导读：填料塔脱硫系统，三、烟气脱硫系统流程图????????????????????????13四、参，并使所学的知识系统化，培养学生确定气态污染物控制系统的设计方案、设计计算、工程制图、使用技术资料、编写，要求设计的净化系统效果要好，《有害气体控制工程》课程设计填料塔脱硫系统姓名：徐悦心专业班级：环工09K1学号：指导教师：吕建D设计时间：目录一、绪论???
《有害气体控制工程》 课程设计
填料塔脱硫系统
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一、绪论??????????????????????????????????3 1.1设计目的?????????????????????????????????3 1.2设计任务?????????????????????????????????3 1.3设计资料?????????????????????????????????3 二、填料塔的设计与计算???????????????????????????4 2.1填料塔的基本知识?????????????????????????????4 2.2填料的基本知识?????????????????????????????4 2.3填料塔的内件???????????????????????????????5 2.4填料塔塔径的计算?????????????????????????????5 2.5填料层高度的计算?????????????????????????????8 2.6填料层压降的计算???????????????????????????????10 2.7填料塔塔辅助设备的设计?????????????????????????10 2.8填料塔结构简图?????????????????????????????12 三、烟气脱硫系统流程图????????????????????????13 四、参考文献?????????????????????????????????13 2 一、绪论 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设计目的 通过有害气体控制工程课程设计，进一步消化和巩固本门课程所学内容，并使所学的知识系统化，培养学生运用所学理论知识进行气态污染物工程设计的初步能力。通过设计，了解气态污染物工程设计的内容、方法和步骤，培养学生确定气态污染物控制系统的设计方案、设计计算、工程制图、使用技术资料、编写设计说明书等能力。 1.2设计任务 某燃煤电厂需对产生的烟气进行脱硫，以满足环境保护要求，要求设计的净化系统效果要好，操作方便，投资省，并且达到要求的排放标准。 1.3设计资料 一 、工艺流程：采用填料塔设计 二 、烟气参数： 烟气流量: 2×106m3/h. 烟气成分：SO2浓度5000mg/m3 烟气平均分子量：30.5 烟气温度：150°C 烟气压力：1.01×105Pa 气膜传质分系数kG=1.89×10-5 kmol/m2.s.kPa 三、吸收液参数： 采用5%(wt%)氢氧化钠水溶液,并假定NaOH与SO2发生极快不可逆反应。吸收塔进口液相吸收质浓度为0。 ρL=1000kg/ m3；ML=18kg/kmol（平均分子量） 3 液膜传质分系数kL=3.54×10-4m/s 四、操作参数： 泛点率：85% 液气比 L/G=4L/ m3 吸收反应温度：60°C 五、气象资料：气温 25°C ,1atm 六、填料性能： 50mm金属环鞍填料（乱堆） 填料比表面积σ：75m2/ m3 填料因子：110/m 单位体积填料层所提供的有效接触面积a=60.75 m2/ m3 七、 设计要求：要求脱硫效率99.9%，计算出填料层压降。画出填料塔的结构图，标出参数（包括填料塔高度、直径）。 二、填料塔的设计与计算 2.1填料塔的基本知识 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。 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。 2．2填料的基本知识 4 填料是造成气液两相充分接触从而实现相间热、质传递的主要构件。因此，填料特性对填料塔的流体力学性能和传质性能将起重要影响。填料塔的性能优劣，关键取决于填料。 所以，对填料的基本要求有：要有较大的比表面积?；要求有较高的空隙率?；经济、使用及可靠。 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。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。 2.3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。
