水吸收氨过程填料吸收塔的设计.docx

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1、华吐电力大学题目：水吸收氨过程填料吸收塔的设计班级：应化1102姓名：学号：201105020226第一章前言1、设计任务设计一座填料吸收塔，用于脱除混于空气中的氨气。混合气体的处理量为1000m3h,其中含氨5乐要求塔顶排放气体中含氨低于0.02%。采用清水进行吸收，吸收剂的用量为最小量的L5倍。2、操作条件a）操作压力常压b）操作温度20填料类型和规格均自选3、工作日每年300天，每天24小时连续运行4、厂址华北地区第二章设计方案确实定2.1 装置流程确实定本次设计采用逆流操作：气相自塔底进入由塔顶排出，液相自塔顶进入由塔底排出，即逆流操作。逆流操作的特点是：传质平均推动力大，传质速率快，

2、别离效率高，吸收剂利用率高。工业生产中多采用逆流操作。2.2 吸收剂的选择吸收剂又叫溶剂，吸收过程是依靠气体在吸收剂中的溶解来实现的，因此，选择良好的吸收剂是吸收过程的重要一环。选择吸收剂的根本要求：1 .吸收剂应具有较大溶解度，以提高吸收速率减少吸收剂用量，降低输送与再生的能耗。2 .选择性好，吸收剂对混合气体的溶质要有良好的吸收能力，而对其它组分不吸收或吸收甚微。以提高吸收速率，减小吸收剂用量。3 .操作温度下吸收剂的蒸汽压要低，以为离开吸收设备的气体往往被吸收剂所饱和，吸收剂的挥发度愈大，那么在吸收和再生过程中吸收剂损失愈大。4 .粘度要低，以利于传质与输送；有利于气液接触，提高吸收速率

3、5 .具有较好的化学稳定性及热稳定性，以减少吸收剂的降解和变质，尤其在使用化学吸收剂时。6 .其它，所选用的吸收剂还应满足无毒性，无腐蚀性，不易燃易爆，不发泡，冰点低,廉价易得以及化学性质稳定等要求。因为用水做吸收剂，故采用纯溶剂。2.3填料的选择1 .3.1填料层填料塔内充以某种特定形状的固体填料以构成填料层。填料层是塔实现气、液接触的主要部位。填料的主要作用是：填料层内空隙体积所占比例很大，填料间隙形成不规那么的弯曲通道，气体通过时可到达很高的湍动程度；单位体积填料层内提供很大的固体外表，液体分布于填料外表呈膜状流下，增大了气、液之间的接触面积。填料的选择包括确定填料的种类、规格及材质等

4、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。2 .3.2填料种类的选择填料的选择包括确定填料的种类、规格及材质等。所选择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较低。填料种类的选择要考虑别离工艺的要求，通常考虑以下几个方面：(1)传质效率要高一般而言，规整填料的传质效率高于散装填料(2)通量要大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(3)填料层的压降要低(4)填料抗污堵性能强，拆装、检修方便2. 3.3填料规格的选择填料规格是指填料的公称尺寸或比外表积。(1)散装填料规格的选择工业塔常用的散装填料主要有DNI6、DN25、DN

5、38、DN50、DN76等几种规格。同类填料，尺寸越小，别离效率越高，但阻力增加，通量减少，填料费用也增加很多。而大尺寸的填料应用于小直径塔中，又会产生液体分布不良及严重的壁流,使塔的别离效率降低。因此，对塔径与填料尺寸的比值要有一规定，一般塔径与填料公称直径的比值D/d应大于8。(2)规整填料规格的选择工业上常用规整填料的型号和规格的表示方法很多，国内习惯用比外表积表示，主要有125、150、250、350、500、700等几种规格，同种类型的规整填料，其比外表积越大，传质效率越高，但阻力增加，通量减少，填料费用也明显增加。选用时应从别离要求、通量要求、场地条件、物料性质及设备投资、操作费用

