填料塔常用的液体分布装置
填料塔附属设备设计
5 优化设计计算 5.1 数据预处理 5.2 塔径的计算 5.3 填料层高度的计算 5.4 精馏塔塔体年投资折旧费及维修费用1J 5.5 冷凝器年运转费用2J 5.6 再沸器年运转费用或加热蒸汽费用3J 5.7 填料年折旧费用 5.8 汽液负荷 5.9 年总费用与回流比的关系 6 填料塔水力学性能校核 6.1 泛点率校核 6.2核算径比 80032825 T p D d ==>>8 6.3核算喷淋密度 v min ()(M.W.R)0.0820916.72 L a =?? t a [m 3/(m .h)] 回流液opt L R D mol h ==? 6.4 填料塔压降 化原下册P151图11-27Ekert 泛点和压降通用关联图可查得每米填料层压力降。 7 附属设备的设计与选型 7.1 塔顶冷凝器
7.1.1 初估冷凝器传热面积 7.1.1.1 冷凝器传热量 D opt D D D Dr R Dr R Vr Q )1()1(+=+== 7-1 式中 D Q 冷凝器传热量，kJ/h ； V 精馏段汽相流量，kmol/h ； D r 冷凝器中汽相冷凝潜热，kmol kJ/； D 塔顶产品流量，kmol/h ； R 、opt R 回流比和最佳回流比。 7.1.1.2 冷凝器传热推动力 opt D D opt m t T t T t t t ,211,2ln ---= ? 7-2 式中 m t ? 冷凝器传热推动力，C ?； D T 冷凝器汽相（第一块塔板汽相）露点温度，C ?； 1t 冷凝器中冷却水进口温度，C ?； opt t ,2 冷凝器中冷却水最佳出口温度，C ?。 若C 50)(1max ?>-=?t T t D m ，则冷凝器应装有温度补偿装置或采用浮头式换热器。 7.1.1.3 初估冷凝器传热面积 )(m D D D t K Q A ?= 7-3 式中 D A 冷凝器传热面积，2m ； D K 冷凝器总传热系数，C)h kJ/(m 2???。 取D K （初估）值代入式7-3 得D A （初估）。 根据D A （初估）从换热器系列型号中选择固定管板式列管换热器，其尺寸为： 公称直径 公称压力 管程数 管子根数 换热面积 管长 管子排列方式 管子规格 7.1.2 冷凝器选型 7.1.2.1 冷凝器传热系数的校核 1 2 1121222111d d d d R d d b R K s m s αλα++++= 7-4 式中 1α、2α 冷凝器管内、外对流给热系数，C)W/(m 2??；
塔填料及液体分布器研究
塔填料及液体分布器研究 摘要：近年来，随着先进科学技术的改革和发展，我国填料塔技术发展已逐渐趋于完善，新型散堆填料塔技术的综合应用性能非常好，所以其应用范围最广，本文将结合实际应用案例对塔填料及液体分布器进行深入研究。 关键词：塔填；液体分布器；研究 自改革开放以来，我国工业科学技术进入了飞速发展的阶段，随着力学理论、传质模型不断的发展和完善，塔板技术已突显出了其技术领先地位。现阶段，由于能源供需关系紧张，我国塔板技术的应用面临着前所未有的挑战，如何完善塔板技术的应用，降低工业生产技术的能源消耗量等问题已成为我国广大塔填料工程设计人员研究讨论的重点问题。常用的精馏塔设备主要有填料塔和板式塔两大类，两种设备的运行效果存在很大的差异性，传统板式塔其制作工艺复杂，能源转化率低，填料塔的制作工艺简单，能源转化率高。目前，我国大多数工业企业应用的精馏塔设备类型为塔填料，本文通过塔填料类型深入探讨液体分布器的应用问题和研究发展方向[1]。 1.塔填料类型 1.1.散堆填料 散堆填料及塔设备是进行吸收、精馏、干燥、萃取等
传热处理的主要装置过程，在传质、传热过程中，散堆填料的气-液、液-液变化明显，随着计算机网络工程技术的发展，散堆填料技术已经逐渐走出了传统传质、传热能源消耗量大的困境，在反应蒸馏、流化干燥、超重力分离等领域都发挥着重要作用，具体表现在以下几个方面：①散堆填料的规律化、规范化，和传统填料形式进行对比分析可知，在填料时，应时刻保持填料的重心在纵向取向上，这种填料形式可以将填料表面的液膜更均匀；②降低填料塔的压强，使装置设备的传质效率大幅度升高；③对不同类型填料形式，采用不同种填料技术，目前开发应用的调料类型主要为散堆填料，其填料功能的复合化程度非常高，适用于多种填料技术；④因为散堆填料技术拥有较强的催化作用和传质作用，这种优良的应用性能可以在一定程度上提高装置的传质效率[2]。 1.2.规整填料 规整填料是近几年发明的新型填料形式，其设计方法和应用性能和三推填料有很大差别。规整填料可以提高塔装置的传质效率，并且其能源转化率非常高，一般情况下，在难分离物系、热敏物系、高纯产品等领域的应用非常广，其主要应用性能有以下几点：①在减压塔中，规整填料可以促进热敏物系和难分离物系发生催化反应，增加塔装置的热吸收稳定性；②在汽油分离塔中，规整填料应用在汽油分离装置中，可以实现能源转化率的最大化，帮助乙烯、苯乙烯等
填料塔的设计
目录
