吸收氨程填料塔设计吸收塔设计课程设计
目 录
1 设计务书 1
2 设计方案简介 2
21 吸收流程确定 2
22 吸收剂选择 2
23 操作温度压力 3
24 塔填料选择 3
25 初步流程图 4
3 工艺计算 4
31 基础物性数 4
311 液相物性数 4
312 气相物性数 5
313 气液相衡数 5
314 物料衡算 6
32 填料塔工艺尺寸计算 7
321 塔径计算 7
322 填料层高度计算 8
323 填料层压降计算 10
324 吸收塔接尺寸计算 11
4 辅助设备计算选型 12
41 沫器 12
42 液体分布装置 13
43 液体分布器 15
44 填料压紧装置 16
45 填料支承装置 16
46 气体进出口装置 18
47封头选择 18
48孔选择 18
49 法兰选择 19
410 塔底液保持高度 21
411 塔附属高度计算 22
412 离心泵选型 22
413 风机选型 23
5设计览表 24
6实验评述 25
参考文献 26
符号说明 27
1 设计务书
1设计题目：吸收氨程填料塔设计
试设计座填料吸收塔脱混空气中氨气混合气体处理量32万Nm3h中含氨7（体积分数）求塔顶排放气体中含氨低002（体积分数）
2．操作条件
（1）操作压力 常压
（2）操作温度 20℃
3．工作日
天24时连续运行
4．厂址
宁波区
5．设计容
（1）吸收塔物料衡算
（2）吸收塔工艺尺寸计算
（3）填料层压降计算
（4）液体分布器简设计
（5）吸收塔接尺寸计算
（6）绘制生产工艺流程图
（7）绘制吸收塔设计图
（9）设计程评述关问题讨
6．设计基础数
20℃氨水中溶解度系数H0725kmol(m3kPa)
2 设计方案简介
21 吸收流程确定
吸收流程逆流操作流操作吸收剂部分循环操作塔串联操作串联—联混合操作五种通分析五种吸收流程特点确定实验采逆流操作
气相塔底进入塔顶排出液相塔顶进入塔底排出逆流操作利提高传质效率传质均推动力传质速率快分离效率高吸收剂利率高
22 吸收剂选择
吸收剂选择应考虑方面
(1) 溶解度 吸收剂溶质组分溶解度提高吸收速率减少吸收剂量
(2) 选择性 吸收剂溶质组分良吸收力混合气体组分吸收甚微
(3) 挥发度 操作温度吸收剂蒸汽压低减吸收生程中吸收剂会发损失
(4) 黏度 吸收剂操作温度黏度越低塔流动性越助传质速率传热速率提高
(5) 选吸收剂应满足毒性腐蚀性易燃易爆发泡冰点低廉价易化学性质稳定等求
氨气吸收般吸收剂选择水酸溶液根原设计采水作吸收剂 氨气易溶水水混合气体吸收选择性较黏度低塔流动性易挥发酸溶液相酸溶液易腐蚀设备成水高采水作吸收剂
23 操作温度压力
操作温度：20℃
操作压力：常压
24 塔填料选择
填料选择包括填料类型规格材质等选择填料类型拉西环鲍尔环阶梯环弧鞍填料矩鞍填料环矩鞍填料球形填料花环填料金属丝网波纹填料等阶梯环综合性较（增加填料间空隙利传质效率提高）
填料规格通常指填料公称直径般应满足填料塔直径少放置8块填料Dd>8尺寸越分离效率越高阻力增加通量减填料费增加
填料材质陶瓷金属塑料三种材质塑料填料质轻价廉耐腐蚀性较国般采聚丙烯材质
综合结设计采聚丙烯阶梯环填料
25 初步流程图
3 工艺计算
31 基础物性数
311 液相物性数
低浓度吸收程溶液物性数似取纯水物性数手册查20℃时水关五行数：
密度 ρL9982 kgm3
粘度 μL0001 pa•s36 kg(m•h)
表面张力 σL726 dyncm 940896 kgh2
氨气水中扩散系数
312 气相物性数
混合气体均摩尔质量
混合气体均密度
混合气体黏度似取空气黏度查手册20℃空气黏度
查手册氨气空气中扩散系数
1013kp0℃时 D0017cm2s
313 气液相衡数
题20℃氨水中溶解度系数
H0725kmol(m3kPa)
常压20℃时氨气水中亨利系数
相衡常数
314 物料衡算
进塔气相摩尔
出塔气相摩尔
混合气体处理量换算常温20℃时
进塔惰性气流量
该吸收程属低浓度吸收衡关系直线液气式计算