6、等方面综合考虑，使所选填料既能满足技术要求，又具有经济合理性。应予指出，一座填料塔可以选用同种类型，同一规格的填料，也可选用同种类型不同规格的填料；可以选用同种类型的填料，也可以选用不同类型的填料；有的塔段可选用规整填料，而有的塔段可选用散装填料。设计时应灵活掌握，根据技术经济统一的原那么来选择填料的规格。2.3.4填料材质的选择填料的类型1拉西环填料优点：易于制造，价格低廉，且对它的研究较为充分，所以在过去较长的时间内得到了广泛的应用。缺点：由于高径比大，堆积时填料间易形成线接触，因此液体在填料层流动时，常存在严重的沟流和壁流现象。且拉西环填料的内外表润湿率较低，因而传质速率也不高2阶梯环填

7、料(Stairring)填料的阶梯环结构与鲍尔环填料相似，环壁上开有长方形小孔，环内有两层交错45的十字形叶片，环的高度为直径的一半，环的一端成喇叭口形状的翻边。这样的结构使得阶梯环填料的性能在鲍尔环的根底上又有提高，其生产能力可提高约10%,压降那么可降低25%,且由于填料间呈多点接触，床层均匀，较好地防止了沟流现象。阶梯环一般由塑料和金属制成，由于其性能优于其它侧壁上开孔的填料，因此获得广泛的应用。3鲍尔环填料在拉西环的根底上开展起来的鲍尔环是在的侧壁上开一层或两层长方形小孔，小孔的母材并不脱离侧壁而是形成向内弯的叶片。同尺寸的鲍尔环与拉西环虽有相同的比外表积和空隙率，但鲍尔环在其侧壁上的

8、小孔可供气液流通，使环内壁面充分利用。比之拉西环，鲍尔环不仅具有较大的生产能力和较低的压降，且别离效率较高，沟流现象也大大降低。鲍尔环填料的优良性能使它一直为工业所重视，应用十分广泛。可由陶瓷、金属或塑料制成。金属英特洛克斯(Intalox)填料将环形结构与鞍形结构的特点集于一体而形成的一种独特结构的填料，具有生产能力大、压降低、液体分布性能好、传质速率高及操作弹性大等优良性能，因而获得广泛应用，在减压蒸馀中其优势更为显著。网体填料(Wiregauzepackings)上述几种形式的填料属实体填料，与之对应的另一类金属丝网制成的填料称为网体填料。网体填料也有多种形式，如网环和鞍型网等。优点：因

9、网丝细密，填料的空隙很高，比外表积很大。由于毛细管作用，填料外表润湿性能很好。故网体填料气体阻力小，传质速率高。缺点：造价很高，故多用于实验室中难别离物系的别离。规整填料规整填料一般由波纹状的金属网丝或多孔板重叠而成。使用时根据填料塔的结构尺寸，叠成圆筒形整块放入塔内或分块拼成圆筒形在塔内砌装。优点：空隙大，故生产能力大，压降小，且因流道规那么，所以只要液体初始分布均匀，那么在全塔中分布也均匀，因此规整填料几乎无放大效应，通常具有很高的传质效率。缺点：造价较高，易堵塞难清洗，因此工业上一般用于较难别离或别离要求很高的情况。第三章吸收塔的工艺计算3.1 根底物性数据3.1.1 液相物性数据3.1

10、 .2气相物性数据混合气体平均密度：A=LI81伏g)空气黏度：/v=1.81105(P5)=0.065(kg/m.h)273K,10L3Kpa.氨气在空气中扩散系数：DO=O7(ms)3.2 物料衡算，确定塔顶、塔底的气液流量和组成20C,101.3KPa下氨气在水中的溶解度系数H=0.725hnol/m3.kpa进塔气相摩尔比：X=?急=0526出塔气相摩尔比：Y2=0.0002/(1-0.0002)=0.000211对于纯溶剂吸收过程，进塔液相组成：x2=混合气体流量：V1=(1000*273)/(293*22.4)=41.596kmol/h进塔惰性气体流量：V=41.596*(1-0.

