化工原理課程設(shè)計(jì)填料塔

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第1章 概述3</b></p><p>　　1.1吸收技術(shù)概況3</p><p>　　1.2吸收設(shè)備的發(fā)展3</p><p>　　1.3吸收在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用4</p><p>　　1.4丙酮的

2、性質(zhì)5</p><p>　　第2章 方案比選7</p><p>　　2.1 方案選擇與對比7</p><p>　　2.2 吸收劑的比選8</p><p>　　2.3填料的作用以及選擇9</p><p>　　2.4 操作參數(shù)的選擇12</p><p>　　2.5 流向選擇12&l

3、t;/p><p>　　2.6吸收劑再生方法的選擇12</p><p>　　2.7操作參數(shù)的選擇13</p><p>　　第3章 吸收塔的工藝計(jì)算14</p><p>　　3.1基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)14</p><p>　　3.1.1 氣液相物性數(shù)據(jù)14</p><p>　　3.1.2物料計(jì)算14

4、</p><p>　　3.2 塔徑計(jì)算15</p><p>　　3.3 填料層高度確定18</p><p>　　3.3.1. 傳質(zhì)單元數(shù)計(jì)算18</p><p>　　3.3.2 傳質(zhì)單元高度計(jì)算18</p><p>　　3.3.3填料層高度的計(jì)算20</p><p>　　第四章

5、 塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)21</p><p>　　4.1筒體的設(shè)計(jì)21</p><p>　　4.2封頭設(shè)計(jì)21</p><p>　　4.3除沫器設(shè)計(jì)21</p><p>　　4.4液體進(jìn)料管的設(shè)計(jì)22</p><p>　　4.5液體出料管的設(shè)計(jì)22</p><p>　　4.6 氣體進(jìn)料管的設(shè)計(jì)

6、22</p><p>　　4.7 氣體出料管的設(shè)計(jì)23</p><p>　　4.8 填料支撐板設(shè)計(jì)23</p><p>　　4.9 填料壓板23</p><p>　　4.10體分布裝置23</p><p>　　4.11 再分布器24</p><p>　　4.12氣體入塔分布器24&

7、lt;/p><p>　　4.13法蘭的設(shè)計(jì)25</p><p>　　4.14手孔的設(shè)計(jì)25</p><p>　　4.15吸收塔支座的設(shè)計(jì)25</p><p>　　4.16泵的選擇26</p><p>　　4.17 吸收塔高度的計(jì)算26</p><p>　　填料吸收塔主要尺寸27</

8、p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)心得28</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)29</b></p><p><b>　　第1章 概述</b></p><p><b>　　1.1吸收技術(shù)概況</b></p><p>　　氣體

9、吸收過程是化工生產(chǎn)中常用的氣體混合物的分離操作，其基本原理是利用氣體混合物中各組分在特定的液體吸收劑中的溶解度不同，實(shí)現(xiàn)各組分分離的單元操作。</p><p>　　在化工生產(chǎn)中，原料氣的凈化，氣體產(chǎn)品的精制，治理有害氣體保護(hù)環(huán)境等方面得到了廣泛的應(yīng)用。在研究和開發(fā)吸收過程中，在方法上多從吸收過程的傳質(zhì)速率著手，希望在整個設(shè)備中，氣液兩相為連續(xù)微分接觸過程，這一特點(diǎn)則與填料塔得到了較好的結(jié)合。由于填料塔的通量大，阻

10、力小，使得其在某些處理量大要求壓降小的分離過程中備受親睞。尤其今年高效填料塔的開發(fā)，使得填料塔在分離過程中占據(jù)了重要的地位。</p><p>　　丙酮是一種重要的基本有機(jī)化工原料，它是制造丙酮氰醇，雙酚A等化工產(chǎn)品的原料，也用于制造維生素C，此外還作為溶劑廣泛用于醋酸纖維素膠片、塑料、涂料、醫(yī)藥及煉油等工業(yè)部門。氣體吸收過程是化工生產(chǎn)中常用的氣體混合物的分離操作，其基本原理是利用混合物中各組分在特定的液體吸收劑中

11、的溶解度不同，實(shí)現(xiàn)各組分分離的單元操作。</p><p>　　實(shí)際生產(chǎn)中，吸收過程所用的吸收劑常需回收利用，故一般來說，完整的吸收過程應(yīng)包括吸收和解吸兩部分，因而在設(shè)計(jì)上應(yīng)將兩部分綜合考慮，才能得到較為理想的設(shè)計(jì)結(jié)果。作為吸收過程的工藝設(shè)計(jì)，其一般性問題是在給定混合氣體處理量、混合氣體組成、溫度、壓力以及分離要求的條件下，完成以下工作：</p><p>　?。?）根據(jù)給定的分離任務(wù)，確定吸

12、收方案；</p><p>　?。?）根據(jù)流程進(jìn)行過程的物料和熱量衡算，確定工藝參數(shù)；</p><p>　?。?）依據(jù)物料及熱量衡算進(jìn)行過程的設(shè)備選型或設(shè)備設(shè)計(jì)；</p><p>　?。?）繪制工藝流程圖及主要設(shè)備的工藝條件圖；</p><p>　?。?）編寫工藝設(shè)計(jì)說明書。</p><p>　　吸收劑將混合氣體中溶質(zhì)組

13、分吸收后所得到的溶液是混合溶液,在生產(chǎn)中常需要使溶質(zhì)從吸收后的溶液中重新釋放出來,實(shí)現(xiàn)最終分離,而液相的吸收劑又可得以再生重新使用。這種使溶質(zhì)組分從溶液中脫出的過程稱為解吸,是吸收的逆過程,也是一種通過相際間傳質(zhì)而實(shí)現(xiàn)物質(zhì)分離的單元操作。在化工生產(chǎn)中,吸收和解吸是常用的聯(lián)合操作,共同構(gòu)成了一個完整的工藝流程。</p><p>　　1.2吸收設(shè)備的發(fā)展</p><p>　　吸收設(shè)備是化工、石

14、油化工、生物化工等生產(chǎn)過程中廣泛采用的氣液傳質(zhì)設(shè)備。根據(jù)塔內(nèi)氣液接觸構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式，可氛圍板式塔和填料塔兩大類。</p><p>　　過去由于填料本體及塔內(nèi)構(gòu)件的不完善，填料塔大多局限于處理腐蝕性介質(zhì)或不適宜安裝塔板的小直徑塔。近年來由于填料結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，新型的高效、高負(fù)荷填料的開發(fā)，既提高了塔的通過能力和分離效能，又保持了壓力降小的特點(diǎn)，因此填料塔已被推廣到所有大型氣液操作中。在某些場合，還代替了傳統(tǒng)的板式塔。隨

15、著對填料塔的研究和開發(fā)，性能優(yōu)良的填料塔已大量地用于工業(yè)生產(chǎn)中。</p><p>　　由于填料塔通量大，阻力小，壓降低，填料易用耐腐蝕材料制造，結(jié)構(gòu)簡單，效率高，有利于過程節(jié)能。所以對于吸收過程來說，以采用填料塔居多。</p><p>　　填料塔約有100年的發(fā)展史，1914年拉西環(huán)的出現(xiàn)使填料塔進(jìn)入了科學(xué)發(fā)展的軌道，至50年代取得了很大的發(fā)展，但由于填料塔的“放大效應(yīng)”，50年代后填料塔