纯溶剂吸收程进塔液相组成
取操作液气
32 填料塔工艺尺寸计算
321 塔径计算
采Eckert通关联图[1]计算泛点气速
气相质量流量
液相质量流量似纯水流量计算
Eckert通关联图横坐标
查Eckert通关联图
选DN50塑料阶梯环
查散装填料泛点填料子均值表[1]
取
圆整塔径取D22m
泛点率校核：
（允许范围）
填料规格校核：
查塔径填料公称直径值Dd推荐值表[1]
液体喷淋密度校核：
取润湿速率
查塑料阶梯环特性数1
校核计算知填料塔直径D22m填料采DN50聚丙烯阶梯环填料合理
322 填料层高度计算
脱吸数
气相总传质单元数
气相总传质单元高度采修正恩田关联式计算：
查常见材质界便面张力值表[1]
液体质量通量
气膜吸收系数式计算：
气体质量通量
液膜吸收系数式计算：
查常见填料形状系数表[1]
填料层高度应留出定安全系数
设计取填料层高度
查表阶梯环填料
取
计算填料层高度6000mm需分段
323 填料层压降计算
采Eckert通关联图计算填料层压降
横坐标
查散装填料压降填料子均值表
坐标
查埃克特通关联图
填料层压降
324 吸收塔接尺寸计算
液体进体积：
液体济流速05~3ms取2ms
液体进横截面：
进液口径：
根HGT 205922009选择进液钢径DNB40mm外径45mm
气体进出体积：
气体济流速取35ms
气体进出横截面：
气体口径：
标准锈钢径规格选择钢径DNB600mm外径630mm
进口压降：
出口压降：
4 辅助设备计算选型
填料塔操作性坏塔辅助设备选型设计紧密相关合理选型设计保证塔分离效率生产力压降求塔辅助设备包括喷淋装置气体分布器液体分布器填料支承装置填料压紧装置等
41 沫器
空塔气速较塔顶溅液严重工艺程允许出塔气体夹带雾滴情况设置沫器减少液体夹带损失确保气体纯度保证续设备正常操作
常沫器装置折板沫器丝网沫器旋流板沫器沫器型式般根分离液滴直径求捕沫效率定压力降确定
次次设计采丝网沫器丝网沫器具表面积重量轻空隙率方便等优点尤具沫效率高压力降特点成种广泛沫装置丝网沫器宜气液中含粘结物固体物场合免沫器发生堵塞
丝网规格选择高效性网效率高网较密选装式丝网沫器根手册参数3
（1）通沫器气速：
K般取008~011处取011
（符合气速求）
（2）沫器直径：
（3）沫器高度：
保证沫器足够拦液表面气液停留时间
根表41[2]知装式丝网沫器丝网厚度150mm安装厚度410mm效直径2100mm
表41 装式丝网沫器基参数[2]
塔径
Mm
外形尺寸mm
丝网厚度H
安装厚度H1
沫器效直径D
质量kg
2200
100
360
2100
208
150
410
242
42 液体分布装置
液体分布装置作效分布液体提高填料表面效利率液体分布装置设计合理时导致液体分布均减少填料润湿 面积增加液体沟流壁流现象直接影响填料处理力分离效率选择液体喷淋装量原液体均匀分散开整塔截面填料表面润湿结构简单制造检修方便液体塔顶初始均匀喷淋保证填料塔达预期分离效果重条件
液体分布装置设填料层顶部塔顶液体均匀分布填料表面液体分布装置性填料塔效率影响特直 径低填料层填料塔尤需性良液体分布装置分布装置孔型溢流型两类击式分布器目前常液体分布装置莲蓬式盘式齿槽式孔式分布器等中溢流型分布器溢流盘式溢流槽式两类设计选溢流槽式分布器适合流量操作适合塔径D＞1000mm场合
（1）溢流槽式分布器选型
查表[4]塔径2200 mm喷淋槽外径20 mm数量6根中心距300 mm分配槽数量2根双槽式中心距850 mm
（2）分布点密度计算
表42 Eckert散装填料塔喷淋点密度推荐值
塔径mm
喷淋点密度点m2塔截面
D400
330
D500
285
D600
246
D750
170
D≥1200
42
Eckert建议值D≧1200 mm时喷淋点密度42点m2喷淋点密度42点m2
布液点数： n0785×222×42160点
重力型液体分布器送液力式计算：
式中LS——液体体积流量m3s
