填料吸收塔课程设计课件.ppt

填料吸收塔课程设计 第一节 概述 第二节 设计计算过程 第三节 注意事项 第一节 概述 填料吸收塔是化学工业中最常用的气液传质设备之一。它具有结构简单、便于用耐腐蚀材料制造以及压降小等优点，采用新型高效填料可以获得很好的经济效果，常用于吸收、精馏等分离过程。本讲以填料吸收塔为例，介绍其设计方法。 在设计吸收装置时，必须事先规定或已知： ⑴ 在单位时间所应处理的气体总量； ⑵ 气体组成； ⑶ 被吸收组分的吸收率或排出气体的浓度； ⑷ 所使用的吸收液； ⑸ 操作温度和压力。 吸收的分类 一般设计过程和步骤 ⑴ 吸收剂的选择 ⑵ 决定操作温度和压力 ⑶ 确定气液平衡关系； ⑷ 选择液气比和确定流程； ⑸ 选择填料 ⑹ 计算塔径和填料层高度； ⑺ 压力损失计算； ⑻塔内辅助装置的选择和计算； 第二节 设计计算过程 一、吸收流程的确定 二、填料的选择 三、基础物性数据整理 四、物料衡算 五、填料塔的工艺尺寸的计算 六、填料层压降计算 七、塔内辅助装置的选择和计算 参考资料 贾绍义，柴诚敬主编.化工原理课程设计（化工传递与单元操作课程设计）.天津：天津大学出版社，2002 匡国柱，史启才主编.化工单元过程及设备课程设计.北京：化学工业出版社，2001 1.填料支承结构的设计 涂伟平，陈佩珍，程达芬编.化工过程及设备设计.北京：化学工业出版社，2000：103-106. 2 .填料塔附属设备的设计 E.E.路德维希编.化工装置实用工艺设计（第2卷）.北京：化学工业出版社，2000：321-329. 3.制图标准 魏崇光，郑晓梅主编.化工工程制图（化工制图）.北京：化学工业出版社，1994：10-14，66-71. 刘雪暖，汤景凝主编.化工原理课程设计.山东：石油大学出版社，2001：112-121. 4.丙酮-水相平衡常数 汤金石主编.化工原理课程设计.北京：化学工业出版社，1990：210. 5.容器法兰的选择 董达勤主编.化工设备机械基础（二版）.北京：化学工业出版社，1994：324-325 6.填料塔附属设备的设计 汤金石主编.化工原理课程设计.北京：化学工业出版社，1990：225-233. 7.扩散系数的计算 刘光启，马连湘，邢志有主编.化工物性算图手册.北京：化学工业出版社，2002：694-695，712 8.吸收塔的设计 匡国柱，史启才主编.化工单元过程及设备过程设计.北京：化学工业出版社：249-299. 9.填料塔内件的计算 王树楹主编.现代填料塔技术指南.北京：中国石化出版社，1998：163-201. 10.填料塔结构的设计 刘雪暖，汤景凝主编.化工原理课程设计.山东：石油大学出版社，2001：92-106. 11.筒体和封头的设计 魏崇光，郑晓梅主编.化工工程制图（化工制图）.北京：化学工业出版社，1994：183-196. 用例题说明计算过程 例：矿石焙烧炉送出的气体冷却到25℃后送入填料塔中，用20℃清水洗涤以除去其中的SO2。入塔的炉气流量为2400m3/h，其中SO2的摩尔分率为0.05，要求SO2的吸收率为95%。吸收塔常压操作，因该过程液气比很大，吸收温度基本不变，可近似取为清水的温度。 一、设计流程的确定 根据气、液两相流动方向的不同，分为逆流操作和并流操作两类，工业上常采用逆流操作。 除了少数情况只需单独进行吸收外，一般需对吸收后的溶液继以脱吸，使溶剂再生，循环使用。因此，除了吸收塔以外，还需与其他设备一道组成一个完整的吸收-脱吸流程。 小结 ⑴ 根据题目条件，采用清水做吸收剂 ⑵ 为提高传质效率，选用逆流吸收 ⑶ 采用单塔吸收、部分溶剂循环的吸收流程 二、填料的选择 长期的研究，开发出许多性能优良的填料，如图是几种填料的形状。 按填料结构及其使用方式可以分为散堆填料和规整填料。 1.填料的几何特性 ⑴ 比表面积 单位体积填料的填料表面积称为比表面积，以 a 表示，其单位为m2/m3。填料的比表面积愈大，所提供的气液传质面积愈大。因此，比表面积是评价填料性能优劣的一个重要指标。 ⑵ 空隙率 单位体积填料中的空隙体积称为空隙率，以 ? 表示，其单位为m3/m3，或以%表示。填料的空隙率越大，气体通过的能力越大且压降低。因此，空隙率是评价填料性能优劣的又一重要指标。 1.填料的几何特性 ⑶ 填料因子 填料的比表面积与空隙率三次方的比值，即a/? 3，称为填料因子，以 ? 表示，其单位为1/m。填料因子分为干填料因子与湿填料因子，填料未被液体润湿时的 a/?3 称为干填料因子，它反映填料的几何特性；填料被液体润湿后，填料表面覆盖了一层液膜，a和? 均发生相应的变化，此时的a/? 3 称为湿填料因子，它表示填料的流体力学性能，?值越小，表明流动阻力越小。 2.填料的性能评价 填