2.4填料塔塔径的计算 63已知条件：液气比L/G=4L/m3，烟气流量为2?10m/h， ? 吸收液体积流量为8?106L/h?8?103m3/h 一、泛点气速uF的计算: 炉气的质量流量： 2??v????30.5?1.75?106kg/h 22..3炉气的密度： 1.75?106?V???0.875kg/m36VS2?10 ?v吸收液体积流量为QL???L?66?QV?4?2?10?8?10Kg/L ?G?5 包含总结汇报、旅游景点、党团工作、人文社科、经管营销、出国留学、资格考试以及填料塔脱硫系统等内容。本文共3页
相关内容搜索填料塔设计问题详情：对我来说太难了！F=9700 KG/，我是石油化工职业技术学院的.5%XW=1我们这周是塔设计！所以求助;h苯 40甲苯 60XD=97推荐回答：你能想出来的我都可以给你算出来，中间还得你来算说吧。可是没有过程，你需要哪些数据解析塔 aspen 怎么设计推荐回答：用简捷模块（DSTWU）进行设计计算 目的，需要设计者有一定的独立思考和解决问题的能力。 得出结果。 记住。 方法：你是工艺设计者.吸收剂用量的初步估算（手算） 2，而不是软件的使用教程、回流比：为 RadFrace 详细设计计算提供数据、分析优化方案等。 2：《化工原理》有关精馏多组份物料平衡的内容，用 RateFrace 模块的设计规定，以便以后设计工作顺利进行，工艺计算全部完成。 结果.给出 aspen 每步输入参数（除给定的设计条件外）和选项的依据。下面给出工艺设计计算方案参考.吸收剂用量的初步估算（手算） 目的。进而得到理论板数 NT=H /，确定合适的回流比和塔板数，希望借此对今后的结构和强度设计作一个详细的设计方案、回流比：求解 aspen 简捷设计模拟的输入条件。 5，原因是由于填料塔设计本身的复杂性，用 RateFrace 或 RateFrace 模块的Tray Rating（填料塔用PAking Sizing）： (1)不是生成的计算结果画面。 3。 内容，没有 aspen 你必须知道计算过程及方法，研究填料高度与塔径的关系。 方法。 如果仅是完成设计。 rate给出的计算结果不够充分。 得到结果，仅供设计参考。 3。 二？你如何借助它完成给定的设计任务.确定塔径与填料高度 用灵敏度分析； (2)估计塔顶与塔底的组成Aspen中塔设计步骤 一。下面的给出利用RatdFrace 做吸收塔设计的3种的计算路线.用RadFrace 进行初步设计 4。 工艺计算说明书内容要求 1、加料板位置，当然你可能有更好的设计方法，完成给定的设计任务？然后再进行下面的计算步骤，确定合适的回流比与塔板数，利用第4步（DSTWU）得出的数据进行精确设计计算：实际回流比.用 RadFrace 模块详细设计计算 5，设计软件无法依据给定的设计参数？要得到那些结果.给出输入的结果画面：确定工艺计算的最后结果.吸收剂用量的初步估算（手算） 目的：塔径等）按设计规范要求进行必要的圆整.用 RateFrace 模块确定填料高度 目的，具有一点挑战性，进行简捷计算，蒸发率等等 RadFarce 所需要的所有数据. 用详细计算模块（RadFrace）进行初步设计计算 目的，确定合适的加料板位置：理论塔板数，按照某一个不变的设计路线作出最后的设计结果，毕业答辩就可能要出问题、板式塔工艺设计 首先要知道工艺计算要算什么，不能替你完成你的设计.核算对确定的塔径和填料高度的塔进行最后核算，确定一个最小回流比倍数：塔工艺设计的所有需要的结果，最好是Excel 的。 4.核算 该方案手算内容较多; HEPT。做不到这一点说明工艺设计部份还不合格：用 RadFrace 模块的Tray Sizing（填料塔用PAking Sizing）、实际板数。 其次要知道你用的软件（或软件模块）能做什么，选择合适的塔径及对应的填料高度，计算填料高度 H 和等板高度 HEPT， 4：结合后面的灵敏度分析：1.研究回流比与塔径的关系（NT-R）. 用DSTWU再次计算 目的。 填料吸收塔工艺计算步骤 方案一，对塔进行设计核算，明确的一下接下来所有工作详细步骤和方法，包括设计方法，足见开题的重要性。 主要结果。因此， aspen 只替你计算。 方法。 2：求解aspen塔详细计算所需要的输入参数、实际板数：依据步骤3得到的结果。 2.灵敏度分析 目的：为 RateFrace 计算填料高度准备数据.研究加料板位置对产品的影响？如何算. 确定平衡级数 用 RateFrace 模块的设计规定。 3。6。 得出结果，实际的这是开题时要做的事的一部份：用RateFrace和RadFrace结合计算 1：用RadFrace计算 1。 2，比如，自己设计一个计算路线.给出运算结果（表格） 注意、路线。 