n——开孔数目（分布点数目）
φ——孔流系数孔型分布器通常取φ＝060～062
d0——孔径m
△H——开孔方液位高度m
取φ060△H160mm
000866m 866mm
设计取d0 9mm
43 液体分布器
实践表明喷淋液体填料层流动时保持喷淋装置提供原始均匀分布状态液体塔壁流动趋势导致壁流增加填料体流量减塔中心填料润湿影响流体塔横截面分布均匀性降低传质效率设置分布装置十分重
液体分布器分截锥形分布器边圈槽型分布器改进截锥形分布器
(1)截锥式分布器 截锥式分布器分两种中截锥体固定塔壁均装满填料锥体占空间简单种截锥方设支承板截锥隔段距离放填料需分段卸出填料时型截锥体塔壁夹角般取3540°截锥口直径D1（07～08）D截锥型分布器适直径800mm塔应
(2)边圈槽形分布器 壁流液汇集边圈槽中溢流引入填料层边槽宽度50～100mm塔径选取溢流直径16～32mm般取3～4根溢流型结构简单气体通截面较300～1000mm直径塔中缺点喷洒够均匀
(3) 改进截锥形分布器 型改善液体分布情况较截面积适600mm塔径
次设计吸收塔填料层需分层需设计液体分布器
44 填料压紧装置
填料方安装压紧装置防止气流作填料床层发生松动跳动填料压紧装置分填料压板床层限制板两类类型式填料压板放置填料层端身重量填料压紧适陶瓷石墨等制成易发生破碎散装填料床层限制板金属塑料等制成易发生破碎散装填料规整填料床层限制板固定塔壁影响液体分布器安装采连续塔圈固定塔螺钉固定塔壁塔支耳固定
设计采丝网压板(见图41)[11]宽度2170mm厚度150mm分2块设置截面积90金属丝编织成孔金属网扁钢圈焊接成丝网压板扁钢圈外周侧焊限位台肩利焊塔壁限位板控制压板限位置压板固定塔壁
图41 丝网压板
45 填料支承装置
填料支承装置基求：足够强度支承填料重量提供足够截面量减气液两相流动阻力利液体分布耐腐蚀性便种材料制造安装拆卸方便等
填料塔液泛气速取决支承板第层填料间效空隙率效空率降低原填料形式关外更取决支承板结构
常填料支承板体分两类类气液逆流通板型支承板板筛孔栅板式类气体喷射型支承板
图42 填料支撑板
设计选梁式气体喷射型支承板结构强度装卸方便提供塔截面截面允许气液负荷较采气液分道利气体均匀分配避免液体板聚集 [2]
表43 支承板结构尺寸 (mm)
塔径
DN
支承板
外径
支承板
分块数
支承
梁数
支承圈
宽度
支承圈
厚度
2200
2160
7
50
14
46 气体进出口装置
填料塔气体进口装置量气体分散均匀压力降时防止塔流液体流入气体路中常办法进气伸塔中心线位置端45o切口缺口样气体切口缺口处折转种进气气体分布均匀直径500mm塔中直径较塔进气末端喇叭口直径更塔应采取气体均布措施里选端45o缺口
47封头选择
般认填料塔椭圆度影响填料塔性影响塔件填料安装散装填料安装受塔椭圆度影响查JB115473知公称直径塔体椭圆形封头型式尺寸表44[5]
表44 椭圆形封头型式尺寸
公称直径
D
（mm）
曲面高度
h1
（mm）
直边高度
h2
（mm）
表面积
F
(m2)
容积
V
（m3）
2200
550
40
552
155
根表33般工业2200mm塔径封头规格曲面高度550mm直边高度40mm表面积552m2容积155m3
48孔选择
孔安装检修员进出塔器唯通道直径800mm填料塔孔设段填料层方时兼填料装卸孔
设计需2孔塔器直径1600mm3000mm常压孔直径应500mm
图43[8]查表45规格：dw×s530mm×6mmD620mmD1585mmB300mmb14mmb110mmb212mmH1160mmH290mm螺栓螺母数量20mm螺栓规格M16mm×50mm
图43孔型式
表45孔尺寸表
49 法兰选择
石油化工法兰标准两压力容器法兰法兰标准
压力容器法兰分焊法兰焊法兰两类焊法兰分甲乙两种公称直径2200mm筒体时符合求乙型焊法兰乙型焊法兰符合密封面凹凸密封面等六种类型时法兰部分规格表46[9]：
表46 06MPa压力容器乙型焊法兰连接尺寸表