前言 世界卫生组织和联合国环境组织发表的一份报告说：“空气污染已成为全世界城市居民生活中一个无法逃避的现实。”如果人类生活在污染十分严重的空气里，那就将在几分钟内全部死亡。工业文明和城市发展，在为人类创造巨大财富的同时，也把数十亿吨计的废气和废物排入大气之中，人类赖以生存的大气圈却成了空中垃圾库和毒气库。因此，大气中的有害气体和污染物达到一定浓度时，就会对人类和环境带来巨大灾难，对有害气体的控制更必不可少。 一．设计任务书 1.设计目的 通过对气态污染物净化系统的工艺设计，初步掌握气态污染物净化系统设计的基本方法。培养学生利用所学理论知识，综合分析问题和解决实际问题的能力、绘图能力、以及正确使用设计手册和相关资料的能力。 2.设计任务 试设计一个填料塔，常压，逆流操作，操作温度为25℃，以清水为吸收剂， ，气体处理量为1500m3/h，其中含氨%（体积分数），吸收脱除混合气体中的NH 3
要求吸收率达到99%，相平衡常数m=。 3.设计内容和要求 1）研究分析资料。 2）净化设备的计算，包括计算吸收塔的物料衡算、吸收塔的工艺尺寸计算、填料层压降的计算及校核计算。 3）附属设备的设计等。 4）编写设计计算书。设计计算书的内容应按要求编写，即包括与设计有关的阐述、说明及计算。要求内容完整，叙述简明，层次清楚，计算过程详细、准确，书写工整，装订成册。设计计算书应包括目录、前言、正文及参考文献等，格式参照学校要求。 5）设计图纸。包括填料塔剖面结构图、工艺流程图。应按比例绘制，标出设备、零部件等编号，并附明细表，即按工程制图要求。图纸幅面、图线等应符合国家标准；图面布置均匀；符合制图规范要求。 6）对设计过程的评述和有关问题的讨论。 二．设计资料 1.工艺流程 采用填料塔设计，填料塔是塔设备的一种。塔内填充适当高度的填料，以增加两种流体间的接触表面。例如应用于气体吸收时，液体由塔的上部通过分布器进入，沿填料表面下降。气体则由塔的下部通过填料孔隙逆流而上，与液体密切接触而相互作用。结构较简单，检修较方便。广泛应用于气体吸收、蒸馏、萃取等操作。 2.进气参数 进气流量: 1500m3/h 进气主要成分：NH 3
填料塔孔口型液体分布器液体穿孔流量系数实验研究
填料塔孔口型液体分布器液体穿孔流量系数实验研究 张剑慈! 董谊仁 "浙江工学院浙西分校#衢州$%&’’&( " 浙江工业大学(在特制的实验装置中#针对填料塔孔口型液体分布器最常见的单孔流量范围#实验研究了)种孔口的流量系数*+随孔口结构和雷诺数,-的变化规律#从所得到的.’)组*+/,-数据表明#各种孔口的*+均与,-密切相关0,-大于1’’’’#*+为一恒定值#在’2314’253范围#仅随孔口结构而变#,-小于1’’’’#*+呈现出急剧6复杂的变化0实际填料塔液体分布器孔口射流雷诺数多在1’’’’以下#故将流量系数作为常数来处理是不够合理的0 关键词7填料塔 液体分布器流量系数孔口型设计 填料塔孔口型液体分布器是最广泛使用的一类分布器#液体穿孔流量系数*+是这类分布器设计中最重要的参数之一0关于*+的理论和实验研究#许多水力学工作者#早已确认了影响*+的主要因素是孔口流动雷诺数,-以及孔口结构和尺寸#并证明当,-超过一定值后#只与后者有关#还确定了各种孔口的*+实验测定值0但他们研究所用的开孔#直径多在1英寸以 上#流动压头也较大#常达数英尺819 0目前#在国内外一些文献中#也正是选用这些实验值#且均认为它是 一个常数值8%4:90例如在;<=>?@8%9近著中#对于冲孔# 推荐*+A’2:’:8$#&9#可取较低值’23%4’23$8.#39 B 国内化学工程手册8:9中则推荐*+ A’234’2)0由于工艺过程不同#填料塔内液体喷淋密度变化范围相当广#有小到.C $D"C % E F (以下#也有大过1’’C $D "C %E F (的0在精馏塔中#常见的是在.C $ D "C % E F (4%’C $D "C %E F (B 设计中#为满足液体均匀分布的要求#对于散装填料#喷淋点密度多在1’’点D C % 上下# 规整填料所要求的点密度更大#且一般在低喷淋密度时#要求此值更大B 常用的开孔直径是3C C 到1%C C #特殊情况也有小至%C C 或大到%.C C 左右 的B 允许液头高度不大#一般是数十到数百毫米0为满足稳定流动和工艺上的各种要求#孔口尚有不同结构7平板上直接开孔和设管嘴0开孔有直孔6内斜孔6外斜孔B 管嘴有内管嘴6外管嘴6收缩管嘴6扩散管嘴等0 根据填料塔孔口型液体分布器孔口结构和穿孔流动的上述特性#是否可采用有关文献中推荐的简单办法#选取孔口流量系数#进行分布器的设计或核算#本文在大量实验研究的基础上#对此进行一些探讨#试 图提出更完善的解决办法0G 实验装置和测定方法 G 2G 实验装置 实验装置示于图1# 测试所用介质为水0泵%将槽1中的水经调节阀$6转子流量计&加到挡水板.的中心#后沿其表面径向H 辐射I 到槽3的壁面#再均匀 地附壁降落补充入槽#这就避免了进水引起的液面波动0孔口测定时#槽3中的水#平稳地穿过孔口:流进接水槽5#最后经过回水阀1’返回槽1 图G 实验装置示意图 1J 循环水槽B%J 水泵B$J 调节阀B&J 流量计B .J 挡水板B3J 测试槽B:J 可拆测试孔口B )J 液位计B5J 接水槽B1’J 回水阀 E ’1E 化学工程 %’’’年第%)卷第$期 !张剑慈#女#讲师#153&年生0 万方数据