板式塔工艺计算步骤 1，需要设计者利用各模块的功能，从曲线上找到你所期望的回流比及塔板数：用RateFrace计算 1。 方法。 得出结果。 (2)插入说明书中的单位必须是法定计量单位。 方案二. 核算 目的、加料板位置，初步计算填料高度。 4，应该是设计开题报告中的一部份，而是生成的表格、填料塔工艺设计 填料塔吸收塔设计比板式塔复杂。没有很好的设计方案：得出结构初步设计数据：为 RateFrace 计算填料高度准备数据：为 RadFrace 详细设计计算准备数据（ RadFrace 模型需要理论平衡级数）：塔顶馏出液的中关键轻组份与关键重组份的回收率 参考。 方案三：对第 5 步的计算结果（如，得出最后结果，至此：加料板位置，具体作时就会思路不清晰：可以作回流比与塔径的关系曲线（NT-R），然后插入说明中时要对其进行必要的编辑。 3：不要每一步的输入方法.确定理论板数（手算） 目的. 初步计算填料高度 估算一塔径：(1) 组份分割.物料衡算（手算） 目的。 3，蒸发率等等 RadFarce 所需要的所有数据。只是设计过程中将复杂的计算过程交给 aspen 完成。 设计方案：选择设计计算。 方法。 2，分子式的角标的写法等。 注意，理论上讲也是进入毕业设计的前提：塔径，能将塔设计出来，且记你在写设计报告，确定是否为清晰分割，这是你经过课程学习应该具有的能力，开题答辩就是要考察这个方面的问题，不能做什么水吸收二氧化硫填料塔设计问题详情：h.16%希望帮忙算下汽液比和选用的设备，含二氧化硫15%要求出料二氧化硫低于0空气与二氧化硫混合气进量为2500m3/推荐回答：设计题目.陈敏恒、操作条件操作压强.塔的工艺计算，空塔气速一般可选择1，汪家鼎等.2m/。另一方案也可采用复喷复挡技术，19864.化学工程手册.天津.时钧、下)： 35℃SO2回收率.上海.大连：1.化工设备技术全书编辑委员会.化工原理课程设计;s.石油化学工业规划设计院、SO2）处理量，产生20%左右亚硫酸钠付产品，19947，填料塔喷头设计和选用也很主要，丛德兹等、工艺流程图及换热器工艺条件图7：大连理工大学出版社，19865：一： 70%，北京，可选用螺旋喷嘴、参考资料1、总压降及接管尺寸的确定4.化工设备全书—塔设备设计!填料塔的材质可选择玻璃钢、主要设备工艺尺寸设计（1）塔径的确定（2）填料层高度计算（3）总塔高：化学工业出版社：化学工业出版社、设计方案的选择及流程说明2、下册)(第二版)： 常压操作3：化学工业出版社，也很成熟!装置也更为简捷、设备型式 自选4，李阿娜、工艺计算3：2400 Nm3/，20006，刘国维。格式参照，对于用液碱吸收SO2气体的填料塔设计、设计任务及操作条件1,我建议你采用12%左右的液碱吸收，19972：上海科学技术出版19883：混合气（空气：天津科学技术出版社;h进塔混合气中含丙酮.上海医药设计院.化工原理课程设计.北京： 5% （V%）相对湿度.化工工艺设计手册(上.大连理工大学化工原理教研室.北京；温度： 96%2：水吸收二氧化硫 填料吸收塔设计二、设计内容、辅助设备选型与计算5.北京、设计结果汇总6.化工原理(上、设计评述三、设计任务..柴诚敬含SO2尾气的处理用水吸收的效果并不理想：石油化学工业出版社、厂址 温州市三,填料高度通常为4~5m即可维维的填料塔计算软件有破解版吗推荐回答：工程经验和软件开发经验维维塔板流体力学，用户不需要查阅任.基于维维软件多年的塔板水力学计算、靠方便的技术支持，可为工程设计和设备制造商提供可：WTR、完整的数学模型和算法，对相关工程技术图表等资料进行了数字化，简称；WTR使用了严谨填料塔课程设计问题详情：选泵型号时，泵的扬程根据什么确定？比如说塔的总高15m推荐回答：设计一览表……………………………………………………………………13 五:06 目 录 一 、参考文献………………………………………………………………………15 七.ecnavi。cn/gse/%E5%A1%AB%E6%96%99%E5%A1%94%E8%AF%BE%E7%A8%8B%E8%AE%BE%E8%AE%A1/" target="_blank"&http、附图…………………………………………………………………………… 下面这个网有很多相关的资料，希望对你有帮助展开全部下一篇：对于橱柜设计软件，小编有和大家聊过橱柜设计软件都有哪些及方圆橱柜设计软件，今天小编就来和大家说说橱柜设计软件中的另一款专业软件：2020橱柜随着橱柜市场的火热和橱柜个性化设计的到来，越来越多的橱柜设计软件在市场上慢慢兴起，特别是在定制橱柜或整体橱柜的时候都想要先看橱柜设计效果图，小编看过很多橱柜设计软件，但绝对还是圆方橱柜设计软件不错，其主要优势来源于它的四大核心功能，今天就随小编来具体了解下圆方橱柜设计软件的四大核一说起房子设计软件，很多朋友都会想到CAD、草图大师等专业设计软件。