表46图44选择压力容器法兰2200mm时规格查文献垫片尺寸外径2276mm径2256mm厚度图44[9]选择数量两
图44密封面[14]
图45压力容器法兰垫片[14]
图46板式焊钢制法兰
410 塔底液保持高度
塔底液体保持高度根液体流率布液孔直径选定
塔底液位保持高度需布液孔直径两者间关系[7]：
布液孔直径82mm液体保持高度
k孔流系数值孔液体流动雷诺数决定雷诺数1000情况取060062液位高度确定应布液孔径协调设计项参数均定范围
重力式排液体分布器液位保持高度液体流率高液位决定般取高液位112115倍
取115倍液体保持高度h115×0901035m
411 塔附属高度计算
取塔部空间高度25m塔底液相停留时间5min考虑塔釜占空间高度
考虑气相接法兰占空间高度底部空间高度取25m塔附属高度取4m填料层高度6m
塔高： H4+610m
H’125×10125m
412 离心泵选型
液体流速： u200ms
雷诺数
根柏拉休斯（Blasius）式[3]：
直阻力系数：
查弯头阀件阻力系数数[3]：ζ（全开标准阀）60ζ（标准90°弯头）075
取弯头三局部阻力损失：∑ε60+075×3825
路总压头损失：
填料塔压降：
扬程：
流量：
选型号IS8065125泵合适选该泵扬程20m流量50m3h转速2900rmin
413 风机选型
设计务中混合气体处理量32000Nm3h
换算常压常温气体流量：
填料塔压降：ΔP26487 Pa
全风压计算：
考虑运送程中损失取安全系数12
Pt12×33654038kpa
参考通风机选型实手册风机选择型号LGX7512A机号NO16转速1450rmin序号2流量35786m3h全压15387Pa需功率2243kw配电机型号Y355M4数量台贮备两台备
5设计览表
名称
设计结果
工作天数
300天天24时
操作温度
20℃
操作压力
常压
气体处理量
32000Nm3h
处理气氨气含量
7体积分数
排放气中氨气含量
002体积分数
吸收剂
水
填料
塑料阶梯环DN50
流程
逆流
液气
0752
吸收剂量
1998171kmolh
吸收剂进塔摩尔
0
吸收剂出塔摩尔
00499
塔径D
2200mm
气相总传质单元数NOG
105030
气相总传质单元高度HOG
04699m
填料层高度Z
6m
段填料层高度
6m
填料层压降ΔP
26487Pa
塔底液保持高度
09m
塔高
132m
气体出口径
Φ630mm钢
气体进口径
Φ630mm钢
液体进出口径
Φ40mm钢
填料塔部高度h1
25m
填料塔部高度h`
25m
布液孔数n
160
泛点气速uF
3629ms
6实验评述
通次课程设计中体会课程设计校学生必须程通课程设计锻炼毕业设计坚实基础充分理解化工原理课程重性实性更特方面解设计实际单元操作设计中涉方面注意问题解
通次填料吸收塔设计培养力：首先培养查阅资料选公式数力次技术行性济合理性两方面树立正确设计思想分析解决工程实际问题力熟练应计算机绘图力简洁文字图表表达设计思想力仅学知识应实际中知识种巩固提升充实老师学帮助时求完成设计务通次课程设计获重知识时提高实际动手知识灵活运力
次设计计算程中遇问题参考许例子时认真身边老师学请教断设计计算程进行修改更加合理设计方案
次课程设计中众直接间接知识验受益匪浅学工作坚实基础
参考文献
[1]贾绍义柴诚敬化工单元操作课程设计[M]天津：天津学出版社20119
[2]路秀林王者相化工设备设计全书塔设备[M]北京：化学工业出版社2004
[3]邹华生钟理伍钦传热传质程设备设计[M]广州：华南理工学出版社2007
[4] 孙研通风机选型实手册[M]北京机械工业出版社2000109
[5] 化学工业部设备设计技术中心站化工设备标准手册[M]第二卷1996
[6] GBT 251982010压力容器封头[S]
[7] HG 206521998塔器设计技术规定[S]
[8] HGT 215152005常压孔[S]