11、05)=39.5162kmolh吸收过程属于底浓度吸收，平衡关系为直线，最小气液比可按下式计算：取操作气掖比为最小气液比的L5倍，可得吸收剂用量为：1.=1.5*0.751*39.5162=44.515kmolh根据全塔物料衡算式：V*(Yi-Y2)=L*(Xi-X2)Xi=V*(Yi-Y2)/L+LX2=(0.0526-0.0002)/(0.751*1.5)=0.0685液气比：WWv=(44.515*18)/(1000*1.181)=0.6783.3塔径的计算3.3.1塔径的计算考虑到填料塔内塔的压力降,塔的操作压力为101.3KPa采用贝恩一一霍夫泛点关联式：哈苦叫2制外*取泛点率为0.

12、6.即u=0.6u,=0.6*4.535=2.721msD=4*Vs(*u)05=41000(36003.14X2.721)05=0.361m圆整后取D=0.4m=400mm3.3.2泛点率校核u=4*V(*D2)=2.212msuuf=2.7214.535=60%在(50%80%)之间，所以符合要求.3.3.3填料规格校核根据要求应选择环形填料中的塑料阶梯环.由于所选用的塔径为700加?，又根据填料与塔径的对应关系及实际操作要求,区尺寸为38的塑料阶梯环,此填料规格如下：公称直径：38mm孔隙率:0.92比外表积a:133(w2/M3)填料因子：176j填料常数A:0.0942所以有D/d=

13、400/38=10.53,即符合要求.见下列图：3. 3.4液体喷淋密度校核最小的喷淋密度(u,)min=8w3/(wA)t=133W2Imiu.=(Zrr)am3/(mh)alr=0.08*133=10.640.785D2=1451.7*18/(998.2*0.785*0.42)=11.6m7(m2*h)uUmin故满足最小喷淋密度的要求3.4 填料层高度计算3.4.1 传质单元高度计算273K, 101.3kpa下，氨气在空气中的扩散系数。,=0.17(CM s).由A=Z)OPo k P、3/2那么293K,10L3kpa下，氨气在空气中的扩散系数Q=0.189(c/$)293K,101

14、3kpa下，氨气在水中的扩散系数2=1.76l(9(z/$)(查化工原理附录)Y=mX1=0.754*0.0685=0.051649脱吸因数为：S=mV/L=O.754/(O.751*1.5)=O.70012.24气相总传质单元数为：No-n(I-S)1S气相总传质单元高度采用修正的恩田关联式计算:液体质量通量为:U1=W1./(O.785*D2)=155,801*18/(0.785*0.72)=7290.83kg(m2.h)气体质量通量为:Uy=W(O.785*D2)=3500*1.181/(0.785*0.72)=10746.13kg(m2.h)=l-exp* -1.45 at42768

15、00.75 z940896J9640.06 VjU 14.2x3.69640.06? X 114.2998.221.27108-0.05 z9640.062、0.2997.08940896l 14.2=0. 9812气膜吸收系数：ZG=O.2372液膜吸收系数O. 009 Kmol/(m2h-kpa)=0.4761Kmol!(trrhkpci)查表得=L45故KGa=KGaW材”=0.10090.9812721.45=10.727Kmol/(w3hKla=Kw*=0.47610.9812721.4504=39.0241z=0.590.5uf以下公式为修正计算公式:(-4KGa=1+9.5-0.

16、5KGa=10.185Kmol/nhkpd)_W)J/22KW=19.5-0.5K,a.、1.ub=24.576Kmol!(mhkpa)那么KGa=-jj(H为溶解度系数)=6.579KmH(S)1Kca,HKia由Hoc=上一=-=138.305/(7.679*101.3*0.785*0.72)OGKYaQKcaPQIO=0.462m3.4.2 填料层高度的计算由Z=HogXNog=0.462X12.24=5.655m取上下活动系数为L5故Z=1.5Z=1.5*5.655=8.48m故取填料层高度为9m.查散装填料分段高度推荐值查得：塑料阶梯环hdu815njax6m取hd=8得h=8700