化工设备填料塔结构
化工设备填料塔结构 10.2.1 填料塔的结构及其结构特性 1. 填料塔的结构 如图所示为填料塔的结构示意图，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。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（小直径塔一样不设气体分布装置）分布后，与液体呈逆流连续通过填料层的间隙，在填料表面上，气液两相紧密接触进行传质。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淌时，有逐步向塔壁集中的趋势，使得塔壁邻近的液流量逐步增大，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面，使传质效率降低；不能直截了当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. 填料特性的评判 （1）比表面积a （2）间隙率
塔内单位体积填料层具有的间隙体积，m 2/m 3。ε为一分数。ε值大则气体通过填料层的阻力小，故ε值以高为宜。 关于乱堆填料，当塔径D 与填料尺寸d 之比大于8时，因每个填料在塔内的方位是随机的，填料层的平均性较好，这时填料层可视为各向同性，填料层的间隙率ε确实是填料层内任一横截面的间隙截面分率。 当气体以一定流量过填料层时，按塔横截面积计的气速u 称为“空塔气速”（简称空速），而气体在填料层孔隙内流淌的真正气速为1u 。二者关系为：ε/1u u =。 （3）塔内单位体积具有的填料个数n 依照运算出的塔径与填料层高度，再依照所选填料的n 值，即可确定塔内需要的填料数量。一样要求塔径与填料尺寸之比8/>d D （此比值在8～15之间为宜），以便气、液分布平均。若8/ 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.填料塔的工艺尺寸计算 (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.前言 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，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。 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大，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。 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。 6 填料塔的结构设计 I. 塔径计算 计算公式： D = ① 塔填料选择 须知： 相对处理能力：拉西环<矩鞍<鲍尔环<阶梯环<环鞍(填料尺寸相同，压降相同) 对于规整填料，分离能力：丝网类填料>板波纹类填料，板波纹填料较丝网类有较大的处理量和较小的压降。250Y ——250指的是填料的比表面积，Y 指的是波纹倾角为45o ,X Y 指的是波纹倾角为30o 填料选择的三步骤：选材质→选类型→选尺寸(径比应保持不低于某一下限值，以防止产生较大的壁效应，造成塔的分离效率下降。) 选尺寸说明：填料尺寸大，成本低，处理量大，但效率低。一般大塔常使用50mm 的填料。 塔径/mm 填料尺寸/mm D<300 20~25 300 年第总期化工生产与技术 , 嗽翅期的选择特别适合在真空精馏中应用直径很大。大于一 , 时无论选用哪一种液体分布器 , 构成再分布器因本身难以实现液体的良好混合都必须附加液体收集器 , 。孔盘型液体再分布器设计要点应设置足够数量的升气管以利气体分布 , , 这对低压降填料层尤其必要数量太多不仅没型有必要而且还会阻碍液体在集液盘上的流 动 , 今介扮, … ? 》? 和混合使液位升高形成过大的液面梯度直 , , 、汽丫一 , 至液体溢人升气管。厂今介乡厂厂尸乃匀升气管可做成圆形方形矩形条形且上 , 、、、端均须加有盖帽度宜在尺。方形矩形和条形造价较低 , 。、 , 叮右产乃型从有利于流体分布讲矩形条形升气管的宽范围升气管必须合理排 , 列它们间要留有足够空间避免上升气速过 , 高雾沫夹带量过大和气流对塔壁的冲刷考虑 , 到气体能均匀地流进上层填料升气管和支承 , 板间至少要保持一一的距离最好扩大到 , , 当支承板下设支承梁时距离还要相一一图一 , 应增大型。条形升气管的数目可参照表确定。