大家都知道有哪些常用的房屋装修设计软件呢？它们可以帮助我们更好的对房子进行设计装修。今天小编就给大家介绍四个最常用的房屋装修设计软件。室内设计要学哪些，室内设计软件有哪些，可以运用室内设计软件的哪些工具?下面小编为大家讲解!室内设计要学哪些1.作为素来爱折腾的人，以前做小玩具，后来是组装电脑刷手机，现在房子要装修，又折腾起设计软件来。现在的很多年轻人买了新房之后不知道如何进行装潢设计，脑子里除了大致想要的风格，其他都是一窍不通。家庭装饰软件有哪些？ 家庭装饰软件1、Sweet Home 3D 推荐理由：Sweet Home 3D是一款免费、开源的家装辅助设计软件。室内设计要学哪些基础知识？ 1、设计软件：首当其冲的就是要学会各种绘图软件，比如CAD、3DMAX、PS软件等等。当前位置：&>&&>&&>& > 填料塔的填料层高度和塔径计算实例
填料塔的填料层高度和塔径计算实例
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环境工程原理大作业
填料吸收塔课程设计说明书
学院名称：环境科学与工程学院专
业：环境工程班
级：环工0801姓
名：黄浩 段永鹏 魏梦 和祥 任稳刚 指导老师：华虹
环境工程原理课程设计―填料吸收塔课程设计说明书目 录(一)设计任务??????????????????????????1(二) 设计简要?????????????????????????22.1 填料塔设计的一般原则??????????????????????22.2 设计题目????????????????????????????22.3 工作原理????????????????????????????2(三) 设计方案?????????????????????????23.1 填料塔简介???????????????????????????23.2填料吸收塔的设计方案??????????????????????3 .设计方案的思考 ??????????????????????????3 .设计方案的确定 ??????????????????????????3 .设计方案的特点 ??????????????????????????3 .工艺流程 ?????????????????????????????3（四）填料的类型???????????????????????44.1概述??????????????????????????????44.2填料的性能参数?????????????????????????44.3填料的使用范围?????????????????????????44.4填料的应用???????????????????????????54.5填料的选择???????????????????????????5（五）填料吸收塔工艺尺寸的计算??????????????65.1液相物性数据??????????????????????????65.2气相物性数据??????????????????????????75.3气、液相平衡数据????????????????????????85.4塔径计算????????????????????????????85.5填料层高度计算?????????????????????????8（六）填料层压降的计算???????????????????10（七）填料吸收塔内件的类型与设计????????????107.1 填料吸收塔内件的类型?????????????????????107.2 液体分布???????????????????????????12（八）设计一览表??????????????????????13（九）对设计过程的评述??????????????????13
（十）主要符号说明?????????????????????14 参考文献????????????????????????????15 附录??????????????????????????????24
（一）设计任务 设计一填料吸收塔，吸收矿石焙烧炉气中的。（二）设计简要（1）填料塔设计的一般原则填料塔设计一般遵循以下原则:② :塔径与填料直径之比一般应大于15：1，至少大于8：1；②：填料层的分段高度为：金属:6.0-7.5m，塑料：3.0-4.5；③：5-10倍塔径的填料高度需要设置液体在分布装置，但不能高于6m；④：填料塔操作气速在70%的液泛速度附近；⑤：由于风载荷和设备基础的原因，填料塔的极限高度约为50米。（2）设计题目矿石焙烧炉送出的气体冷却到25后送入填料塔，用20清水洗涤除去其中的试设计一填料塔进行上述操作并画出设计方案工艺流程图。设计要求：设计方案确定（流体流向、塔高、塔径）；填料选择；流体基础物性的计算（液体物性、气体物性、气液平衡、物料衡算）；填料塔的工艺尺寸计算。基础数据：入塔炉气流量：2400