17、5600m计算得填料层高度为900Omm,故不需分段3.5 填料层压降的计算填料层压降:气体通过填料层的压降采用Eckert关联图计算，其中横坐标为：竺(立wvIPlJ=Q.0234查得P=92ml纵坐标为.L176x1004g2SPl998.2(2.5282921.45/9.81)=0.103查图得Eckert图填料层压力降=790*9=7110m第四章塔附属设备工艺计算3.6 塔附属高度的计算取塔上部空间高度可取1.5m,塔底液相停留时间按5min考虑,那么塔釜所占空间高度为h1=(5*60*155.801*18)/(0.70.785*3600*998.2)=O.609m考虑到气相接管所

18、占的空间高度,空间高度可取2.5m,所以塔的附属高度可以取4.Om.填料层在中间高度取O.7m.所以塔高为H=4,O+9+O,7=13.7m4. 2液体初始分布器和再分布器的选择与计算4.4.1 液体分布器液体分布器可分为初始分布器和再分布器，初始分布器设置于填料塔内，用于将塔顶液体均匀的分布在填料外表上，初始分布器的好坏对填料塔效率影响很大，分布器的设计不当，液体预分布不均，填料层的有效湿面积减小而偏流现象和沟流现象增加，即使填料性能再好也很难得到满意的别离效果。因而液体分布器的设计十分重要。特别对于大直径低填料层的填料塔，特别需要性能良好的液体分布器。液体分布器的性能主要由分布器的布液点密

19、度(即单位面积上的布液点数)，各布液点均匀性，各布液点上液相组成的均匀性决定，设计液体分布器主要是决定这些参数的结构尺寸。对液体分布器的选型和设计，一般要求：液体分布要均匀；自由截面率要大；操作弹性大；不易堵塞，不易引起雾沫夹带及起泡等；可用多种材料制作，且操作安装方便，容易调整水平。液体分布器的种类较多，有多种不同的分类方法，一般多以液体流动的推动力或按结构形式分。假设按流动推动力可分为重力式和压力式，假设按结构形式可分为多孔型和溢流型。其中，多孔型液体分布器又可分为：莲蓬式喷洒器、直管式多孔分布器、排管式多孔型分布器和双排管式多孔型分布器等。溢流型液体分布器又可分为：溢流盘式液体分布器和溢

20、流槽式液体分布器。根据本吸收的要求和物系的性质可选用重力型排管式液体分布器，布液孔数应依据所用填料所需的质量分布要求决定，喷淋点密度应遵循填料的效率越高所需的喷淋点密度越大这一规律。分布点密度计算：按Eckert建议值，D750时，喷淋点密度为170点/而，所以设计取喷淋点密度为170m2o总布液孔数n=0.785*0.72*170=65.40。取布液孔数为：48点、布液计算：由Ls=155.801*18/(3600*998.2)=6.808*10m7s取=0.60,H=0.2m由计算得，设计布液点数为48点，直径为4mm4.4.2 液体再分布器液体在乱堆填料层内向下流动时，有一种逐渐向塔壁流

21、动的趋势，即壁流现象。为提高塔的传质效果，当填料层高度与塔径之比超过某一数值时，填料层需分段。为改善壁流造成的液体分布不均，在各段填料层之间安设液体再分布器，以收集来自上一填料层来的液体，为下一填料层提供均匀的液体分布。在填料层中每隔一定高度应设置一液体再分布器。在通常情况下，一般将液体收集器与液体分布器同时使用，构成液体收集及再分布装置。液体收集器的作用是将上层填料流下的液体收集，然后送至液体分布器进行液体再分布。液体收集再分布器的种类很多，大体上可分为两类：一类是液体收集器与液体再分布器各自独立，分别承当液体收集和再分布的任务。另一类是集液体收集和再分布功能于一体而制成的液体收集和再分布器