表塔径孔盘式液体再分布器条形升气管参数分布盘外径〕｝内（勺廿亡 “ 妇｝』 ,『〕八比匕曰曰为【曰找月山只门勺〕巴〔沙斜板型液体收集器选用和设计要点升气管数户曰乃〕斗叹只曰心〕月除了收集器和小部分结构外液体再分布器的选用设计方法同液体分布器是类似的故、溯 , 前面有关液体分布器的讨论对再分布器同样适用本节仅介绍其特殊 点 , 。类型的选择对于直径小于 , 的小塔且再分。布要求不高时可选用花型再分布器直径大于必须选其它型式其中直径不大于 , 再分布要求高时盘型是最好的选择因为 , 、、、。对帽盖的设计不能吊以轻心否则会形 同 , 它各项技术性能好占空间小结构相对简单 , , 虚设帽盖有多种型式平盖斜盖和槽形盖平 , 。。投资省槽型和管型再分布器它们均须由分布器和收集器相组合而成结构比较复杂本体高 , 、盖是不可取的它虽能挡液但不能阻止液体回 , 流人升气管改进措施是在平的主体周边加焊 , 度大占据许多塔内有效空间安装检修亦不 , , 宽度 , 的倾斜排液舌斜盖是常用的一 , 便但它具有优良的再分布性能压降很小斜 , 种它的周边均应 ［收稿日期］!""#$"%$#& ［作者简介］蔡新国（#’(’$），男，河北迁安人，#’’#年毕业于 河北轻化工学院，工程师，现从事化工工程设计工作。填料塔液体分布器的设计及应用 蔡新国 （河北省迁安化工有限责任公司，河北迁安#())#! ）［摘要］介绍了填料塔三种不同液体分布器的设计，经过几年的生产实践检验，均达到了设计期望值，对企业的高负荷生产起到了关键作用。 ［关键词］填料塔；液体分布器；设计 ［中图分类号］*+"&,-&［文献标识码］. ［文章编号］#""($/’"(（!""#）"($""!%$"! !概述 我公司在#!"01／2合成氨、!""01／2尿素的扩产技 术改造过程中，新增加了半水煤气常压脱硫塔，对变 换气脱硫塔进行了技术改造，更新改造了净化34!吸 收塔等填料塔，均由我公司承担设计任务。在塔器溶 液分布器的设计中，结合生产实际，灵活运用了溶液 分布器设计的基本原则，在生产中收到了满意的效 果。本文对这些塔的液体分布器装置设计进行总结， 以供同类型企业及相关行业改造设计时参考。 "填料塔液体分布器设计实例 !5#半水煤气常压脱硫塔 !5#5#设备规格 !&!""667,!%("66，内装!/(667,%667 !66聚丙烯阶梯环填料，共分三层，每层填料高 &6，每层,%"66为整齐放置，上方乱堆。 !5#5!液体分布器型式 压力排管式液体分布器（如图#所示）。其主要 尺寸：主管!)%"667#"66；支管!#,,667 )5&66，共#(根，支管下方及与垂直方向成#&8角 位置，交错开!#!66的降液孔!")"个，孔间距为 ! "66；主管下方与垂直方向夹角#&8、,"8、)&8开( 排!#!66的降液孔#))" 个。期 目录 第一章前言 ................................................................................. 错误!未定义书签。 塔设备设计简介 .................................................................. 错误!未定义书签。 填料塔结构简介 .................................................................. 错误!未定义书签。第二章设计方案的确定 ............................................................. 错误!未定义书签。 装置流程的确定 .................................................................. 错误!未定义书签。 吸收剂的选择 ...................................................................... 错误!未定义书签。 填料的选择 .......................................................................... 错误!未定义书签。 材料选择 .............................................................................. 错误!未定义书签。第三章工艺参数 ......................................................................... 错误!未定义书签。第四章机械设计 ......................................................................... 错误!未定义书签。 塔体厚度计算 ...................................................................... 错误!未定义书签。 