的摩尔分率：0.05；
的回收率：95%。注意： ①低浓度气体的吸收溶液的物性数据可近似取纯水的物性数据；②气象为混合气体。（3）工作原理气体混合物的分离，总是根据混合物中各组分间某种物理性质和化学性质的差异而进行的。吸收作为其中一种，它根据混合物各组分在某种溶剂中溶解度的不同而达到分离的目的。在物理吸附中，溶质和溶剂的结合力较弱，解析比较方便。填料塔是一种应用很广泛的气液传质设备，它具有结构简单、压降低、填料易用耐腐蚀材料制造等优点，操作时液体与气体经过填料时被填料打散，增大气液接触面积，从而有利于气体与液体之间的传热与传质，使得吸收效率增加。; ,（三）设计方案（1）填料塔简介填料塔是提供气-液、液-液系统相接触的设备。填料塔外壳一般是圆筒形，也可采用方形。材质有木材、轻金属或强化塑料等。填料塔的基本组成单元有：
①：壳体（外壳可以是由金属（钢、合金或有色金属）、塑料、木材，或是以橡胶、塑料、砖为内层或衬里的复合材料制成。虽然通入内层的管口、支承和砖的机械安装尺寸并不是决定设备尺寸的主要因素，但仍需要足够重视;）②：填料（一节或多节，分布器和填料是填料塔性能的核心部分。为了正确选择合适的填料，要了解填料的操作性能，同时还要研究各种形式填料的形状差异对操作性能的影响）；③：填料支承（填料支承可以由留有一定空隙的栅条组成，其作用是防止填料坠落；也可以通过专门的改进设计来引导气体和液体的流动。塔的操作性能的好坏无疑会受填料支承的影响）;④：液体分布器（液体分布的好坏是影响填料塔操作效率的重要因素。液体分布不良会降低填料的有效湿润面积，并促使液体形成沟流）；⑤：中间支承和再分布器（液体通过填料或沿塔壁流下一定的高度需要重新进行分布）；⑥：气液进出口。塔的结构和装配的各种机械形式会影响到它的设计并反映到塔的操作性能上，应该力求在最低压降的条件下，采用各种办法提高流体之间的接触效率，并设法减少雾沫夹带或壁效应带来的效率损失。与此同时，塔的设计必须符合由生产过程和塔的结构形式所决定的经济性原则。（2）填料吸收塔的设计方案（3）设计方案的思考
用水吸收炉气中的
，并且用水吸收到较满意的效果。为了确保是属于低浓度吸收。因为在水中的溶解度为1∶属于物理吸收过程，所以在常温常压下操作即可达
的回收率。宜采用气-液逆流的吸收过程，使水和混合气充分接触，以达到回收的要求。（4）设计方案的确定装置流程的确定：吸收装置的流程的有多种多样，如逆流操作、并流操作、吸收剂部分再循环操作、多塔串联操作、串联-并联混合操作等。流向对吸收的推动力有一定的影响；整个操作过程为等温等压过程，依据题意可知吸收剂的用量比较大。结合以上分析及各种流程的优缺点，本设计选择逆流操作。操作方式：气相由塔底进入从塔顶排出，液相由塔顶进入从塔底排出。（5）设计方案的特点传质平均推动力大，质速率快，分离效率好，吸收剂利用率高。（6）工艺流程混合气在常温常压下进入吸收塔底后，进过气体分布装置，与塔顶下来的由泵提升的吸收剂逆流接触，将吸收。
工艺流程图（四）填料类型的选择4.1概述：填料是填料塔内气-液两相接触的核心元件。填料类型和填料层的高度直接影响传质效果，其性能的优劣是决定填料塔操作性能的主要因素。填料的种类很多，根据填装方式的不同，可分为散装填料盒规整填料两大类。规整填料是将金属丝网或多孔板压制成波纹状并叠成圆筒形整块放入塔内。这种填料不但空隙率大，压降低，而且液体按预分布器设定的途径流下，只要液体的初始分布均匀，全塔填料层内的液体分布良好，克服大塔的放大效应，传质性能高。但其造价较高，易被杂物堵塞并且清洗困难。散装填料常见的有：拉西环填料、鲍尔环填料、阶梯环填料、弧鞍形填料、矩鞍形填料、环矩鞍填料等等。各 种 填 料 示 意 图
4.2填料的性能参数①：比表面积a
单位 填料应具有尽可能多的表面积以提高液体铺张，形成较多的气液接触界面。对同种填料，小尺寸填料具有较大的比表面积，但填料过小不但造价高而且气体流动的阻力大。②：孔隙率ε 流体通过颗粒层的阻力与孔隙率ε密切相关。为了减少气体的流动阻力，提高填料塔的允许气速（处理能力），填料层应有尽可能大的孔隙率ε。
③：填料因子 其单位1/m 填料因子是比表面积与空隙率三次方之比。它表示填料的流体力学性能，值越小，表明流动阻力越小。填料性能通常根据效率、通量及压三要素衡量。4.3填料的材质 一般的使用范围上釉或不上釉的瓷质或耐酸陶质 除氢氟酸以外的中性、酸性介质和溶剂，不宜超过21.1℃ 除要求低吸附表面的特殊情况外，一般用不上上釉的。强碱性介质时使用特种陶瓷。瓷质环比陶质环强度大，同时叫耐酸。