16、進(jìn)入了緩慢發(fā)展時期，而板式塔應(yīng)運(yùn)而生。70年代由于世界性的能源危機(jī)后，為了節(jié)能，填料塔得到了蓬勃發(fā)展，規(guī)整填料的出現(xiàn)和塔內(nèi)件的改進(jìn)使“放大效應(yīng)”問題基本解決。</p><p><b>　　填料塔的特點(diǎn)： </b></p><p><b>　　1．生產(chǎn)能力大</b></p><p><b>　　2．分離效率高<

17、;/b></p><p><b>　　3．壓力降小</b></p><p><b>　　4．操作彈性大</b></p><p><b>　　5 . 持液量小</b></p><p>　　對于吸收過程，能夠完成分離任務(wù)的塔設(shè)備有多種，如何從眾多的塔設(shè)備中選擇合適類型是進(jìn)行工

18、藝設(shè)計(jì)的首要任務(wù)。而進(jìn)行這一項(xiàng)工作則需對吸收過程進(jìn)行充分的研究后，并經(jīng)多方面對比方能得到滿意的結(jié)果。一般而言，吸收用塔設(shè)備與精餾過程所需要的塔設(shè)備具有相同的原則要求，用較小直徑的塔設(shè)備完成規(guī)定的處理量，塔板或填料層阻力要小，具有良好的傳質(zhì)性能，具有合適的操作彈性，結(jié)構(gòu)簡單，造價低，便于安裝、操作和維修等。</p><p>　　但是吸收過程，一般具有液氣比大的特點(diǎn)，因而更適用填料塔。此外，填料塔阻力小，效率高，有利

19、于過程節(jié)能。所以對于吸收過程來說，以采用填料塔居多。近年來隨著化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，大規(guī)模的吸收設(shè)備已經(jīng)廣泛用于實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中。具有了很高的吸收效率，以及在節(jié)能方面也日趨完善。填料塔的工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容是在明確了裝置的處理量，操作溫度及操作壓力及相應(yīng)的相平衡關(guān)系的條件下，完成填料塔的工藝尺寸及其他塔內(nèi)件設(shè)計(jì)。在今后的化學(xué)工業(yè)的生產(chǎn)中，對吸收設(shè)備的要求及效率將會有更高的要求，所以日益完善的吸收設(shè)備會逐漸應(yīng)用于實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)中。</p>&

20、lt;p>　　1.3吸收在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用</p><p>　　氣體吸收在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用大致有以下幾種。 </p><p>　　(1) 凈化或精制氣體。 混合氣的凈化或精制常采用吸收的方法。如在合成氨工藝中，采用碳酸丙烯酯(或碳酸鉀水溶液)脫除合成氣中的二氧化碳等。 </p><p>　　(2) 制取某種氣體的液態(tài)產(chǎn)品。氣體的液態(tài)產(chǎn)品的制取常采用吸收的方法。

21、如用水吸收氯化氫氣體制取鹽酸等。</p><p>　　(3) 回收混合氣體中所需的組分?；厥栈旌蠚怏w中的某組分通常亦采用吸收的方法。如用洗油處理焦?fàn)t氣以回收其中的芳烴等。 </p><p>　　(4) 工業(yè)廢氣的治理。 在工業(yè)生產(chǎn)所排放的廢氣中常含有少量的SO2、H2S、HF等有害氣體成分，若直接排入大氣，則對環(huán)境造成污染。因此，在排放之前必須加以治理，工業(yè)生產(chǎn)中通常采用吸收的方法，選用堿

22、性吸收劑除去這些有害的酸性氣體。</p><p><b>　　1.4丙酮的性質(zhì)</b></p><p><b>　?。?）物理性質(zhì) </b></p><p>　　無色液體，具有令人愉快的氣味（辛辣甜味）。易揮發(fā)。能與水、乙醇、N,N-二甲基甲酰胺、氯仿、乙醚及大多數(shù)油類混溶。相對密度 (d25)0.7845。熔點(diǎn)-94.

23、7℃。沸點(diǎn)56.05℃。折光率 (n20D)1.3588。閃點(diǎn)-20℃。易燃。半數(shù)致死量（大鼠，經(jīng)口）10.7ml/kg。有刺激性。</p><p><b>　?。?）化學(xué)性質(zhì)</b></p><p>　　丙酮是脂肪族酮類具有代表性的的化合物，具有酮類的典型反應(yīng)。例如：與亞硫酸氫鈉形成無色結(jié)晶的加成物。與氰化氫反應(yīng)生成丙酮氰醇。在還原劑的作用下生成異丙酮與頻哪醇。丙酮

24、對氧化劑比較穩(wěn)定。在室溫下不會被硝酸氧化。用堿性高錳酸鉀或鉻酸鉀等強(qiáng)氧化劑做氧化劑時，生成乙酸、甲酸、二氧化碳和水。在堿存在下發(fā)生雙分子縮合，生成雙丙酮醇。2mol丙酮在各種酸性催化劑（鹽酸，氯化鋅或硫酸）存在下生成亞異丙基丙酮，再與1mol丙酮加成，生成佛爾酮（二亞異丙基丙酮）。3mol丙酮在濃硫酸作用下，脫3mol水生成1，3，5-三甲苯。在石灰。醇鈉或氨基鈉存在下，縮合生成異佛爾酮（3，5，5-三甲基-2-環(huán)己烯-1-酮）。在酸或

25、堿存在下，與醛或酮發(fā)生縮合反應(yīng)，生成酮醇、不飽和酮及樹脂狀物質(zhì)。與苯酚在酸性條件下，縮合成雙酚-A。丙酮的α-氫原子容易被鹵素取代，生成α-鹵代丙酮。與次鹵酸鈉或鹵素的堿溶液作用生成鹵仿。丙酮與Grignard試劑發(fā)生加成作用，加成產(chǎn)物水解得到叔醇。丙酮與氨及其衍生物如羥氨、肼、苯肼等也能發(fā)生縮合反應(yīng)。此外，丙酮在500~1000℃時發(fā)生裂解，生成乙烯酮。在170~260℃通過硅-鋁催化劑，生</p><p>&

26、lt;b>　　（3）作用和用途</b></p><p>　　丙酮是重要的有機(jī)合成原料，用于生產(chǎn)環(huán)氧樹脂，聚碳酸酯，有機(jī)玻璃，醫(yī)藥，農(nóng)藥等。亦是良好溶劑，用于涂料、黏結(jié)劑、鋼瓶乙炔等。也用作稀釋劑，清洗劑，萃取劑。還是制造醋酐、雙丙酮醇、氯仿、碘仿、環(huán)氧樹脂、聚異戊二烯橡膠、甲基丙烯酸甲酯等的重要原料。在無煙火藥、賽璐珞、醋酸纖維、噴漆等工業(yè)中用作溶劑。在油脂等工業(yè)中用作提取劑。</p>