封头厚度计算 ...................................................................... 错误!未定义书签。 填料塔的载荷分析及强度校核 .......................................... 错误!未定义书签。 塔体的水压试验 .................................................................. 错误!未定义书签。 水压试验时各种载荷引起的应力 .............................. 错误!未定义书签。 水压试验时应力校核 .................................................. 错误!未定义书签。第五章零部件选型 ..................................................................... 错误!未定义书签。 人孔 ...................................................................................... 错误!未定义书签。 法兰 ...................................................................................... 错误!未定义书签。 除雾沫器 .............................................................................. 错误!未定义书签。 填料支撑板 .......................................................................... 错误!未定义书签。 1. 填料塔气液分布器优化设计原则 填料塔的气液分布器约几十种，它们随着填料塔技术的发展而发展。在大中型填料塔中，多采用槽式、盘式、管式或喷嘴式。迄今为止，国内外尚没有一个气液分布器优化设计指导原则，塔器硬件优化进程缓慢。一是因为维护知识产权和保护经济利益，各公司一般不肯将其高水平的专利气液分布器公开；二是世界上还没有一个公认的权威单位牵头制定这样一个硬件优化模型。 经二十多年的研发、设计和应用，我们做了一点尝试性工作，现将“填料塔气液分布器优化设计原则”———“赵汝文模型”介绍给大家。 填料塔气液分布器优化设计原则 塔顶回流槽优先，抗堵喷头或槽盘。 集液布流出侧线，首选槽盘是关键。 液位太低控制难，外流盘槽换槽盘。 集液布液无侧线，筛盘、槽盘任君选。 若遇循环取热段，首推盘槽、盘槽管。 小采下边设循环，新荐环槽共槽盘。 填料上面是塔盘，优选盘槽、盘槽管。 填料下面是塔盘，梁挂一盘挺圆满。 常规盘下穿流板，连创盘槽、盘槽管。 设计改造省空间，新连通槽摘桂冠。 闪蒸进料属高难，管式、槽式有麻烦。 气液初布加槽盘，各种进料包容全。 实践是检验真理的唯一标准，实践也会给该原则作出定论。深信随着塔器技术的深入发展，该原则将会不断得到完善和发展，并造福于人类。 2. 填料塔气液分布器优化设计原则详解 2.1 塔顶回流槽优先 大中型填料塔塔顶回流分布器在无脏堵情况下应优先选择带管式预分布器的二级槽式液体分布器，以便于安装、检修，不易形成液沫挟带。 其他形式的液体分布器都不太合适。如筛孔盘式液体分布器和槽盘式气液分布器上下都需安装空间，所占总的空间高度相对较高，并需多开一个人孔；管式液体分布器布液的均匀性较差；喷嘴式液体分布器容易形成液沫挟带，如增设捕沫器会使设计复杂化。 2.2 抗堵喷嘴或槽盘 当某段填料的液体分布器容易被脏物堵塞时，应优先选用螺旋喷嘴式液体分布器或者槽盘式气液分布器。 螺旋式喷嘴式液体分布器是压力式液体分布器，管内液体流速较高。既不容易堵管，也不容易堵塞喷嘴，其抗脏堵能力相对较强。 槽盘式气液分布器是一种重力式液体分布器，它就是为解决空间高度低和抗堵塞两大难题而诞生的。由于该分布器的喷淋孔开在升气管的中上部，设计液位一般在小孔之上100毫米左右。重脏物沉于盘底，小孔以下200～300毫米高的空间内可以贮存大量的重脏物；轻脏物浮在液层上面；液层中的小孔难以被堵塞。 应着重指出的是当液体容易发生自聚、缩聚等聚合时，槽盘式气液分布器的喷淋孔也会被堵塞。此时应选用螺旋喷嘴式液体分布器。 2.3 集液布液出侧线首选槽盘是关键 常减压蒸馏装置中的常压塔和减压塔属于多侧线塔。多侧线塔的液体收集及侧线采出过去多采用集油箱（即集液盘）液体分布则采用二级槽式液体分布器。 