料数量。一样要求塔径与填料尺寸之比8/>d D (此比值在8~15之间为宜),以便气、液分布平均。若8/

填料塔的结构及其工作原理

填料塔得结构及其工作原理 填料塔得作用就是起到吸收作用,就是化工、石油化工与炼油生产中最重要得设备之一。 以下讲一下填料塔得结构特点: 填料塔就是以塔内得填料作为气液两相间接触构件得传质设备。填料塔得塔身就是一直立式圆筒,底部装有填料支承板,填料以乱堆或整砌得方式放置在支承板上。填料得上方安装填料压板,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得空隙,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,有逐渐向塔壁集中得趋势,使得塔壁附近得液流量逐渐增大,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与液体再分布器两部分,上层填料流下得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得物料;对侧线进料与出料等复杂精馏不太适合等。 填料得分类 填料得种类很多,根据装填方式得不同,可分为散装填料与规整填料。 1.散装填料 散装填料就是一个个具有一定几何形状与尺寸得颗粒体,一般以随机得方式堆积在塔内,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。现介绍几种较为典型得散装填料: 拉西环鲍尔环阶梯环弧鞍填料矩鞍填料金属环矩鞍填料球形填料 (1)拉西环填料于1914年由拉西(F、 Rashching)发明,为外径与高度相等得圆环。拉西环填料得气液分布较差,传质效率低,阻力大,通量小,目前工业上已较少应用。

填料塔工艺尺寸的计算

填料塔工艺尺寸的计算 Document number:NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT

第三节 填料塔工艺尺寸的计算 填料塔工艺尺寸的计算包括塔径的计算、填料能高度的计算及分段 塔径的计算 1. 空塔气速的确定——泛点气速法 对于散装填料,其泛点率的经验值u/u f =~ 贝恩(Bain )—霍根(Hougen )关联式 ,即: 2213lg V F L L u a g ρμερ?? ?????? ? ???????=A-K 14 18 V L V L w w ρρ???? ? ??? ?? (3-1) 即:1124 8 0.23100 1.18363202.59 1.1836lg[ ()1]0.0942 1.759.810.917998.24734.4998.2F u ?????? =- ? ? ??????? 所以:2 F u /(100/3)()= UF=3.974574742m/s 其中: f u ——泛点气速,m/s; g ——重力加速度,9.81m/s 2 W L =㎏/h W V =7056.6kg/h A=; K=; 取u= F u =2.78220m/s 0.7631D = = = (3-2) 圆整塔径后 D=0.8m 1. 泛点速率校核:2 6000 3.31740.7850.83600 u = =?? m/s 则 F u u 在允许范围内 2. 根据填料规格校核:D/d=800/50=16根据表3-1符合 3. 液体喷淋密度的校核: (1) 填料塔的液体喷淋密度是指单位时间、单位塔截面上液体的喷淋量。

(2) 最小润湿速率是指在塔的截面上,单位长度的填料周边的最小液体体积流量。对于直径不超过75mm 的散装填料,可取最小润湿速率()3min 0.08m /m h w L ?为。 ()32min min 0.081008/w t U L m m h α==?=? (3-3) 22 5358.8957 10.6858min 0.75998.20.7850.8L L w U D ρ= ==>=???? (3-4) 经过以上校验,填料塔直径设计为D=800mm 合理。 填料层高度的计算及分段 *110.049850.75320.03755Y mX ==?= (3-5) *220Y mX == (3-6) 3.2.1 传质单元数的计算 用对数平均推动力法求传质单元数 12 OG M Y Y N Y -= ? (3-7) ()* *1 1 22*11*22 () ln M Y Y Y Y Y Y Y Y Y ---?= -- (3-8) = 0.063830.00063830.03755 0.02627ln 0.0006383 -- = 3.2.2 质单元高度的计算 气相总传质单元高度采用修正的恩田关联式计算: () 0.75 0.10.05 2 0.2 2 21exp 1.45/t c l L t L L V t w l t l L U U U g ασαρσαασαμρ-????????? ? =--?? ? ? ??? ????? ?? ? (3-9) 即:αw/αt =0. 液体质量通量为:L u =WL/××=10666.5918kg/(㎡?h ) 气体质量通量为: V u =60000×=14045.78025kg/(㎡?h)