27、;<p><b>　　（4）危害</b></p><p>　　健康危害：急性中毒主要表現(xiàn)為對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的麻醉作用，出現(xiàn)乏力、惡心、頭痛、頭暈、易激動。重者發(fā)生嘔吐、氣急、痙攣，甚至昏迷。對眼、鼻、喉有刺激性?？诜螅扔锌诖?、咽喉有燒灼感，后出現(xiàn)口干、嘔吐、昏迷、酸中毒和酮癥。</p><p>　　慢性影響：長期接觸該品出現(xiàn)眩暈、灼燒感、咽炎、支氣管炎

28、、乏力、易激動等。皮膚長期反復(fù)接觸可致皮炎。</p><p>　　燃爆危險：該品極度易燃，具刺激性。</p><p>　　因此，合理處理空氣中的丙酮不但有利于對環(huán)境的保護(hù)，而且能使雜質(zhì)丙酮回收加以利用或轉(zhuǎn)為部分經(jīng)濟(jì)利益。</p><p><b>　　第2章 方案比選</b></p><p>　　2.1 方案選擇與對比

29、</p><p>　　對于許多逆流氣液接觸過程，填料塔和板式塔都可以適用。因此必須根據(jù)情況進(jìn)行選用。填料塔和板式塔有許多不同點(diǎn)，因此要了解這些不同點(diǎn)來合理決定塔的選用。</p><p>　　工業(yè)生產(chǎn)對塔設(shè)備的性能有著嚴(yán)格的要求，主要有以下幾個方面： </p><p>　　(1)具有良好的操作穩(wěn)定性</p><p>　　這是保證正常生產(chǎn)的先

30、決條件。一個性能良好的塔設(shè)備，首先要保證塔設(shè)備在連續(xù)生產(chǎn)中的穩(wěn)定操作，具有一定的操作彈性。在允許的工藝波動范圍內(nèi)，設(shè)備本身的操作彈性必須大于等于生產(chǎn)中可能產(chǎn)生的工藝波動率。</p><p>　　(2)具有較高的生產(chǎn)效率和良好的產(chǎn)品質(zhì)量</p><p>　　該項(xiàng)是設(shè)備設(shè)計(jì)制造核心。沒有良好的產(chǎn)品質(zhì)量，說明該設(shè)備不能勝任其相應(yīng)的工藝操作。當(dāng)然，僅有較高的產(chǎn)品質(zhì)量，而沒有較高的生產(chǎn)率也是不可取的

31、。一個好的設(shè)計(jì)應(yīng)使兩者兼顧，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，盡可能提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率。</p><p>　　(3)結(jié)構(gòu)簡單，制造費(fèi)用低</p><p>　　塔設(shè)備在能保證滿足相應(yīng)的要求的前提下，盡量采用簡單的結(jié)構(gòu)，降低設(shè)備材料、加工制作和日常維護(hù)的費(fèi)用。設(shè)備盡可能采用通用材料，特殊場合如遇到鹽酸、加氫反應(yīng)、高溫高壓等比較苛刻的條件下，也應(yīng)盡可能采用復(fù)合材料，以便降低塔設(shè)備的制造成本。</p&g

32、t;<p>　　(4)塔設(shè)備的壽命、質(zhì)量與運(yùn)行安全</p><p>　　化工設(shè)備一般要求其使用壽命在10年以上。在設(shè)計(jì)時，要能考慮選用材料的成本、設(shè)備的運(yùn)行安全、制造質(zhì)量和其一次性投資等之間的關(guān)系，不要一味追求高壽命，并應(yīng)注意塔設(shè)備在運(yùn)行使用中的安全性和操作的方便性，不能出現(xiàn)任何在操作中可能導(dǎo)致操作失誤的結(jié)構(gòu)和部件。</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用填料塔，填料塔結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)

33、能力大，分離效率高，持液量小，操作彈性大。</p><p>　　2.2 吸收劑的比選</p><p>　　當(dāng)吸收是為了制取某種溶液產(chǎn)品時，只能用某種特定的吸收劑，如由氯化氫制造鹽酸，只能用水作吸收劑。當(dāng)吸收是為了對氣體混合物作組分分離時，吸收劑的合理選擇，對吸收操作的成功與否有重大影響。優(yōu)良吸收劑的性能包括：</p><p>　　溶質(zhì)在其中有較高的溶解度，因而有較大

34、的過程推動力，并可減少吸收劑的用量；</p><p>　　②易于再生，便于循環(huán)使用；</p><p>　　③有較高的選擇性，以取得較高純度的解吸氣；</p><p>　?、懿灰讚]發(fā),以減少損耗；</p><p>　?、菡扯容^低,不易起泡，以保證兩相在塔內(nèi)接觸良好；</p><p>　　⑥化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，以免在使用過程中降

35、解變質(zhì);</p><p>　?、邇r廉易得,使用安全（無毒、不易燃燒等）。</p><p><b>　　工業(yè)上常用吸收劑</b></p><p>　　由于該處理項(xiàng)目中，要去除雜質(zhì)丙酮。丙酮在水中的溶解度比較大，而且容易獲取，價格低廉，吸收效果好。雖然丙酮易溶于有機(jī)溶劑，但有機(jī)溶劑容易揮發(fā)，造成大氣污染，成本也高。所以，在清水與有機(jī)溶劑兩者比較中，

36、本課程設(shè)計(jì)選用清水作為吸收劑。</p><p>　　2.3填料的作用以及選擇</p><p><b>　　填料的作用：</b></p><p>　　填料泛指被填充于其他物體中的物料。在化學(xué)工程中，填料指裝于填充塔內(nèi)的惰性固體物料，例如鮑爾環(huán)和拉西環(huán)等，其作用是增大氣-液的接觸面，使其相互強(qiáng)烈混合。近年來，由于填料結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，新型的高效，高負(fù)荷填

37、料的開發(fā)，不但提高了塔的通過能力以及分離效率，又保持了壓力降以及性能穩(wěn)定的特點(diǎn)，因此填料已經(jīng)被推廣到許多大型氣液操作中。</p><p><b>　　種類的選擇</b></p><p>　　填料種類的選擇要考慮分離工藝的要求，通?？紤]以下幾個方面：</p><p><b>　　①傳質(zhì)效率</b></p>&l

38、t;p>　　傳質(zhì)效率即分離效率，它有兩種表示方法：一是以理論級進(jìn)行計(jì)算的表示方法，以每個理論級當(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，以每個傳質(zhì)單元相當(dāng)?shù)奶盍蠈痈叨鹊谋硎?，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)值較低的填料。</p><p><b>　?、谕?</b></p><p>　　

39、在相同的液體負(fù)荷下，填料的泛點(diǎn)氣速愈高或氣相動能因子愈大，則通量愈大，塔的處理能力亦越大。因此，在選擇填料種類時，在保證具有較高傳質(zhì)效率的前提下，應(yīng)選擇具有較高的泛點(diǎn)氣速或氣相動能因子的填料。</p><p><b>　　③填料層的壓降</b></p><p>　　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，動力消耗越低，操作費(fèi)用愈小，選擇低壓降的填料對熱敏性

40、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ΔP/Z，另一是比較填料層單位傳質(zhì)效率的比壓降ΔP/NT。</p><p><b>　?、芴盍系牟僮餍阅?lt;/b></p><p>　　填料的操作性能主要是指操作彈性、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)生波動時維持操作穩(wěn)定，同時還應(yīng)具有一定的抗污堵、抗熱敏能力