目录 摘要1 Abstract2 绪论3 第一章设计原则与步骤4 1.1 设计任务4 1.2 设计原则4 1.3 设计步骤5 第二章精馏塔工艺设计6 2.1产品流量和组成的确定6 2.2塔板数的确定7 2.2.1进料线方程的确定7 2.2.2操作线方程8 2.2.3理论塔板数求解8 2.2.4实际板数的求取9 2.3精馏塔主体尺寸的计算10 2.3.1相关参数和物性数据计算10 2.3.2塔径的计算12 2.3.3精馏塔有效高度的计算14 2.3.4填料塔高度的计算14 2.4 塔板主要工艺尺寸的计算15 2.4.1溢流装置计算15 2.4.2 筛孔数目、筛孔排列及塔板布置16 2.5塔板流体力学验算17 2.5.1单板压降17 2.5.2液面落差18 2.5.3雾沫夹带18 2.5.4漏液19 2.5.5液泛19 2.6塔板负荷性能图20 2.6.1精馏段塔板负荷性能图20 2.6.2提馏段塔板负荷性能图22 第三章辅助设备26 3.1接管26 3.1.1进料管26 3.1.2回流管26 3.1.3塔顶蒸汽出口管26 3.1.4塔底出料管27 3.1.5塔顶蒸气出料管27 3.2换热器的计算28 3.2.1塔顶冷凝器设计：28 3.2.2塔底再沸器的选型30 3.2.3塔顶产品冷却器选型31 3.2.4塔底产品冷却器选型33 3.3储罐的选择34 3.4离心泵的选择34 3.4.4进料泵的选择34 3.4.2回流泵的选择34 第四章工艺流程35 第五章精馏塔的节能设计36 5.1精馏塔节能概述36 5.2节能技术方案36 第六章设计结论39 设计归纳总结40 致谢41 参考文献42 附录1 一般设计安全规范43 附录2 设计过程中主要符号说明44 附录3 Aspan软件模拟结果46 填料吸收塔课程设计说明书 专业 班级 姓名 班级序号 指导老师 日期 目录 前言 (2) 水吸收丙酮填料塔设计 (2) 一任务及操作条件 (2) 二吸收工艺流程的确定 (2) 三物料计算 (3) 四热量衡算 (4) 五气液平衡曲线 (5) 六吸收剂(水)的用量Ls (5) 七塔底吸收液浓度X1 (6) 八操作线 (6) 九塔径计算 (6) 十填料层高度计算 (9) 十一填科层压降计算 (13) 十二填料吸收塔的附属设备 (13) 十三课程设计总结 (15) 十四主要符号说明 (16) 十五参考文献 (17) 十六附图 (18) 前言 塔设备是炼油、化工、石油化工等生产中广泛应用的气液传质设备。根据塔内气液接触部件的形式，可以分为填料塔和板式塔。板式塔属于逐级接触逆流操作，填料塔属于微分接触操作。工业上对塔设备的主要要求：（1）生产能力大（2）分离效率高（3）操作弹性大（4）气体阻力小结构简单、设备取材面广等。 塔型的合理选择是做好塔设备设计的首要环节，选择时应考虑物料的性质、操作的条件、塔设备的性能以及塔设备的制造、安装、运转和维修等方面的因素。板式塔的研究起步较早，具有结构简单、造价较低、适应性强、易于放大等特点。 填料塔由填料、塔内件及筒体构成。填料分规整填料和散装填料两大类。塔内件有不同形式的液体分布装置、填料固定装置或填料压紧装置、填料支承装置、液体收集再分布装置及气体分布装置等。与板式塔相比，新型的填料塔性能具有如下特点：生产能力大、分离效率高、压力降小、操作弹性大、持液量小等优点。 水吸收丙酮填料塔设计 一任务及操作条件 ①混合气(空气、丙酮蒸汽)处理量：12493/ m h。 ②进塔混合气含丙酮 2.34％(体积分数)；相对湿度:70％；温度:35℃； ③进塔吸收剂(清水)的温度25℃； ④丙酮回收率：90％； ⑤操作压力为常压。 二吸收工艺流程的确定 采用常规逆流操作流程．流程如下。 典型塔设备设计 1.1 塔设备设计依据 《压力容器》GB150-2011 《固定式压力容器安全技术监察规程》TSG 21-2016 《化工设备基础设计规定》HG/T 20643-2012 《石油化工塔器设计规范》SH/T 3098-2011 《钢制化工容器结构设计规定》HG/T 20583-2011 《塔顶吊柱》G/T 21639-2005 《压力容器封头》GB/T 25198-2010 1.2 塔设备概述 石化行业是国民经济中能耗较高的产业部门，其能耗占工业能耗接近1/5，占全国总能耗的14%左右。在目前占有工业能耗接近五分之一的石化行业中，较大的能耗主要来源于化学原料及化学制品制造业能耗、石油天然气开采业能耗、石油加工、炼焦及核燃料加工业能耗、橡胶制品业能耗。而在化工生产中，分离的能耗占主要部分，其中尤以精馏塔在分离设备中占有最大比例，因此，塔设计的好坏与否，对于整个工厂的经济效益有着很重要的作用。 所以在本设计中，对MTBE合成裂解联合车间中第二甲醇回收塔进行详细设计。 1.3塔型选择 精馏塔主要有板式塔和填料塔两种，它们都可以用作蒸馏和吸收等气液传质过程，但两者各有优缺点，要根据具体情况选择。 表1-1 精馏塔主要类型及特点 类型选择时需要考虑多方面的因素，如物料性质、操作条件、塔设备的性能，以及塔的制造、安装、运转和维修等。对于真空精馏和常压精馏，通常填料塔塔效率优于板式塔，应优先考虑选用填料塔，其原因在于填料充分利用了塔内空间，提供的传质面积很大，使得汽液两相能够充分接触传质。而对于加压精馏，若没有特殊情况，一般不采用填料塔。这是因为填料塔的投资大，耐波动能力差。 目录 一．