化工设备填料塔结构

10.2 填料塔 10.2.1 填料塔的结构及其结构特性 1. 填料塔的结构 如图所示为填料塔的结构示意图,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。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。 2. 填料特性的评价 (1)比表面积a 塔内单位体积填料层具有的填料表面积,m2/m3。填料比表面积的大小是气液传质比表面积大小的基础条件。须说明两点:第一,操作中有部分填料表面不被润湿,以致比表面积中只有某个分率的面积才是

填料塔设计

1.填料塔的一般结构 填料塔可用于吸收气体等。填料塔的主要组件是:流体分配器,填料板或床限制板,填料,填料支架,液体收集器,液体再分配器等。 2.填料塔的设计步骤 (1)确定气液负荷,气液物理参数和特性,根据工艺要求确定出气口上述参数(2)填料的正确选择对塔的经济效果有重要影响。对于给定的设计条件,有多种填充物可供选择。因此,有必要对各种填料进行综合比较,限制床层,以选择理想的填料。 (3)塔径的计算:根据填料特性数据,系统物理参数和液气比计算出驱替速度,再乘以适当的系数,得出集液器设计的空塔气速度,以计算塔径。;或者直接使用从经验中获得的气体动能因子的设计值来计算塔的直径。 (4)填充层的总高度通过传质单位高度法或等板高度法算出。

(5)计算填料层的压降。如果压降超过极限值,则应调整填料的类型和尺寸或降低工作气体的速度,然后再重复计算直至满足条件。 (6)为了确保填料塔的预期性能,填料塔的其他内部组件(分配器,填料支座,再分配器,填料限位板等)必须具有适当的设计和结构。结构设计包括两部分:塔身设计和塔内构件设计。填料塔的内部组件包括:液体分配装置,液体再分配装置,填料支撑装置,填料压板或床限制板等。这些内部构件的合理设计是确保正常运行和预期性能的重要条件。 废气处理设备 第六章小型吸收塔的设计32参考文献33设计师:武汉工程大学环境工程学院08级环境工程去除工艺气体中更多的有害成分以净化气体以进一步处理或去除工业废气中的更多有害物质,以免造成空气污染。1.2吸收塔的应用塔式设备是气液传质设备,广泛用于炼油,化工,石家庄汕头化工等生产。根部列车塔中气液接触部分的结构类型可分为板式塔和填料塔。根据气体和液体的接触方式的不同,吸收设备可分为两类:阶

填料塔设计机械设计

目录 第一章前言 ................................................................................. 错误!未定义书签。 塔设备设计简介 .................................................................. 错误!未定义书签。 填料塔结构简介 .................................................................. 错误!未定义书签。第二章设计方案的确定 ............................................................. 错误!未定义书签。 装置流程的确定 .................................................................. 错误!未定义书签。 吸收剂的选择 ...................................................................... 错误!未定义书签。 填料的选择 .......................................................................... 错误!未定义书签。 材料选择 .............................................................................. 错误!未定义书签。第三章工艺参数 ......................................................................... 错误!未定义书签。第四章机械设计 ......................................................................... 错误!未定义书签。 塔体厚度计算 ...................................................................... 错误!未定义书签。 封头厚度计算 ...................................................................... 错误!未定义书签。 填料塔的载荷分析及强度校核 .......................................... 错误!未定义书签。 塔体的水压试验 .................................................................. 错误!未定义书签。 水压试验时各种载荷引起的应力 .............................. 错误!未定义书签。 水压试验时应力校核 .................................................. 错误!未定义书签。第五章零部件选型 ..................................................................... 错误!未定义书签。 人孔 ...................................................................................... 错误!未定义书签。 法兰 ...................................................................................... 错误!未定义书签。 除雾沫器 .............................................................................. 错误!未定义书签。 填料支撑板 .......................................................................... 错误!未定义书签。

填料塔计算部分

填料塔计算部分 This manuscript was revised by the office on December 10, 2020.