41、，以適應(yīng)物料的變化及塔內(nèi)溫度的變化。</p><p>　　此外，所選的填料要便于安裝、拆卸和檢修</p><p>　　（3）填料規(guī)格的選擇</p><p>　　通常，散裝填料與規(guī)整填料的規(guī)格表示方法不同，選擇的方法亦不盡相同。</p><p>　?、偕⒀b填料規(guī)格的選擇</p><p>　　散裝填料的規(guī)格通常是指填料的公

42、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。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的推薦值列于表2-2。</p><p>　　塔徑與填料公稱直徑的比值D/d的推薦值

43、</p><p>　　②規(guī)整填料規(guī)格的選擇</p><p>　　工業(yè)上常用規(guī)整填料的型號和規(guī)格的表示方法有很多，國內(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。選用時應(yīng)從分離要求、通量要求、場地條件、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

44、足工藝要求，又具有經(jīng)濟(jì)合理性。</p><p>　?。?）填料材質(zhì)的選擇</p><p>　　工業(yè)上，填料的材質(zhì)分為陶瓷、金屬和塑料三大類。</p><p><b>　　①陶瓷填料</b></p><p>　　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，對強(qiáng)堿介質(zhì)，可以選用耐

45、堿配方制造的耐堿陶瓷填料。</p><p>　　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。</p><p><b>　?、诮饘偬盍?lt;/b></p><p>　　金屬填料可用多種材料制成，金屬材料的選擇主要根據(jù)物質(zhì)的腐蝕性和金屬材質(zhì)的耐腐蝕性來綜合

46、考慮。碳鋼填料造價低，且具有良好的表面潤濕性能，對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，但其造價較高；鈦材、特種合金鋼等材質(zhì)制成的填料造價極高，一般只在某些腐蝕性極強(qiáng)的物系下使用。</p><p>　　金屬填料可制成薄壁結(jié)構(gòu)（0.2～1.0 mm），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

47、沖擊強(qiáng)度下使用，工業(yè)應(yīng)用主要以金屬填料為主。</p><p><b>　?、鬯芰咸盍?lt;/b></p><p>　　塑料填料的材質(zhì)主要包括聚丙烯、聚乙烯及聚氯乙烯等，國內(nèi)一般多采用聚丙烯材料。塑料材料的耐腐蝕性能良好，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。</p><p>　　塑料填料具有質(zhì)輕、價廉、耐沖擊

48、、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)用場合需要對其表面進(jìn)行處理，以提高表面潤濕性能。</p><p><b>　　填料材質(zhì)評估表</b></p><p>　　選用填料時要注意以下幾點(diǎn)要求</p><p>　　單位體積填料的表面積要大，而且填料表面要容易被液體潤濕</p>

49、<p>　　填料的孔隙率需大，對氣體阻力小</p><p><b>　　填料單位體積價格低</b></p><p>　　填料應(yīng)該具有化學(xué)穩(wěn)定性，不被氣體或者液體所腐蝕</p><p>　　填料的重度需小，機(jī)械強(qiáng)度需大。</p><p>　　根據(jù)綜合考慮，本設(shè)計(jì)選用50mm X 50mm X1mm的拉西環(huán)鋼制

50、亂堆，其具體參數(shù)性質(zhì)如下：</p><p>　　a=110； 空隙率Y=0.95； </p><p><b>　　填料分類：</b></p><p>　　填料可分為亂堆填料和規(guī)整填料，由于該設(shè)計(jì)處理量不大，造價要經(jīng)濟(jì)，因此運(yùn)用亂堆填料。</p><p>　　2.4 操作參數(shù)的選擇</p><p

51、><b>　　操作溫度的選擇</b></p><p>　　對于物理吸收而言,降低操作溫度,對吸收有利。但低于環(huán)境溫度的操作溫度因其要消耗大量的制冷動力而一般是不可取的,所以一般情況下,取常溫吸收較為有利。對于特殊條件的吸收操作必須采用低于環(huán)境的溫度操作。對于化學(xué)吸收,操作溫度應(yīng)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的性質(zhì)而定,既要考慮溫度對化學(xué)反應(yīng)速度常數(shù)的影響,也要考慮對化學(xué)平衡的影響,使吸收反應(yīng)具有適宜的反

52、應(yīng)速度。對于再生操作,較高的操作溫度可以降低溶質(zhì)的溶解度,因而有利于吸收劑的再生。</p><p><b>　　操作壓力的選擇</b></p><p>　　對于物理吸收,加壓操作一方面有利于提高吸收過程的傳質(zhì)推動力而提高過程的傳質(zhì)速率,另一方面,也可以減小氣體的體積流率,減小吸收塔徑。所以操作十分有利。但工程上,專門為吸收操作而為氣體加壓,從過程的經(jīng)濟(jì)性角度看是不合理

53、的,因而若在前一道工序的壓力參數(shù)下可以進(jìn)行吸收操作的情況下,一般是以前道工序的壓力作為吸收單元的操作壓力。對于化學(xué)吸收,若過程由質(zhì)量傳遞過程控制,則提高操作壓力有利,若為化學(xué)反應(yīng)過程控制,則操作壓力對過程的影響不大,可以完全根據(jù)前后工序的壓力參數(shù)確定吸收操作壓力,但加大吸收壓力依然可以減小氣相的體積流率,對減小塔徑仍然是有利的。對于減壓再生(閃蒸)操作,其操作壓力應(yīng)以吸收劑的再生要求而定,逐次或一次從吸收壓力減至再生操作壓力,逐次閃蒸的

54、再生效果一般要優(yōu)于一次閃蒸效果。</p><p><b>　　2.5 流向選擇</b></p><p>　　在兩相進(jìn)出口摩爾分?jǐn)?shù)相同情況下， 逆流時的對數(shù)平均推動力必大于并流，因此就吸收過程本身而言，逆流優(yōu)于并流。但是，就吸收設(shè)備而言，逆流操作時流體的下流容易受到上升氣體的作用力。這種曳力過大時會妨礙液體順利流下，因而限制了吸收塔所允許的流體流率以及氣體流率，這是逆流

55、的缺點(diǎn)。在特殊情況下，例如相平衡線斜率極小時，逆流并無大優(yōu)點(diǎn)，才考慮用并流。</p><p>　　為使過程具有最大的推動力，一般吸收操作采用逆流吸收，本次課程設(shè)計(jì)采用了逆流吸收操作。</p><p>　　2.6吸收劑再生方法的選擇</p><p>　　依據(jù)所用的吸收劑的不同可以采用不同的再生方法，工業(yè)上常用的吸收劑再生方法主要有減壓再生，加熱再生及氣提再生等。<

56、;/p><p>　　(1)減壓再生（閃蒸）</p><p>　　吸收劑的減壓再生是最簡單的吸收劑再生方法之一。在吸收塔內(nèi)，吸收了大量溶質(zhì)后的吸收劑進(jìn)入再生塔并減壓，使得溶于吸收劑中的溶質(zhì)得以再生。該方法最適用于加壓吸收，而且吸收后的后續(xù)工藝處于常壓或較低壓力的條件，如吸收操作處于常壓條件下進(jìn)行，若采用減壓再生，那么解吸操作需在真空條件下進(jìn)行，則過程可能不夠經(jīng)濟(jì)。</p><