设计任务书............................................................................................... 错误!未定义书签。 1.设计目的错误!未定义书签。 2.设计任务错误!未定义书签。 3.设计内容和要求错误!未定义书签。 二．设计资料错误!未定义书签。 1.工艺流程错误!未定义书签。 2.进气参数错误!未定义书签。 3.吸收液参数错误!未定义书签。 4.操作条件错误!未定义书签。 5.填料性能错误!未定义书签。 三．设计计算书错误!未定义书签。 1．填料塔主体的计算错误!未定义书签。 吸收剂用量的计算错误!未定义书签。 塔径的计算错误!未定义书签。 填料层高度的计算错误!未定义书签。 .填料塔压降的计算错误!未定义书签。 2.填料塔附属结构的类型与设计错误!未定义书签。 支承板错误!未定义书签。 填料压紧装置错误!未定义书签。 液体分布器装置错误!未定义书签。 除雾装置错误!未定义书签。 气体分布装置错误!未定义书签。 排液装置错误!未定义书签。 防腐蚀设计错误!未定义书签。 气体进料管错误!未定义书签。 液体进料管：错误!未定义书签。 封头的选择错误!未定义书签。 总塔高计算错误!未定义书签。 3.填料塔设计参数汇总错误!未定义书签。 四．填料塔装配图（见附录）错误!未定义书签。五．总结错误!未定义书签。 六．参考文献错误!未定义书签。 附录错误!未定义书签。 前言 世界卫生组织和联合国环境组织发表的一份报告说：“空气污染已成为全世界城市居民生活中一个无法逃避的现实。”如果人类生活在污染十分严重的空气里，那就将在几分钟内全部死亡。工业文明和城市发展，在为人类创造巨大财富的同时，也把数十亿吨计的废气和废物排入大气之中，人类赖以生存的大气圈却成了空中垃圾库和毒气库。因此，大气中的有害气体和污染物达到一定浓度时，就会对人类和环境带来巨大灾难，对有害气体的控制更必不可少。 一．设计任务书 1.设计目的 通过对气态污染物净化系统的工艺设计，初步掌握气态污染物净化系统设计的基本方法。培养学生利用所学理论知识，综合分析问题和解决实际问题的能力、绘图能力、以及正确使用设计手册和相关资料的能力。 2.设计任务 试设计一个填料塔，常压，逆流操作，操作温度为25℃，以清水为吸收剂，吸收脱除混合气体中的NH3，气体处理量为1500m3/h，其中含氨%（体积分数），要求吸收率达到99%，相平衡常数m=。 3.设计内容和要求 1）研究分析资料。 2）净化设备的计算，包括计算吸收塔的物料衡算、吸收塔的工艺尺寸计算、填料层压降的计算及校核计算。 3）附属设备的设计等。 4）编写设计计算书。设计计算书的内容应按要求编写，即包括与设计有关的阐述、说明及计算。要求内容完整，叙述简明，层次清楚，计算过程详细、准确，书写工整，装订成册。设计计算书应包括目录、前言、正文及参考文献等，格式参照学校要求。 化工设备课程设计 —填料塔的设计说明书 院（系）别: 专业: 年级班: 姓名: 设计题目: 指导老师: 设计日期 目录 一、填料塔高度的确定 (3) 二、筒体壁厚的设计 (6) 三、筒体封头壁厚的设计 (7) 四、强度校核 (7) 五、塔设备的总质量 (8) 六、人孔及补强 (9) 七、容器支座 (9) 八、参考文献 (9) 九、后记 (9) 十、符号说明 (9) 化工设备设计 一、填料塔高度的确定 首先对塔体的尺寸的设计，塔体总有效高度（不包括裙座）由下列关系计算： 塔高（H）=吸收段高度( H)+ 支持圈高度(2H) + 栅板高度(3H) 1 + 支持板高度( H) +液体再分布装置高度(5H)+ 液体喷淋装置高度 4 ( H) + 塔底除雾沫器高度(7H) + 塔底段高度(8H)+封头尺寸(9H)+ 6 其他附属高度( H) 10 1、吸收段高度 H 1 通过化工原理相应知识的运用计算得，吸收段的高度为 10.5m,同时将填料吸收段划分为两段。 2、支持圈高度 H 2 支持圈采用圆环式支持圈，支持圈厚度应当考虑在塔高之中，以保证填料段的吸收效果。本设计中选用厚度为40mm的支持圈。 3、栅板高度 H 3 本设计选用栅板式支撑板，栅板式的支撑结构较为常用，由竖立的扁钢制成。栅板可以制成整块式或分块式的。针对于本设计中塔径为800mm，所以将栅板分成两块。栅板的运用起到了对吸收过程中，吸收效果的恒定和维持的重要作用，本设计中选用厚度为6mm的栅板。 4、支持板高度 H 4 支持板对于支撑支持圈，同时为支撑填料起着至关重要的作用。本设计中选用支持板上段高度为20mm的支持板。 5、液体再分布装置高度 H 5 填料塔内当液体沿填料层下流时，往往会产生壁流现象，使塔中心填料得不到良好的润湿，减少了气液接触的有效面积。为了克服这种现象，当填料层过高时，应将填料层分段装填，并在塔内每两段填料之间安装液体再分布装置，是液体重新分布。本设计选用可用于直径1000mm以下的塔的槽形再分布器，同时大致高度取800mm。 6、液体喷淋装置高度 H 6 液体喷淋装置的作用是为了能有效地分布液体，提高填料表面的有效利用率。