[9] JB 47022000乙型焊法兰[S]
[10] JB 47042000非金属垫片[S]
[11] HGT 205922009钢制法兰（PN系列）[S]
符号说明
1字母
at——填料层效传质表面积m2m3
a——填料层润滑表面积m2m3
D——扩散系数m2s塔径m
d——填料直径mm道直径m
E——亨利系数KPa
g——重力加速度kg(m²·h)
H——溶解度系数kmol (m³·KPa)
HOG——气相总传质单元高度m
——相衡常数次质量流率kgh
LW——液体喷淋密度
P——总压KPa
NOG——气相总传质系数次
ΔP——填料层压降Pa
T——温度0C
Uf——液泛速度ms
R——气体通常数kJ(kmol·K)
S——脱吸子
u——空塔速度ms
G——气体质量通量kgm2·h
L——液体质量通量kgm2·h
Ls——吸收剂量kmolhkmols
φ——填料子m1
LG——吸收液质量流速kg(m2·h)
σ——表面张力Nm
μ——粘度Pa·s
ρ——密度kg m3
GB——惰性气体流量kmols
Ψ——水液体密度填料形状系数
LV——吸收液流量m3s
G——混合气体体积流量m3s
kL——液膜吸收系数mh
kG——气膜吸收系数kmol(m2·h·kPa)
kGa——气相质系数kmol·s1·m3·kPa
kLa——液相质系数kmol·s1·m3
Ky——气相总吸收系数kmol(m2·s)
KGa——气相总传质系数kmol·s1·m3·kPa
Ls——溶剂流量kmol·h1
VL——液体体积流率m3h
λ——直阻力系数
d0——孔直径m
k——孔流量系数
ΔH——孔口液层高度
ζ——弯阀阻力系数
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目 录
1 设计务书 1
2 设计方案简介 2
21 吸收流程确定 2
22 吸收剂选择 2
23 操作温度压力 3
24 塔填料选择 3
25 初步流程图 4
3 工艺计算 4
31 基础物性数 4
311 液相物性数 4
312 气相物性数 5
313 气液相衡数 5
314 物料衡算 6
32 填料塔工艺尺寸计算 7
321 塔径计算 7
322 填料层高度计算 8
323 填料层压降计算 10
324 吸收塔接尺寸计算 11
4 辅助设备计算选型 12
41 沫器 12
42 液体分布装置 13
43 液体分布器 15
44 填料压紧装置 16
45 填料支承装置 16
46 气体进出口装置 18
47封头选择 18
48孔选择 18
49 法兰选择 19
410 塔底液保持高度 21
411 塔附属高度计算 22
412 离心泵选型 22
413 风机选型 23
5设计览表 24
6实验评述 25
参考文献 26
符号说明 27
1 设计务书
1设计题目：吸收氨程填料塔设计
试设计座填料吸收塔脱混空气中氨气混合气体处理量32万Nm3h中含氨7（体积分数）求塔顶排放气体中含氨低002（体积分数）
2．操作条件
（1）操作压力 常压
（2）操作温度 20℃
3．工作日
天24时连续运行
4．厂址
宁波区
5．设计容
（1）吸收塔物料衡算
（2）吸收塔工艺尺寸计算
（3）填料层压降计算
（4）液体分布器简设计
（5）吸收塔接尺寸计算
（6）绘制生产工艺流程图
（7）绘制吸收塔设计图
（9）设计程评述关问题讨
6．设计基础数
20℃氨水中溶解度系数H0725kmol(m3kPa)
2 设计方案简介
21 吸收流程确定
吸收流程逆流操作流操作吸收剂部分循环操作塔串联操作串联—联混合操作五种通分析五种吸收流程特点确定实验采逆流操作
气相塔底进入塔顶排出液相塔顶进入塔底排出逆流操作利提高传质效率传质均推动力传质速率快分离效率高吸收剂利率高
22 吸收剂选择
吸收剂选择应考虑方面
(1) 溶解度 吸收剂溶质组分溶解度提高吸收速率减少吸收剂量
(2) 选择性 吸收剂溶质组分良吸收力混合气体组分吸收甚微
