填料塔课程设计

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1、填料塔课程设计目录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、J•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)-1-1.刖目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

2、，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，在填料表谢上，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人，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

3、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血，使传质效率降低；不能直接用于冇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

4、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。-2-规整填料是按一定的几何构形排列，整齐堆砌的填料。规整填料种类很多，根据其几何结构可分为格栅填料、波纹填料、脉冲填料等。根据设计的费用和分离耍求来考虑，本设计采用散装填料。1.3填料的几何特性填料的几何特性数据主要包括比表面积、空隙率、填料因子等，是评价填料性能的基本参数。1.4填料的性能评价填料性能的优劣通常根据效率、通量及压降三要素衡量。在相同的操作条件下，填料的比表衙积越大，气液分布越均匀，表谢的润湿性能越好，则传质效率越高；填料的空隙率越大，结构越开敞，则通量越大，压降亦越低填料塔的流体力学性能1.

5、5填料塔的流体力学性能主要包括填料层的持液量、填料层的压降、液泛、填料表妞的润湿及返混等。1.6填料的选择填料的选择包括填料种类的选择、填料规格的选择（散装填料规格的选择、规整填料规格的选择）、填料材质的选择等，所选填料既要满足生产工艺的要求，又要使设备投资和操作费用最低。在填料的选择中，我选用DN50填料。因为设计任务的年产量比较小，塔径为800mm,不适合用尺寸大的填料。而在同类填料屮，尺寸越小的，分离效率越高，但它的阻力将增加，通量减小，填料费用也增加很多。而DN50填料正处于两者之间。是理想的填料类型。1.7填料塔的内件填料塔的内件主要有填料支承装置、填料压紧装置、液体分布装

6、置、液体收集再分布装置等。合理地选择和设计塔内件，对保证填料塔的正常操作及优良的传质性能十分重要-3-2.设计任务?原料气组成：丙酮一空气双组分混合气体丙酮含量14.0%（体积％）?处理量：1.3X107〜4.1X107Nm3/a（标准体积流量）年吸收能力1.2X107m3，年开工3600小时?操作条件：连续常压操作（t=20-30°C）?尾气要求：出塔气体中丙酮含量不大于原料气中丙酮含量的0.5%.?吸收剂：清水3.设计方案的说明用水吸收丙酮溶解的吸收过程，为提高传质效率，选用逆流吸收流程，因用水作为吸收剂，且丙酮不作为产品，故采用纯溶剂。对于水吸收的丙酮过程，操作温度及操作压力较

7、低，故此用塑料阶梯环DN50填料。4.基础物性数据4.1液相物性数据20oC时水的有关物性数据如下：密度为？粘度为？?998.2kg/m?0.001Pa.s?3.6kg/(m.h)32表面张力为?L?72.6dyn/cm?940896kg/h?9丙酮在水中的扩散系数为DL?1.3?10m2/s?4.68?10?6m2/h4.2气相物性数据混合气体的平均摩尔质量为MVm??yiMi?0.14?58.08?0.86?29?33.0712kg/kmol混合气体的