57、p><b>　　(2)加熱再生</b></p><p>　　加熱再生也是吸收劑再生最常用的方法。吸收了大量溶質(zhì)后的吸收劑進(jìn)入再生塔內(nèi)并加熱使其升溫，溶入吸收劑中的溶質(zhì)得以解吸。由于再生溫度必須高于解吸溫度，因而，該方法最適用于常溫吸收或在接近于于常溫的吸收操作，否則，若吸收溫度較高，則再生溫度必然更高，從而，需要消耗更高的能量。一般采用水蒸汽作為加熱介質(zhì)，加熱方法可以依據(jù)具體情況采用直

58、接蒸汽加熱或采用間接蒸汽加熱。</p><p><b>　　(3)氣提再生</b></p><p>　　氣提再生是在再生塔的底部通入惰性氣體，使吸收劑表面溶質(zhì)的分壓降低，使吸收劑得以再生。常用氣提氣體是空氣和水蒸氣。</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用加熱再生的方法再生吸收劑。</p><p>　　2.7操作參數(shù)的選擇<

59、;/p><p><b>　　操作溫度的選擇</b></p><p>　　對于物理吸收而言,降低操作溫度,對吸收有利。但低于環(huán)境溫度的操作溫度因其要消耗大量的制冷動力而一般是不可取的,所以一般情況下,取常溫吸收較為有利。對于特殊條件的吸收操作必須采用低于環(huán)境的溫度操作。對于化學(xué)吸收,操作溫度應(yīng)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的性質(zhì)而定,既要考慮溫度對化學(xué)反應(yīng)速度常數(shù)的影響,也要考慮對化學(xué)平衡的

60、影響,使吸收反應(yīng)具有適宜的反應(yīng)速度。對于再生操作,較高的操作溫度可以降低溶質(zhì)的溶解度,因而有利于吸收劑的再生。</p><p><b>　　操作壓力的選擇</b></p><p>　　對于物理吸收,加壓操作一方面有利于提高吸收過程的傳質(zhì)推動力而提高過程的傳質(zhì)速率,另一方面,也可以減小氣體的體積流率,減小吸收塔徑。所以操作十分有利。但工程上,專門為吸收操作而為氣體加壓,

61、從過程的經(jīng)濟(jì)性角度看是不合理的,因而若在前一道工序的壓力參數(shù)下可以進(jìn)行吸收操作的情況下,一般是以前道工序的壓力作為吸收單元的操作壓力。對于化學(xué)吸收,若過程由質(zhì)量傳遞過程控制,則提高操作壓力有利,若為化學(xué)反應(yīng)過程控制,則操作壓力對過程的影響不大,可以完全根據(jù)前后工序的壓力參數(shù)確定吸收操作壓力,但加大吸收壓力依然可以減小氣相的體積流率,對減小塔徑仍然是有利的。對于減壓再生(閃蒸)操作,其操作壓力應(yīng)以吸收劑的再生要求而定,逐次或一次從吸收壓力

62、減至再生操作壓力,逐次閃蒸的再生效果一般要優(yōu)于一次閃蒸效果。</p><p>　　第3章 吸收塔的工藝計(jì)算</p><p><b>　　3.1基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)</b></p><p>　　3.1.1 氣液相物性數(shù)據(jù)</p><p>　　對于空氣中含有較少丙酮?dú)怏w的低濃度吸收過程，溶液的物性數(shù)據(jù)可近似取純水的物性數(shù)據(jù)。由手冊

63、查得25℃時水的有關(guān)物性數(shù)據(jù)如下：</p><p><b>　　密度：</b></p><p><b>　　粘度： </b></p><p><b>　　表面張力：</b></p><p><b>　　對于水，Ψ=1</b></p><

64、p><b>　　擴(kuò)散系數(shù)：</b></p><p>　　35℃時氣體的有關(guān)物性數(shù)據(jù)如下：</p><p><b>　　粘度 </b></p><p><b>　　擴(kuò)散系數(shù) </b></p><p>　　水的飽和水蒸氣壓強(qiáng)：5623.4 pa</p><

65、;p><b>　　3.1.2物料計(jì)算</b></p><p>　　近似取塔平均操作壓強(qiáng)為101.3kpa，因此：</p><p><b>　　進(jìn)塔氣流量：</b></p><p>　　質(zhì)量流量 =237.42x29=6885.18kg/h</p><p>　　混合氣體中丙酮的量 </p

66、><p>　　=6000x50x=300kg/h</p><p><b>　　混合氣塔摩爾組成 </b></p><p>　　若將空氣和水蒸氣視為惰性氣體，則</p><p><b>　　氣液平衡關(guān)系</b></p><p>　　當(dāng)x＜0.1，t＝15~45℃時，丙酮溶于水其亨利

67、常數(shù)E可用下式計(jì)算：    1gE＝9.171一[2040／(t十273)] </p><p>　　液相溫度 t = 25℃時 E=211.54 kPa</p><p>　　該系統(tǒng)的相平衡關(guān)系可以表示為</p><p><b>　　吸收劑用量</b></p><p>　　在混合氣體中進(jìn)出口組成=0

68、.022，。</p><p>　　當(dāng)=0.022時，，。</p><p><b>　　最小液氣比</b></p><p><b>　　實(shí)際氣液比</b></p><p>　　R=1.5x=3.105</p><p><b>　　所以:</b></p

69、><p>　　液體流量： L=3.105 x 237.42=737.19 kmol/h</p><p>　　質(zhì)量流量：=737.19 x 18=13269.42kg/h</p><p><b>　　3.2 塔徑計(jì)算</b></p><p><b>　　泛點(diǎn)氣速計(jì)算</b></p><

70、;p>　　查圖得縱坐標(biāo)為0.17</p><p><b>　　=0.17</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)運(yùn)用50mm X 50mm X 1mm的拉西環(huán)鋼制亂堆，填料因子Φ=175</p><p><b>　　因此代入公式得</b></p><p>　　因此液泛氣速=2.90m/s</

71、p><p><b>　　2． 操作氣速確定</b></p><p>　　u=0.7=2.03m/s</p><p><b>　　3． 核算徑比</b></p><p>　　D/=1000/50=20,徑比在合理范圍內(nèi)，因此滿足拉西環(huán)徑比要求</p><p><b>　　

72、4． 塔徑計(jì)算</b></p><p><b>　　D=</b></p><p>　　取整圓塔徑為1000mm</p><p><b>　　5． 核算操作氣速</b></p><p><b>　　u=</b></p><p>　　因此改塔徑滿

73、足要求。</p><p>　　6. 噴淋密度校核</p><p>　　填料的最小潤濕速率(MWR)為0.08 ／(m?h)</p><p>　　最小噴淋密度 ＝=0.08×110＝8．80／(m?h)</p><p>　　操作值密度 =16.96/</p><p>　　因?yàn)椴僮髦得芏却笥谧钚娏苊芏龋?/p>

74、符合要求。D=1000mm合理</p><p>　　7. 單位填料程壓降（）的校核</p><p>　　已知空塔v=2.03m/s</p><p><b>　　則縱坐標(biāo)為： </b></p><p>　　橫坐標(biāo)為0.065，縱坐標(biāo)為0.083，查表得=1000pa,由于1000pa在填料范圍內(nèi)，故滿足要求。</