(3) 挥发度 操作温度吸收剂蒸汽压低减吸收生程中吸收剂会发损失
(4) 黏度 吸收剂操作温度黏度越低塔流动性越助传质速率传热速率提高
(5) 选吸收剂应满足毒性腐蚀性易燃易爆发泡冰点低廉价易化学性质稳定等求
氨气吸收般吸收剂选择水酸溶液根原设计采水作吸收剂 氨气易溶水水混合气体吸收选择性较黏度低塔流动性易挥发酸溶液相酸溶液易腐蚀设备成水高采水作吸收剂
23 操作温度压力
操作温度：20℃
操作压力：常压
24 塔填料选择
填料选择包括填料类型规格材质等选择填料类型拉西环鲍尔环阶梯环弧鞍填料矩鞍填料环矩鞍填料球形填料花环填料金属丝网波纹填料等阶梯环综合性较（增加填料间空隙利传质效率提高）
填料规格通常指填料公称直径般应满足填料塔直径少放置8块填料Dd>8尺寸越分离效率越高阻力增加通量减填料费增加
填料材质陶瓷金属塑料三种材质塑料填料质轻价廉耐腐蚀性较国般采聚丙烯材质
综合结设计采聚丙烯阶梯环填料
25 初步流程图
3 工艺计算
31 基础物性数
311 液相物性数
低浓度吸收程溶液物性数似取纯水物性数手册查20℃时水关五行数：
密度 ρL9982 kgm3
粘度 μL0001 pa•s36 kg(m•h)
表面张力 σL726 dyncm 940896 kgh2
氨气水中扩散系数
312 气相物性数
混合气体均摩尔质量
混合气体均密度
混合气体黏度似取空气黏度查手册20℃空气黏度
查手册氨气空气中扩散系数
1013kp0℃时 D0017cm2s
313 气液相衡数
题20℃氨水中溶解度系数
H0725kmol(m3kPa)
常压20℃时氨气水中亨利系数
相衡常数
314 物料衡算
进塔气相摩尔
出塔气相摩尔
混合气体处理量换算常温20℃时
进塔惰性气流量
该吸收程属低浓度吸收衡关系直线液气式计算
纯溶剂吸收程进塔液相组成
取操作液气
32 填料塔工艺尺寸计算
321 塔径计算
采Eckert通关联图[1]计算泛点气速
气相质量流量
液相质量流量似纯水流量计算
Eckert通关联图横坐标
查Eckert通关联图
选DN50塑料阶梯环
查散装填料泛点填料子均值表[1]
取
圆整塔径取D22m
泛点率校核：
（允许范围）
填料规格校核：
查塔径填料公称直径值Dd推荐值表[1]
液体喷淋密度校核：
取润湿速率
查塑料阶梯环特性数1
校核计算知填料塔直径D22m填料采DN50聚丙烯阶梯环填料合理
322 填料层高度计算
脱吸数
气相总传质单元数
气相总传质单元高度采修正恩田关联式计算：
查常见材质界便面张力值表[1]
液体质量通量
气膜吸收系数式计算：
气体质量通量
液膜吸收系数式计算：
查常见填料形状系数表[1]
填料层高度应留出定安全系数
设计取填料层高度
查表阶梯环填料
取
计算填料层高度6000mm需分段
323 填料层压降计算
采Eckert通关联图计算填料层压降
横坐标
查散装填料压降填料子均值表
坐标
查埃克特通关联图
填料层压降
324 吸收塔接尺寸计算
液体进体积：
液体济流速05~3ms取2ms
液体进横截面：
进液口径：
根HGT 205922009选择进液钢径DNB40mm外径45mm
气体进出体积：
气体济流速取35ms
气体进出横截面：
气体口径：
标准锈钢径规格选择钢径DNB600mm外径630mm
进口压降：
出口压降：
4 辅助设备计算选型
填料塔操作性坏塔辅助设备选型设计紧密相关合理选型设计保证塔分离效率生产力压降求塔辅助设备包括喷淋装置气体分布器液体分布器填料支承装置填料压紧装置等
41 沫器
空塔气速较塔顶溅液严重工艺程允许出塔气体夹带雾滴情况设置沫器减少液体夹带损失确保气体纯度保证续设备正常操作
常沫器装置折板沫器丝网沫器旋流板沫器沫器型式般根分离液滴直径求捕沫效率定压力降确定
次次设计采丝网沫器丝网沫器具表面积重量轻空隙率方便等优点尤具沫效率高压力降特点成种广泛沫装置丝网沫器宜气液中含粘结物固体物场合免沫器发生堵塞
丝网规格选择高效性网效率高网较密选装式丝网沫器根手册参数3