液体喷淋装置的安装位置，通常需高于填料层表面150-300mm，本设计取250mm,，提高足够的自由空间，让上升气流不受约束地穿过喷淋器。本设计考虑了各种喷淋器的使用范围限制，选用适用范围为直径在800mm以上的塔的盘式分布器。 7、塔底除雾沫器高度 H 7 穿过填料层的气体有时会夹带液体和雾滴，因此有时需在塔底气体排出口前设置除雾沫器，以尽量出去气体中被夹带的液体雾沫，本设计选用分离效率高，阻力较小，重量较轻，所占空间不大的丝网除雾器。丝网除雾器的设计计算如下：（1）、设计气速的计算气体通过除雾器的速度是影响除雾器取得高效率的重要因素，设计气速可通过下式求取： u= 枣庄学院 化工原理课程设计 设计题目：甲醇-水分离过程填料精馏塔设计院别：化学化工与材料科学学院 专业：化学工程与工艺 指导教师:董凯 目录 前言...........................................................................2 甲醇水溶液填料塔设计......................................................2 1、任务及操作条件......................................................... 2 2、物料衡算..................................................................3 2.1原料液及塔顶和塔底的摩尔分率....................................3 2.2物料衡算............................................................ 4 3、由气液相图求出D t W t F t 精t 提t 全t ...........................4 4、物性数据处理............................................................5 4.1平均摩尔质量.........................................................5 4.2气相密度的计算......................................................5 4.3液相密度计算.........................................................5 4.4粘度的计算............................................................7 4.5表面张力的计算......................................................7 5、塔体工艺计算............................................................8 5.1液相的质量流量及气相质量流量....................................8 5.2蒸汽速度和塔径......................................................9 5.3填料塔的塔径.........................................................11 5.4精馏段填料层高度H 精的估算及精馏塔总高度Hz .................12 5.5喷淋密度............................................................12 6、附件...........................................................................13 6.1接管尺寸的计算.........................................................13 6.2液体分布器的选型......................................................15 6.3法兰........................................................................15 结论...........................................................................16 参考文献 (16)填料塔课程设计要点
填料塔器设计资料
填料塔液体分布器的设计_续四_第五讲_液体再分布器_图文_百(精)
填料塔液体分布器的设计及应用
填料塔设计机械设计
填料塔气液分布器优化设计原则
精馏塔及其附属设备的计算参考设计书
填料吸收塔设计示例
典型塔设备设计
填料塔的设计.doc(1)
化工设备填料塔的设计
化工原理课程设计(填料塔)