75、p><p>　　3.3 填料層高度確定</p><p>　　3.3.1. 傳質(zhì)單元數(shù)計(jì)算</p><p><b>　　根據(jù)物料守恒， </b></p><p><b>　　得</b></p><p>　　由=0.007,可得</p><p><b&

76、gt;　　過程平均推動力：</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　3.3.2 傳質(zhì)單元高度計(jì)算</p><p>　　50×50×1的鋼制拉西環(huán)比表面a=110；空隙率Y=0.95；臨界表面張力=75 mN/m</p><p><b>　　1. 求&

77、lt;/b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　2. 求</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=<

78、;/b></p><p><b>　　3. 求</b></p><p><b>　　c=5.23</b></p><p>　　=()=140.82</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=1.31x10<

79、;/b></p><p>　　4. 傳質(zhì)單元高度的計(jì)算</p><p><b>　　C=</b></p><p>　　3.3.3填料層高度的計(jì)算</p><p><b>　　填料塔高度： </b></p><p>　　取安全系數(shù)1.2 則 Z=1.2H=15.47m&l

80、t;/p><p>　　因此取填料塔高度15.6m，因?yàn)槊慷胃叨炔坏?gt;6m，因此，分三段每段5.2m</p><p>　　第四章 塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　4.1筒體的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　在壓力不是太高，筒體有鋼板卷焊而成和取自大口無縫鋼管的兩種，直徑較大的一般用鋼卷制，其內(nèi)徑必須符合公稱

81、直徑的數(shù)值，并且均為整數(shù)。直徑較小的筒體，為方便計(jì)算，可選用適當(dāng)?shù)臒o縫鋼管。由于鋼管內(nèi)徑會因不同厚度規(guī)格而變化，所以取外徑為筒體的公稱直徑。</p><p><b>　　D=1000mm </b></p><p>　　取塔壁厚d=3mm+2mm=5mm,</p><p>　　3mm-----塔壁必須保證的基本厚度</p><

82、p>　　2mm-----塔壁的腐蝕裕量</p><p>　　塔外徑 Do=1000+52=1010mm</p><p>　　因此本設(shè)備塔外徑為Φ 19205mm.</p><p><b>　　4.2封頭設(shè)計(jì)</b></p><p>　　化工上常用的封頭形式有半球形，橢圓形，無折邊球形，錐形以及平板蓋。</p&

83、gt;<p>　　因本次設(shè)計(jì)中所涉及的塔頂壓力不大，因此可以選擇結(jié)構(gòu)較為簡單的平定蓋上封頭。平板蓋封頭的幾何形狀包括原型，橢圓形，長圓形以及方形等幾種。</p><p>　　平板封頭的厚度計(jì)算是以薄板理論為基礎(chǔ)，因塔頂上封口處有氣體出料管，塔底要承載液體，因此選擇橢圓形封頭</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的長短軸之比為2，型號以及尺寸按JB1153-73規(guī)定，長軸即為筒體

84、的直徑，短軸即為長軸一半。</p><p>　　封頭內(nèi)徑D=1000mm</p><p>　　外徑Do=1010mm</p><p>　　封頭曲面高度 h1=250mm</p><p>　　封頭直邊高度 h2=50mm</p><p><b>　　4.3除沫器設(shè)計(jì) </b></p>

85、<p>　　在空塔氣速較大，塔頂濺液現(xiàn)象嚴(yán)重，以及工藝過程不允許出塔夾帶霧滴情況下，需要設(shè)置除沫器，從而減少液體的夾帶損失，確保氣體的純度，保證后續(xù)設(shè)備的正常操作。</p><p>　　這次選用絲網(wǎng)除沫器。絲網(wǎng)除沫器具有比表面積大，重量輕，孔隙率大以及使用方便等優(yōu)點(diǎn)，尤其是它具有除沫效率高，壓力較小的特點(diǎn)，從而是使用最廣泛的除沫裝置。</p><p>　　絲網(wǎng)除沫器使用于清潔氣體

86、，不宜用在液滴中含有或易析出固體物質(zhì)的場合，以免液體蒸發(fā)后留下固體堵塞絲網(wǎng)，當(dāng)霧沫中含有少量懸浮物時，應(yīng)該經(jīng)常沖洗。</p><p>　　絲網(wǎng)除沫器常用的設(shè)計(jì)氣速1~3m/s。對于金屬絲網(wǎng)，當(dāng)絲網(wǎng)直徑為0.076~0.4mm時，網(wǎng)層密度為48~530kg/m3時，在適宜氣速下，絲網(wǎng)層的續(xù)液厚度約25-50mm,取網(wǎng)層厚度為100-150mm，就能把氣體中絕大部分霧滴分離下來。除沫要求嚴(yán)格時，可以取厚些或者采用兩段

87、絲網(wǎng)。當(dāng)合成纖維直徑為0.005-0.03mm時，制成的網(wǎng)應(yīng)壓緊到密度為110-160kg/m3.網(wǎng)層厚度一般為50mm。</p><p><b>　　直徑計(jì)算 </b></p><p>　　4.4液體進(jìn)料管的設(shè)計(jì)</p><p>　　取液體進(jìn)料管允許液體流速u=2.5m/s</p><p>　　根據(jù)管道標(biāo)準(zhǔn)選擇Dg=

88、50mm, 壁厚取5mm 外徑Φ 502.5mm</p><p>　　4.5液體出料管的設(shè)計(jì)</p><p>　　液體出料管位于塔底承受一定壓力，用焊接鋼管</p><p>　　取液體出料管U=4.5m/s,則：</p><p><b>　　取D=40mm</b></p><p>　　4.6 氣

89、體進(jìn)料管的設(shè)計(jì)</p><p>　　為避免氣體淹沒通道，使氣體沿塔截面分布均勻，防止破碎填料進(jìn)入氣體進(jìn)料管，因此選用側(cè)面擋板式進(jìn)氣，選用普通的無縫鋼管。</p><p>　　進(jìn)氣管直徑計(jì)算如下：</p><p>　　實(shí)際氣速在10-20m/s，取u=15m/s</p><p><b>　　.</b></p>

90、<p><b>　　取400mm</b></p><p>　　4.7 氣體出料管的設(shè)計(jì)</p><p>　　氣體出料管位于填料塔頂，采用GBB163-87，管子規(guī)格為DN10-500mm</p><p>　　4.8 填料支撐板設(shè)計(jì)</p><p>　　填料層底部的支撐板在設(shè)計(jì)中往往容易被忽略，因此造成阻力過大

91、，容易導(dǎo)致液泛等問題，特別是孔板式支撐板這個缺點(diǎn)比較突出，從化工要求來說，支撐板應(yīng)該滿足二個基本條件：</p><p>　　自由截面不小于填料的孔隙率</p><p>　　其強(qiáng)度足以支撐上面填料的重量，用堅(jiān)扁鋼組成的柵板，通過常能滿足這一要求。扁鋼條之間的距離宜為填料外徑的0.6-0.8倍左右。在直徑較大的塔中，也可以用較大的間距，上面再放一層十字隔板式陶瓷。然后再在上面堆放拉西環(huán)。<