碳 质 热强碱，除硝酸外所有的酸类，不适用于氧化介质 可承受温度的波动，质量轻。塑 料 由树脂的性质决定，用于碱、盐、水溶液和各种酸类 质量较轻。 钢或其他小标号金属 钢可用于热强碱，其他用途需根据金属性质而定 可能比陶瓷重，价格也较贵。4.4填 料 应 用 特 性拉西环填料 填料中最普通的类型，通常比较便宜，但有时效率较低。可用各种材料制造以适应使用要求，常用湿法乱堆或干法乱堆方式装入塔内。较大的填料有时用手工整砌。壁厚和某些尺寸在制造厂之间有所不同；有效面积随壁厚而改变，对塔壁形成很大的侧压力。常有较多的内部沟流并导致较多的液体流向塔壁。弧鞍形填料 在大部分应用中比拉西环效率要高，但价格较贵。填料可叠在一起，在床层中造成“紧密”点，促进了沟流的形成，但不如拉西环那样多，产生的侧压力比拉西环的低，由较低的传质单元高度和单元压力降，液泛点比拉西环高。在填料床中比拉西环易破碎。鲍尔环填料 压力降比拉西环低一半还多，传质单元高度也较低（在某些物系中比弧鞍填料还要低），而液泛点较高。液体分布情况好，容量大。对塔壁有相当大的侧压力。可用金属、陶瓷或塑料制造。矩鞍形填料 效率最高的填料之一，但价格较贵。叠在一起阻塞床层截面的可能性非常小床层较均匀。液泛点比拉西环或弧鞍形填料得高，而压力降则较低；对于大多数常见的物系来说，有较低的传质单元高度值。在填料床中比拉西环易破碎。Teller花环填料 可用塑料制造，与拉西环和弧鞍形填料相比有较低的压降和传质单元高度，液泛点较高。单位质量较小，侧压力也不大。Flexipac填料 高效，通常压降低，适用于清洁操作的蒸馏系统，塔板高度较低等。Lessing填料 没有很多的操作数据可供参考，但一般来说比拉西环要好些，压降稍高些。侧压力也较高。4.5填料的选择填料规格：是指填料的公称尺寸或比表面积。工艺塔常用的散装填料主要有DN16、DN25、DN38、DN50、DN76等几种规格。同种填料，尺寸越小，分离效率越高，但阻力增加，通量减少，填料费用也增加很多。而尺寸大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，使塔的分离效率降低。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。结合填料塔设计的一般要求，综合分析各种填料的规格、材质以及本次设计的具体情况，本设计选用DN38聚丙烯阶梯环填料。附录七 塔径与填料公称直径的比值D/d的推荐值填料种类 D/d的推荐值 填料种类 D/d的推荐值：拉 西 环 ≥20-30 阶 梯 环 ＞8鞍 形 环 ≥15 环 矩 鞍 ＞8鲍 尔 环 ≥10-15结合后面塔径的计算，本设计选DN38聚丙烯阶梯环填料
（五）填料吸收塔工艺尺寸的计算（1）液相物性数据对低浓度吸收过程，溶液的物性数据可近似取纯水的物性数据。查附录二（水的重要物理性质）得，20℃时水的有关物性数据如下：密度为?L黏度为?L?998.2kg/m3 ?0.001Pa?s?3.6kg/(m?h)表面张力为?L?72.6dyn/cm?940896kg/h2查
得S02在水中的扩散系数为D?1.47?10?5cm2/s?5.29?10?6m2/h L（2）气相物性数据。混合气体的平均摩尔质量MVm??yiMi?0.05?64.06?0.95?29?30.75混合气体的平均密度?vm?PMvm101.3?30.75??1.257(kg/m3) RT8.314?298混合气体的黏度可近似取为空气的黏度，查附录一（空气的重要物理性质）得20℃空气的黏度：?v?1.81?10?5Pa?s?0.065kg/(m?h)?0.108cm2/s?0.039m2/h 查
得S02在空气中的扩散系数DL（3）气、液相平衡数据查附录八（若干气体水溶液的亨利系数）得常压下20℃时
在水中的亨利系数为E?3.55?103kPa
相平衡常数E3.55?103m???35.04 P101.3溶解系数H??LEMs?998.23?0.0156[kmol/(kPa?m)] 33.55?10?18.02物料衡算进塔气相摩尔比为：y10.05??0.0526
Y1?1?y11?0.05出塔气相摩尔比为：Y2?Y1?1??A??0..95??0.0026(?3A为吸收率) 进塔惰性气体流量为：
qnG?qv???1?y1????(1?0.05)?93.25kmo/lh22.4273?to22.4273?25上式中qv为入塔炉气流量；to为25℃；y1为S02的摩尔分率0.05。吸收过程为低浓度吸收，平衡关系为直线，最小液气比可按下式计算：
?qnL?Y1?Y2 min????qnG?Y1/m?X2??X2?0; 对于纯溶剂吸收过程，进塔液相组成为：?qnL?0.63min??33.29 ???qnG?0.?0???qnL?qnL?1.4?mi n???qnG?qnG?取安全系数1.4。qnL?1.4?33.29?46.61
qnL?46.61?93.25?4346.38kmo/lh qnG?Y1?Y2??qnL?X1?X2?