22、液体再分布器有与百叶窗式集液器配合使用的管式或槽盘式液体再分布器、多孔盘式再分布器和截锥式液体再分布器。最简单的液体再分布装置为截锥式再分布器，其结构简单，安装方便，一般多用于直径小于06m的填料塔中，以克服壁流作用对传质效率的影响。由于此次设计填料层高度为IOm需分段，根据实际情况选取多孔盘式液体再分布器。为防止上一填料层来的液体直接流入升气管，应于升气管上设盖帽。4. 2.3塔底液体保持管高度塔底液体保持管高度可以根据液体的流率及布液孔的直径选定。：塔底液位保持管高度与所需的布液孔直径两者之间的关系如下布液孔直径为4mm,液体保持管高度为k为孔流系数，其值由小孔液体流动雷诺数决定，在雷诺

23、数大于100O的情况下,可取0.60-0.62o液位高度确实定应和布液孔径协调设计,使各项参数均在一定范围。对于重力式排管液体分布器，液位保持管的高度由液体最大流率下的最高液位决定，一般取最高液位的1.12-1.15倍。4.3其它附属塔内件的选择填料塔的内件主要有填料支承装置、填料压紧装置、液体分布装置、液体收集再分布装置等，还有封头、管法兰、筒体等。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。4.3.1 填料支撑装置填料支承装置的作用是支承填料以及填料层内液体的重量，同时保证气液两相顺利通过。支承假设设计不当，填料塔的液泛可能首先发生在支承板上。为使气体能顺利通过

24、对于普通填料塔，支承件上的流体通过的自由截面积为填料面的50%以上，且应大于填料的空隙率。此外，应考虑到装上填料后要将支承板上的截面堵去一些，所以设计时应取尽可能大的自由截面。自由截面太小，在操作中会产生拦液现象。增加压强降，降低效率，甚至形成液泛。由于填料支承装置本身对塔内气液的流动状态也会产生影响，因此作为填料支承装置，除考虑其对流体流动的影响外，一般情况下填料支承装置应满足如下要求：(1)足够的强度和刚度，以支持填料及所持液体的重量(持液量)，并考虑填料空隙中的持液量，以及可能加于系统的压力波动，机械震动，温度波动等因素。（2）足够的开孔率（一般要大于填料的空隙率），以防止首先在支撑处

25、发生液泛；为使气体能顺利通过，对于普通填料塔，支承件上的流体通过的自由截面积为填料面的50%以上，且应大于填料的空隙率。此外，应考虑到装上填料后要将支承板上的截面堵去一些，所以设计时应取尽可能大的自由截面。自由截面太小，在操作中会产生拦液现象。增加压强降，降低效率，甚至形成液泛。（3）结构上应有利于气液相的均匀分布，同时不至于产生较大的阻力（一般阻力不大于20Pa）；（4）结构简单，便于加工制造安装和维修。（5）要有一定的耐腐蚀性。常用的填料支承装置有栅板形和驼峰形及各种具有气升管结构的支承板。由设计条件，本次设计中选用栅板形支承板。4.3.2填料压紧装置为防止在上升气流的作用下填料床层发生松

26、动或跳动，保持操作中填料床层为一恒定的固定床，从而必须保持均匀一致的空隙结构，使操作正常、稳定，故需在填料层上方设置填料压紧装置。填料压紧装置分为填料压板和床层限制板两大类。对于散装填料，可选用压紧网板，也可选用压紧栅板，在其下方，根据填料的规格敷设一层金属网，并将其与压紧栅板固定；对于规整填料，通常选用压紧栅板。设计中，为防止在填料压紧装置处压降过大甚至发生液泛，要求填料压紧装置的自由截面积应大于70%。填料压板自由放置于填料层上端，靠自身重量将填料压紧，它适用于陶瓷、石墨制成的散装填料。它的作用是在高气速（高压降）和负荷突然波动时，阻止填料产生相对运动，从而防止填料松动、破损。由于填料易碎

27、当碎屑淤积在床层填料的空隙间，使填料层的空隙率下降时，填料压板可随填料层一起下落，紧紧压住填料而不会形成填料的松动、降低填料塔的生产能力及别离效率。床层限制板用于金属散装填料、塑料散装填料及所有规整填料。它的作用是防止高气速高压降或塔的操作突然波动时填料向上移动而造成填料层出现空洞，使传质效率下降。由于金属及塑料填料不易破碎，且有弹性，在装填正确时不会使填料下沉，故床层限制板要固定在塔壁上。为了便于安装和检修，填料压紧装置不能与塔壁采用连续固定方式，对于小塔可用螺钉固定于塔壁，而大塔那么用支耳固定。本次设计的填料塔采用押金网板，设置自由截面积为85虬采用支耳固定。4.3.3气体的进出口装置填