92、;/p><p>　　當(dāng)用柵板結(jié)構(gòu)不能滿足上述兩個基本條件時，可以采用升氣管式支撐板，氣相從氣管的齒縫走，而液相由小孔及部分由齒縫的底部溢流下去，當(dāng)有足夠的齒縫面積時，這種結(jié)構(gòu)甚至可以達(dá)到超過100%的氣相自有率。</p><p>　　本塔采用分塊多梁式支撐板。</p><p>　　外徑D1=988mm，分塊數(shù)3塊，高125mm。</p><p>

93、<b>　　4.9 填料壓板</b></p><p>　　對防止填料層在氣體壓力差和符合波動引起的沖擊作用下發(fā)生的膨脹，對任何填料塔都必須安裝填料壓板或床層限制板。</p><p>　　填料壓板：使用于固定陶瓷填料層，憑自身的重量限制填料松動，無需固定于塔壁。其關(guān)鍵的壓強(qiáng)唱設(shè)計(jì)為1100pa左右。此外自由界面率不應(yīng)少于70%，以減少阻力，其形式分為柵條壓板式和絲網(wǎng)壓板

94、等。</p><p>　　本塔采用分柵條壓板 直徑為980mm</p><p><b>　　4.10體分布裝置</b></p><p>　　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。</p><p>　　管式分布器由不同結(jié)構(gòu)形式的開孔管制成。其突出的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，供

95、氣體流過的自由截面大，阻力小。但小孔易堵塞，操作彈性一般較小。管式液體分布器多用于中等以下液體負(fù)荷的填料塔中。在減壓精餾及絲網(wǎng)波紋填料塔中，由于液體負(fù)荷較小，設(shè)計(jì)中通常用管式液體分布器。</p><p>　　性能優(yōu)良的液體分布器設(shè)計(jì)時必須滿足以下幾點(diǎn)：</p><p>　?。?）液體分布均勻 評價液體分布均勻的標(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。</

96、p><p>　?。?）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2—4，對于液體負(fù)荷變化很大的工藝過程，有時要求操作彈性達(dá)到10以上，此時，分布器必須特殊設(shè)計(jì)。</p><p>　　(3)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的比值。根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，性能優(yōu)良的液俸分布器，其自由截面積為50%。70qo。設(shè)計(jì)中，

97、自由截面積最小應(yīng)在35%以上。</p><p>　　(4)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。</p><p>　　本塔采用排管式分布器。</p><p>　　主管直徑50mm，支管排數(shù)7mm，排管外緣直徑1140mm</p><p><b>　　4.11 再分布器</b></p&g

98、t;<p>　　前已述及，為減小壁流現(xiàn)象，當(dāng)填料層較高時需進(jìn)行分段，故需設(shè)置液體收集及再分布裝置。最簡單的液體再分布裝置為截錐式再分布器。截錐式再分布器結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，但它只起到將壁流向中心匯集的作用，無液體再分布的功能，一般用于直徑小于0.6 m的塔中。</p><p>　　在通常情況下，一般將液體收集器及液體分布器同時使用，構(gòu)成液體收集及再分布裝置。液體收集器的作用是將上層填料流下的液體收集

99、，然后送至液體分布器進(jìn)行液體再分布。常用的液體收集器為斜板式液體收集器。</p><p>　　本設(shè)計(jì)塔用多孔盤式再分布器</p><p>　　分布盤外徑D1=985mm, 升氣管數(shù)=6</p><p>　　4.12氣體入塔分布器</p><p>　　氣體入塔的均勻分布對大塔十分重要。對分布器的要求是：壓降盡可能小，分布均勻。</p>

100、;<p>　　D≤500mm小塔多采用進(jìn)氣管分布，可使進(jìn)氣管伸到塔的中心線位置，管的末端切成45°向下的斜口，或向下開缺口，使氣流折轉(zhuǎn)而上。較低的入口氣速有利于氣體在塔內(nèi)的分布，適宜的管內(nèi)氣速為10—18m/s。</p><p>　　對D＜1.5m進(jìn)氣管末端制成向下彎的喇叭形擴(kuò)大口，或制成多環(huán)管式分布器。對于D＞3.0m以上的大塔，在氣體進(jìn)口管上方需設(shè)置氣體“整流”分布器。對于壓力降小于的

101、散堆金屬塔填料、規(guī)整波紋填料塔尤因注意入塔氣體的均布問題。</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用將進(jìn)氣管末端制成向下玩的喇叭形擴(kuò)大口。</p><p><b>　　4.13法蘭的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　法蘭連接由一對法蘭，若干個螺母和一個墊片組成。當(dāng)設(shè)備或者管道工作時，介質(zhì)內(nèi)壓有將法蘭分開，并降低密封面以及墊片間壓力的趨勢。為此，設(shè)備或管道

102、在開工操作前，螺母就需擰緊到給墊片以一個適當(dāng)?shù)念A(yù)緊力。顯然，這個預(yù)緊力與墊片的材料有關(guān)。而且與墊片的寬度有關(guān)，墊片越寬，所需的預(yù)緊力越大</p><p>　　本設(shè)計(jì)平焊法蘭HG5010-58。</p><p><b>　　4.14手孔的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　手孔最簡單的結(jié)構(gòu)形式是在接管上安裝一塊盲板，這種結(jié)構(gòu)用于常壓和低壓，以及不需

103、要經(jīng)常打開的場合，回轉(zhuǎn)蓋快開手孔，采用鉸鏈螺栓緊固和回轉(zhuǎn)蓋結(jié)構(gòu)，使開啟較為方便。因此，用于要求經(jīng)常開啟的低壓設(shè)備。需要快速啟閉的手孔，應(yīng)設(shè)置快速壓緊裝置。常壓快開手孔采用卡板和球形手柄將手孔壓緊。這種結(jié)構(gòu)啟閉迅速，但壓緊時密封不好，只能用在常壓操作的設(shè)備。旋柄快開手孔只需轉(zhuǎn)動手柄就可以將蓋子和法蘭上緊。手里較常壓快開手孔均勻，可用在低壓操作的設(shè)備 。操作壓力在2.5Mpa以上時，應(yīng)采用對焊法蘭手孔。</p><p&g

104、t;　　手孔的直徑應(yīng)使工人戴手套并握有工具的手能順利通過。手孔的直徑不宜小于150mm，一般為Dg150mm、Dg250mm。本設(shè)計(jì)手孔采用Φ250×6mm。</p><p>　　4.15吸收塔支座的設(shè)計(jì)</p><p>　　懸掛式制作亦稱耳式支座，是立式容器中用的極為廣泛的一種，尤其是中小型設(shè)備。它通常是用數(shù)塊鋼板焊接而成的，也可以用從鋼板上切下一條直線彎成，耳式支座通常由底板

105、以及肋板組成，底板的作用是與基礎(chǔ)接觸并連接，肋板的作用是增加支座的剛性，使作用在容器上的外力通過底板傳遞到支撐梁上。支座的肋骨不應(yīng)有尖角。國外常用一種具有橫向板的耳式支座，此種支座橫向板均需用連接焊縫，堅(jiān)持肋板與殼體由支座集中載荷所產(chǎn)生的應(yīng)力狀態(tài)。</p><p>　　每臺設(shè)備一般配置兩個或四個支座，必要時也可以多一些。但在安裝的時候不容易保證每個支耳在同一平面上，也就不能保證每個耳座受力均勻。焊接在每個支座上的