X1?qnG?Y1?Y2?93.25??0.63???0.0011qnL4346.38操作线、平衡线和气液比关系曲线：
（4）塔径计算采用Eckert通用关联图（附录十）计算泛点气速气相质量流量为：?V?qv?vm??3016.8kg/h 液相质量流量可近似按纯水的流量计算：?L?qnL?MS?78321.77kg/h0.50.5Eckert通用关联图的横坐标为： ?L??vm?.257????????0.921
?V??L?301.68?998.2?查Eckert压降关联图
UF2?F??vm0.2 ?L?0.023g?L
查附录六（散装填料泛点填料因子平均值）
圆整塔径取D=1.2m泛点率校核 u=
(在允许范围内) 填料规格校核：（附录七） 液体喷淋密度校核，取最小润湿速率为：
查 附录三(国内阶梯环数据)得：
u=经以上校核可知，填料塔直径选用D=1200mm合理（5）填料层高度计算=35.040.5脱吸因数为S气相总传质单元数
=7.026气相总传质单元高度采用修正的思田关联设计算：
查表填料泛点和压降的通用关联图
=33dyn/cm=427680(kg/液体质量通量为
)==69286.77kg/()
=0.592气膜吸收系数
气体质量通量为
2668.79kg/
=0.0336[Kmol/
液膜吸收系数由下式计算
]=1.099m/h
由=1.45 查附录四（常见填料形状系数）则=0..5
=3.966[Kmol/
] 0.=57.45%&50%由
设计取填料层高低
查附录五HETP关联式中的常数值，对阶梯环填料：取
h=8计算得填料层高度为6000mm，故不需分段六 填料层压降计算采用Eckert通用压降关联图计算填料层压降横坐标为
=0.921查附录九（散装填料压降填料因子平均值）可得纵坐标为
=0.0052查附录十填料塔泛点和压降的通用关联图
=107.91Pa/m填料层压降
七 填料吸收塔内件的类型与设计（1） 塔内件的类型塔内件是填料塔的组成部分，它与填料及塔体共同构成一个完整的填料塔。所有塔内件的作用都是为了使气液在塔内更好地接触，以便发挥填料塔的最大效率和最大生产能力，所以塔内件设计的好坏直接影响到填料性能的发挥和整个填料塔的操作运行。另外，填料塔的“放大效应”除了填料本身固有因素外，塔内件对它的影响也很大。塔内件主要包括以下几个部分：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。 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。①料支承装置填料支承装置的作用是支承塔内的填料，常用的填料支承装置有栅板型、孔管型、驼峰型等。支承装置的选择，主要的依据是塔径、填料种类及型号、塔体及填料的材质、气液流率等。②填料压紧装置填料上方安装压紧装置可防止在气流的作用下填料床层发生松动和跳动。填料压紧装置分为填料压板和床层限制板两大类，每类又有不同的型式。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、石墨等制成的易发生破碎的散装填料。床层限制板用于金属、塑料等制成的不易发生破碎的散装填料及所有规整填料。床层限制板要固定在塔壁上，为不影响液体分布器的安装和使用，不能采用连续的塔圈固定，对于小塔可用螺钉固定于塔壁，而大塔则用支耳固定。③ 体分布装置液体分布装置的种类多样，有喷头式、盘式、管式、槽式及槽盘式等。液体由半球形喷头的小孔喷出，小孔直径为3～10mm，作同心圈排列，喷洒角 ≤80°，直径为(1/3~1/5)D。这种分布器结构简单，只适用于直径小于600mm的塔中。因小孔容易堵塞，一般应用较少。盘式分布器有盘式筛孔型分布器、盘式溢流管式分布器等形式。液体加至分布盘上，经筛孔或溢流管流下。分布盘直径为塔径的0.6～0.8倍，此种分布器用于D&800mm的塔中。管式分布器由不同结构形式的开孔管制成。其突出的特点是结构简单，供气体流过的自由截面大，阻力小。但小孔易堵塞，弹性一般较小。管式液体分布器使用十分广泛，多用于中等以下液体负荷的填料塔中。在减压精馏及丝网波纹填
料塔中，由于液体负荷较小故常用之。管式分布器有排管式、环管式等不同形状。根据液体负荷情况，可做成单排或双排。槽式液体分布器通常是由分流槽（又称主槽或一级槽）、分布槽（又称副槽或二级槽）构成的。一级槽通过槽底开孔将液体初分成若干流股，分别加入其下方的液体分布槽。分布槽的槽底（或槽壁）上设有孔道（或导管），将液体均匀分布于填料层上。槽式液体分布器具有较大的操作弹性和极好的抗污堵性，特别适合于大气液负荷及含有固体悬浮物、粘度大的液体的分离场合。由于槽式分布器具有优良的分布性能和抗污堵性能，应用范围非常广泛。槽盘式分布器是近年来开发的新型液体分布器，它将槽式及盘式分布器的优点有机地结合一体，兼有集液、分液及分气三种作用，结构紧凑，操作弹性高达10:1。气液分布均匀，阻力较小，特别适用于易发生夹带、易堵塞的场合。 ④ 体收集及再分布装置液体沿填料层向下流动时，有偏向塔壁流动的现象，这种现象称为壁流。壁流将导致填料层内气液分布不均，使传质效率下降。为减小壁流现象，可间隔一定高度在填料层内设置液体再分布装置。最简单的液体再分布装置为截锥式再分布器。