28、料塔的气体进口装置尽量使气体分散均匀，同时还能防止塔内下流的液体流入气体管路中。常用的方法是使进气管伸至塔的中心线位置,管端为向下的45“切口或向下的缺口。这样气体从切口或缺口处折转向上。由于这种进气管不能使气体分布均匀，所以只能用于直径在50Omm以下的塔中。对于直径较大的塔，进气管的末端为向下的喇叭口，对于直径更大的塔，那么应采取气体均布措施。气体的出口装置既要保证气流畅通，又要能除去被气体夹带的液体液雾。目前常用的除雾装置有折板除雾器和丝网除雾器。折板除雾器，这种装置较简单，除雾效果较好。丝网除雾器，这种装置效率高，可除去直径大于5um的液滴。4.3.4液体的出口装置填料塔的出口装置既能

29、使液体通畅引排)出外，还要保证形成对塔内气体的液封，并能防止液体夹带气体。常用的液体出口装置可采用水封。本设计中塔内外压差较大时，可采用倒U形管密封装置。4.3.5除沫装置由于气体在塔顶离开填料塔时，带有大量的液沫和雾滴，为回收这局部液相，经常需要在顶设置除沫器。常用的除沫器有以下几种：折流板式除沫器，它是一种利用惯性使液滴得以别离的装置，一般在小塔中使用。旋流板式除沫器，由几块固定的旋流板片组成，气体通过时，产生旋转运动，造成一个离心力场，液滴在离心力作用下，向塔壁运动实现了气液别离。适用于大塔径净化要求高的场合。丝网除沫器，它由金属丝卷成高度为100-150的盘状使用。安装方式多种多样，气

30、体通过除雾沫器的压强降约为120-250Kp,丝网除沫器的直径由气体通过丝网的最大气速决定。根据本吸收特点及要求，本吸收操作选用金属丝网除沫器。4.4吸收塔的流体力学参数计算吸收塔的流体力学参数主要包括气体通过填料塔的压力降、泛点率、气体动能因子等,此外，还应了解塔内液体和气体的分布状况。4.4.1 吸收塔的压力降由离心泵的选择计算全塔压降p=p+p1+p2+p=7900+145.55+72.77=8118.32(Pa)4.4.2 吸收塔的泛点率填料塔的泛点率是指塔内操作气速与泛点气速的比值。操作气速是指操作条件的空塔气速，泛点气速采用贝恩一霍根关系式计算。尽管近年来，有些研究者认为填料塔在泛

31、点附近操作时，仍具有较高的传质效率，但由于泛点附近流体力学性能的不稳定性，一般较难稳定操作，故一般要求泛点在50%85%之内，而对于易起泡的物系可低至40%。吸收塔操作气速为2.528ms,泛点气速为4.535ms所以泛点率为f=2.5284.535=60%/%对于散装填料，其泛点率的经验值为：%j50.85所以符合。4.4.3气体动能因子气体动能因子是操作气速与气相密度平方根的乘积，简称F因子，其定义为F=Ii而故吸收塔内气体动能因子为F=uM=2.528*1.1815=2.747气能因子在常用的范围内。从以上的各项指标分析，该吸收塔的设计合理，可以满足吸收操作的工艺要求。4.5其他附属设备

32、的计算与选择4.5.1吸收塔的主要接管尺寸的计算1、气体进料管由于常压下塔气体进出口管气速可取1020机s,故假设取气体进出口流速近似为16ms,那么由公式%=(小可求得气体进出口内径为d=忸u=3500/(3600*0.785*16)05=278.22mm采用直管进料，由化工原理第三版王志魁主编化学工业出版社查得选择中273iwwx65m热轧无缝钢管，那么d118.32ms(在符合范围内)气体进出口压降：p1=pu2,进口：2=0.5*1.181*18.322=198.185(Pa)出口：P2=0.58*P1=99.09(Pa)2、液体进料管由于常压下塔液体进出口管速可取1-3%s,故假设取