二 基础物性参数的确定 1 液相物性数据 对于低浓度吸收过程,溶液的物性数据可近似取纯水的物性数据。由手册查得,2 气相物性参数 设计压力: ,温度:20C ? 氨气在水中的扩散系数:92621.7610/ 6.33610/L D cm s m h --=?=? 氨气在空气中的扩散系数: 查表得,氨气在0°C ,在空气中的扩散系数为 2/cm s , 根据关系式换算出20C ?时的空气中的扩散系数: 3 32 2 00022293.150.171273.150.189/0.06804/V P T D D P T cm s m h ?????? ==?? ? ? ??????? == 混合气体的平均摩尔质量为 m i 0.05170.982929.27V i M y M ==?+?=∑ 混合气体的平均密度为 3m 101.329.27 1.2178.314293.15 V Vm PM kg m RT ρ?===? 混合气体的粘度可近似取空气的粘度,查手册得20C ?空气粘度为 51.81100.065()V Pa s kg m h μ-=??=? 3 气液相平衡数据

由手册查得,常压下20C ?时,氨气在水中的亨利系数 76.3a E kP = 相平衡常数 76.30.7532101.3 E m P === 溶解度系数 3s 998.2 0.726076.318.02 L H kmol kPa m EM ρ= = =?? 4 物料衡算 进塔气相摩尔比 1= 110.05 0.05263110.05 y Y y ==-- 出塔气相摩尔比 321(1)0.05263(10.98) 1.05310A Y Y ?-=-=-=? 混合气体流量 330.1013(273.1520) 16.10100.1013273.15 V N Q Q m h ? ?+==?? 惰性气体摩尔流量 273.15(10.05)636.1622.4273.1520 V Q V kmol h =?-=+ 该吸收过程属低浓度吸收,平衡关系为直线,最小液气比可按下式计算: 1212 L Y Y V Y m X -??= ? -?? 对于纯溶剂吸收过程,进塔液相组成 20X = min 0.052630.0010530.73810.052630.7532L V -??== ??? 取操作液气比为 min 1.4L L V V ?? = ??? 1.40.7381 1.0333L V =?= 1.0333636.16657.34L kmol h =?= 1212()636.16(0.052630.001053) 0.0499657.34 V Y Y X X L -?-=+==

板式塔和填料塔对比

1.1.1.1填料塔与板式塔的比较 表8-2 精馏塔的主要类型及特点 类型板式塔填料塔 结构特点每层板上装配有不同型式的 气液接触元件或特殊结构, 如筛板、泡罩、浮阀等;塔 设置有多层塔板,进行气液 接触塔设置有多层整砌或乱堆的填料,如拉西环、鲍尔环、鞍型填料等散装填料,格栅、波纹板、脉冲等规整填料;填料为气液接触的基本元件 操作特点气液逆流逐级接触微分式接触,可采用逆流操作, 也可采用并流操作 设备性能空塔速度(亦即生产能力) 高,效率高且稳定;压降大, 液气比的适应围大,持液量 大,操作弹性小大尺寸空塔气速较大,小尺寸空塔气速较小;低压时分离效率高,高压时分离效率低,传统填料效率较低,新型乱堆及规整填料效率较高; 大尺寸压力降小,小尺寸压力降大; 要求液相喷淋量较大,持液量小,操作弹性大 (续表) 制造与维修直径在600mm以下的塔安装 困难,安装程序较简单,检 修清理容易,金属材料耗量 大新型填料制备复杂,造价高,检修清理困难,可采用非金属材料制造,但安装过程较为困难 适用场合处理量大,操作弹性大,带 有污垢的物料处理强腐蚀性,液气比大,真空操作要求压力降小的物料 1.1.1.2板式塔塔型选择一般原则: 选择时应考虑的因素有:物料性质、操作条件、塔设备性能及塔的制造、安装、运转、维修等。 1)下列情况优先选用填料塔: a.在分离程度要求高的情况下,因某些新型填料具有很高的传质效率,故可采用新型填料以降低塔的高度; b.对于热敏性物料的蒸馏分离,因新型填料的持液量较小,压降小,故可优先选择真空操作下的填料塔; c.具有腐蚀性的物料,可选用填料塔。因为填料塔可采用非金属材料,如瓷、

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