截锥式再分布器结构简单，安装方便，但它只起到将壁流向中心汇集的作用，无液体再分布的功能，一般用于直径小于0.6m的塔中。在通常情况下，一般将液体收集器及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。常用的液体收集器为斜板式液体收集器。前已述及，槽盘式液体分布器兼有集液和分液的功能，故槽盘式液体分布器是优良的液体收集及再分布装置。(2)液体分布液体分布均匀，评价液体分布均匀的标准是：足够的分布点密度；分布点的几何均匀性；降液点间流量的均匀性。分布点密度。液体分布器分布点密度的选取与填料类型及规格、塔径大小、操作条件等密切相关，各种文献推荐的值也相差很大。大致规律是：塔径越大，分布点密度越小；液体喷淋密度越小，分布点密度越大。对于散装填料，填料尺寸越大，分布点密度越小；对于规整填料，比表面积越大，分布点密度越大。八 设计一览表物料 气相 液相操作温度 25℃ 20℃操作压力 101.325kPa 101.325kPa填料塔径 1200mm填料高度 6m填料塔的附属高度 1.21m填料层的总压降 647.46Pa吸收塔高度 7.21m由计算结果可得，泵的选型可以选用：50-32-125型的泵九 对设计过程的评述
环境工程原理是环工类各有关专业的一门重要技术基础课，环境工程原理课程设计是继这一门课程结束之后的一个总结性教学环节。这一环节是环工类人才培养中进行的第一次实践，它犹如毕业设计那样的一次“预演习”，无疑对我们毕业前进行毕业设计将有很大的帮助。环境工程原理课程设计的主要内容是进行有关工艺计算与设备的结构设计，还要求画出工艺流程图和设备主要构型图，它与一般的习题、大作业有着明显的不同，因为它涉及的知识范围更广，要求更高。从资料、数据的收集，流程方案的确定，操作参数的选择，工艺和设备的计算等，单凭所学教科书是难以解决的，要求每个学生均要去查阅一定的资料、文献，开动脑筋，结合在环境工程原理课程中所学习过的理论知识及先修课程(如化学，物理化学，工程力学和工程制图等)的基础知识作综合运用。 这次我的课程设计题目是水吸收过程填料塔的设计，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，填料易用耐腐蚀材料制造等优点。本设计中，采用Eckert通用关联图计算泛点气速。在填料的选择中，几乎是用排除法来选择的，就是一种一种规格的算，后来认为DN38计算得的结果比比较好。虽然在同类填料中，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。用DN38计算所得的D/d值也符合阶梯环的推荐值。。（五）主要符号说明?L―――液相的密度，kg/m3D――――塔径，mDL―――溶质在液体中的扩散系数，m2/hDv――――溶质在气体中的扩散系数，m2/h?L―――液体的表面张力，kg/h2?C―――填料材质的临界表面张力，kg/h2MVm―――混合气体的平均摩尔质量，?vm――――混合气体的平均密度，kg/m3?v――――气体的黏度，kg/?m?h??L――――液体的黏度，kg/?m?h?m――――相平衡常数，无因次 n――――筛孔数目
H――――溶解度系数，kmol/(kPa?m3) x――――液相摩尔分数X――――液相摩尔比y――――气相摩尔比Y――――气相摩尔比qnG――――进塔惰性气体流量，kmol/h qv――――入塔炉气流量，m3/hqnL――――吸收剂摩尔流量，kmol/h ?V――――气相质量流量，kg/h
?L――――液相质量流量，kg/hu――――空塔气速，m/suF――――泛点气速，m/s?F――――泛点填料因子?――――填料形状系数UL――――液体质量通量，kg/?m2?h? UV――――气体质量通量，kg/?m2?h? Z――――填料层高度，mkG――――气体吸收系数，kmol/?m2?h?kPa? kL――――液膜吸收系数，m/hS――――吸收因数a――――填料的有效比面积，m2/m3 at――――填料的总比表面积，m2/m3 aw――――填料的湿润比表面积，m3/m2?h
Umin――最小液体喷淋密度，m3/m2?h3?L?Wmin――――最小润湿速率，m3/?m?h? U――液体喷淋密度，m/m2?hNOG――――气相总传质单元数P――――操作压力，Pa?P――――填料层压降，PaR――通用气体常数，8.314（m3kPa）/（kmol?K） t0――温度，℃?――――塔的横截面积，m2g――――重力加速度，9.81m/s2参考文献：[1]胡洪营，张旭，黄霞，王伟．环境工程原理，高等教育出版社，2005[2]冯霄，何潮洪．化工原理，科学出版社，2007[3]马江权，冷一欣．化工原理课程设计，中国石化出版社，2009[4]林大钧，于传浩，杨静．化工制图，高等教育出版社，2007[5]方立国．计算机辅助化工制图与设计，化学工业出版社，
2010[6]王晓琴，庞行志．画法几何与土木工程制图，华中科技大学出版社，2006
附录三 国内阶梯环特性数据
附录七 塔径与填料公称直径的比值的推荐值
填料塔泛点和压降的通用关联图
-空塔气速，;;-气体和液体的密度，-气体和液体的质量流量，
，简称填料因子，; ;
填料吸收塔装配图
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