33、液体进出口流速近似为2.6ms,那么由公式%=-d2u可求得液体进出口内径为采用直管进料，由化工原理第三版王志魁主编化学工业出版社P381查得选择中42w%2.5tntn热轧无缝钢管，那么2.50m / s(在符合范围内),4处9640.064/(998.2x3600)11di0.785(0.042-0.00252)24. 5.2离心泵的计算与选择计算过程如下：管内液体流速：M=2.50/77/S那么雷诺数Re=-=003725098-2=9.20IO5e41.004104局部阻力损失：三个标准截止阀全开1=3x6.4=19.2;三个标准90弯头2=3x0.75=2.25；管路总压头损失填料塔

34、压降：p=p+p,+p2+p=7900+145.55+72.77=8118.32(Pa)其它阻力压降较小可忽略。扬程H=az+-+/7.=10+811832+7.10=17.91wPgf998.29.81流量Pi155.801*18/998.2=2.8lm7s结论表L吸收塔的吸收剂用量计算总表意义及符号结果混合气体处理量G100OmVh气液相平衡常数m0.754进塔气相摩尔分率y10.0526出塔气相摩尔分率y20.000211进塔液相摩尔分率X.0.0685最小液气比(LA).in0.751混合气体平均摩尔质量M28.4gmol混合气体的密度P1.181kgm3混合气体的粘度0.0181mP

35、a.S吸收剂用量L155.801kmolh表2.塔设备计算总表意义及符号结果塔径D0.7m塔高H13.7m填料层高Z9m填料塔上部高度h.1.5m填料塔下部高度/?2.5m气相总传质单元高度HoG0.462m气相总传质单元数NoG12.24m布液孔数n48个泛点气速4.535m/s泛点率f0.60表3填料计算总表意义及符号结果填料直径dp38mm孔隙率先0.92133mm,176m 10. 0942填料比外表积a填料因子填料常数A结束语这次我的课程设计题目是水吸收氨过程填料塔的设计，这是关于吸收中填料塔的设计。填料塔是以塔内装有大量的填料为相接触构件的气液传质设备。填料塔的结构较简单，压降低，

36、填料易用耐腐蚀材料制造等优点。本设计中，开始的时候我打算采用ECkert通用关联图计算泛点气速，但是我发现用查图的方法误差很大，同时参考了其他的一些资料上的算法发现也有用贝恩（Bain）霍根（Hougen）关联式计算泛点气速的，所以最后采用了关联式来计算泛点速度。在填料的选择中，我几乎是用排除法来选择的，后来认为DN38计算得的结果比比拟好。虽然在同类填料中，尺寸越小的，别离效率越高，但它的阻力将增加，通量减小，填料费用也增加很多。用DN38计算所得的D/d值也符合阶梯环的推荐值。本设计我们所设计的填料塔产能大，别离效率高，持液量小，填料塔结构较为简单，造价适合。不过，它的操作范围小，填料润湿

37、效果差，当液体负荷过重时，易产生液泛，不宜处理易聚合或含有固体悬浮物的物料等。课程设计是我们在校大学生必须经过的一个过程，通过课程设计的锻炼，可以为我们即将来的毕业设计打下坚实的根底！参考文献1华南理工大学，涂伟萍，陈佩珍，程达芳编.化工过程及设备设计.北京:化学工业出版社,20032贾绍义，柴诚敬等编化工原理课程设计.天津：天津科学技术出版社，1990匡国柱,史启才主编.化工单元过程及设备课程设计.化学工业出版社，2002王志魁编.化工原理（第三版）.北京：化学工业出版社，20093郑津泽,荣其伍,桑芝富编.过程设备设计.北京：化学工业出版社，20044王静康编.化工过程设计.北京:化学工业出版社,2006王志魁编.化工原理（第三版）.北京：化学工业出版社，2009