106、肋板數(shù)目是根據(jù)作用在支座上載荷大小決定的。小水箱和輕型設(shè)備的支座可用角鋼做成。JB1165-80懸掛式支座上，是采用具有兩塊肋板和一些底板做成的焊接結(jié)構(gòu)。</p><p>　　本塔采用裙式支座，采用圓筒形。</p><p>　　入孔直徑 750mm</p><p>　　入孔高度 600mm</p><p>　　支座高度 1500mm&l

107、t;/p><p><b>　　4.16泵的選擇</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)采用清水泵，清水泵是應(yīng)用最廣的離心泵。在化工生產(chǎn)中用來輸送各種工業(yè)用水以及物理、化學(xué)性質(zhì)類似于水的其他液體，采用GB80-65-125。</p><p>　　4.17 吸收塔高度的計(jì)算</p><p>　　取塔頂空間Hd=1.5m，取塔底空間

108、Hf=1.5m H塔=Z+Hd+Hf=18.6m</p><p>　　上述計(jì)算不包括封頭，裙座及填料層間高度，下封頭高300mm，裙座高1500mm,填料層間高800mm。故最終設(shè)備高度為22000mm。</p><p><b>　　填料吸收塔主要尺寸</b></p><p>　　填料層高度： 15600mm<

109、;/p><p>　　塔徑： 1000mm</p><p>　　板壓降： △P=1kPa/m</p><p>　　出料管留在塔外的部分： 300mm</p><p>　　除沫器距塔頂?shù)木嚯x： 400mm</p><p>　　手孔中

110、線距填料層底部距離： 400mm</p><p>　　進(jìn)氣管中心線距塔底距離： 500mm</p><p>　　整塔高度： 22000mm</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)心得</b></p><p>　　兩周的課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，在這次的課程設(shè)計(jì)中不僅檢驗(yàn)了我所學(xué)習(xí)的知識，也培養(yǎng)了我

111、如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在設(shè)計(jì)過程中，與同學(xué)分工設(shè)計(jì)，和同學(xué)們相互探討，相互學(xué)習(xí)，相互監(jiān)督。學(xué)會了合作，學(xué)會了運(yùn)籌帷幄，學(xué)會了寬容，學(xué)會了理解，也學(xué)會了做人與處世。</p><p>　　過而能改，善莫大焉。在課程設(shè)計(jì)過程中，我們不斷發(fā)現(xiàn)錯誤，不斷改正，不斷領(lǐng)悟，不斷獲取。最終的檢測調(diào)試環(huán)節(jié)，本身就是在踐行“過而能改，善莫大焉”的知行觀。這次課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，在設(shè)計(jì)中遇到了很

112、多問題，最后在老師的指導(dǎo)下，終于游逆而解。在今后社會的發(fā)展和學(xué)習(xí)實(shí)踐過程中，一定要不懈努力，不能遇到問題就想到要退縮，一定要不厭其煩的發(fā)現(xiàn)問題所在，然后一一進(jìn)行解決，只有這樣，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荊斬棘，而不是知難而退，那樣永遠(yuǎn)不可能收獲成功，收獲喜悅，也永遠(yuǎn)不可能得到社會及他人對你的認(rèn)可！</p><p>　　課程設(shè)計(jì)給我很多專業(yè)知識以及專業(yè)技能上的提升，給了我許多道，給了我很多思，給了

113、我莫大的空間。同時，設(shè)計(jì)讓我感觸很深。使我對抽象的理論有了具體的認(rèn)識。通過這次課程設(shè)計(jì)使我充分理解到化工原理課程的重要性和實(shí)用性，更特別是對精餾原理及其操作各方面的了解和設(shè)計(jì)，對實(shí)際單元操作設(shè)計(jì)中所涉及的各個方面要注意問題都有所了解。通過這次對精餾塔的設(shè)計(jì)，不僅讓我將所學(xué)的知識應(yīng)用到實(shí)際中，而且對知識也是一種鞏固和提升充實(shí)</p><p>　　在此感謝我們的**老師.，老師嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)

114、習(xí)中的榜樣；老師循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪；這次課程設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)和每個數(shù)據(jù)，都離不開老師您的細(xì)心指導(dǎo)。而您開朗的個性和寬容的態(tài)度，幫助我能夠很順利的完成了這次課程設(shè)計(jì)。</p><p>　　同時感謝同組的同學(xué)們，謝謝你們對我的幫助和支持，讓我感受到同學(xué)的友誼。 </p><p>　　由于本人的設(shè)計(jì)能力有限，在設(shè)計(jì)過程中難免出現(xiàn)錯誤，懇請老師們多多指教,我十分樂意接受

115、你們的批評與指正，本人將萬分感謝。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　陳敏恒 叢德滋等編. 化工原理（下冊）第三版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.5</p><p>　　大連理工大學(xué)化工原理教研室編. 化工原理課程設(shè)計(jì).大連：大連理工大學(xué)出版社，1994.7</p><p>　　3. 匡

116、國柱 史啟才主編. 化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計(jì).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001.10</p><p>　　4. 涂偉萍 陳佩珍 程達(dá)芬編. 化工過程及設(shè)備設(shè)計(jì).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000.6</p><p>　　5. 唐倫成等編. 化工原理簡明教程.哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)出版社，2005</p><p>　　6. 路秀林 王者相. 塔設(shè)備. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版

117、社, 2004</p><p>　　7. 付家新 王為國 肖穩(wěn)發(fā). 化工原理課程設(shè)計(jì): 典型化工單元操作設(shè)備設(shè)計(jì). 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2010</p><p>　　8. 劉乃鴻. 工業(yè)塔規(guī)整填料應(yīng)用手冊.天津：天津大學(xué)出版社，1993</p><p>　　9. 化工手冊·上卷</p><p>　　10.譚天恩.麥本熙.化工原

118、理(下冊).化學(xué)工業(yè)出版社出版</p><p>　　11.化工工藝設(shè)計(jì)手冊（第三版），上冊[2-688]</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　在本設(shè)計(jì)完成之際，我要向所有幫助過我的老師、同學(xué)表示衷心的感謝！ 我要特別感謝我的指導(dǎo)老師張莉老師的熱情關(guān)懷和悉心指導(dǎo)。感謝她在百忙中抽出時間帶我們課程設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中給我

119、們提出指導(dǎo)。感謝她對我們的嚴(yán)格要求，正是在在張莉老師的嚴(yán)格要求下，我更加嚴(yán)格要求自己把此次課程設(shè)計(jì)的每個細(xì)節(jié)都做好。感謝她提出的意見和建議，讓我意識到做設(shè)計(jì)不僅要頭老靈活，在別人的基礎(chǔ)上取其精華，去其糟粕，還要有創(chuàng)新精神，要加入自己的想法在里面。 </p><p>　　感謝所有支持和幫助過我的良師益友。他們?yōu)槲壹皶r完成設(shè)計(jì)提供了許多支持和幫助，才使得此設(shè)計(jì)得以按期保質(zhì)的完成。在設(shè)計(jì)過程中，得到了許多同學(xué)的寶