（1）通沫器气速：
K般取008~011处取011
（符合气速求）
（2）沫器直径：
（3）沫器高度：
保证沫器足够拦液表面气液停留时间
根表41[2]知装式丝网沫器丝网厚度150mm安装厚度410mm效直径2100mm
表41 装式丝网沫器基参数[2]
塔径
Mm
外形尺寸mm
丝网厚度H
安装厚度H1
沫器效直径D
质量kg
2200
100
360
2100
208
150
410
242
42 液体分布装置
液体分布装置作效分布液体提高填料表面效利率液体分布装置设计合理时导致液体分布均减少填料润湿 面积增加液体沟流壁流现象直接影响填料处理力分离效率选择液体喷淋装量原液体均匀分散开整塔截面填料表面润湿结构简单制造检修方便液体塔顶初始均匀喷淋保证填料塔达预期分离效果重条件
液体分布装置设填料层顶部塔顶液体均匀分布填料表面液体分布装置性填料塔效率影响特直 径低填料层填料塔尤需性良液体分布装置分布装置孔型溢流型两类击式分布器目前常液体分布装置莲蓬式盘式齿槽式孔式分布器等中溢流型分布器溢流盘式溢流槽式两类设计选溢流槽式分布器适合流量操作适合塔径D＞1000mm场合
（1）溢流槽式分布器选型
查表[4]塔径2200 mm喷淋槽外径20 mm数量6根中心距300 mm分配槽数量2根双槽式中心距850 mm
（2）分布点密度计算
表42 Eckert散装填料塔喷淋点密度推荐值
塔径mm
喷淋点密度点m2塔截面
D400
330
D500
285
D600
246
D750
170
D≥1200
42
Eckert建议值D≧1200 mm时喷淋点密度42点m2喷淋点密度42点m2
布液点数： n0785×222×42160点
重力型液体分布器送液力式计算：
式中LS——液体体积流量m3s
n——开孔数目（分布点数目）
φ——孔流系数孔型分布器通常取φ＝060～062
d0——孔径m
△H——开孔方液位高度m
取φ060△H160mm
000866m 866mm
设计取d0 9mm
43 液体分布器
实践表明喷淋液体填料层流动时保持喷淋装置提供原始均匀分布状态液体塔壁流动趋势导致壁流增加填料体流量减塔中心填料润湿影响流体塔横截面分布均匀性降低传质效率设置分布装置十分重
液体分布器分截锥形分布器边圈槽型分布器改进截锥形分布器
(1)截锥式分布器 截锥式分布器分两种中截锥体固定塔壁均装满填料锥体占空间简单种截锥方设支承板截锥隔段距离放填料需分段卸出填料时型截锥体塔壁夹角般取3540°截锥口直径D1（07～08）D截锥型分布器适直径800mm塔应
(2)边圈槽形分布器 壁流液汇集边圈槽中溢流引入填料层边槽宽度50～100mm塔径选取溢流直径16～32mm般取3～4根溢流型结构简单气体通截面较300～1000mm直径塔中缺点喷洒够均匀
(3) 改进截锥形分布器 型改善液体分布情况较截面积适600mm塔径
次设计吸收塔填料层需分层需设计液体分布器
44 填料压紧装置
填料方安装压紧装置防止气流作填料床层发生松动跳动填料压紧装置分填料压板床层限制板两类类型式填料压板放置填料层端身重量填料压紧适陶瓷石墨等制成易发生破碎散装填料床层限制板金属塑料等制成易发生破碎散装填料规整填料床层限制板固定塔壁影响液体分布器安装采连续塔圈固定塔螺钉固定塔壁塔支耳固定
设计采丝网压板(见图41)[11]宽度2170mm厚度150mm分2块设置截面积90金属丝编织成孔金属网扁钢圈焊接成丝网压板扁钢圈外周侧焊限位台肩利焊塔壁限位板控制压板限位置压板固定塔壁
图41 丝网压板
45 填料支承装置
填料支承装置基求：足够强度支承填料重量提供足够截面量减气液两相流动阻力利液体分布耐腐蚀性便种材料制造安装拆卸方便等
填料塔液泛气速取决支承板第层填料间效空隙率效空率降低原填料形式关外更取决支承板结构
常填料支承板体分两类类气液逆流通板型支承板板筛孔栅板式类气体喷射型支承板
图42 填料支撑板
设计选梁式气体喷射型支承板结构强度装卸方便提供塔截面截面允许气液负荷较采气液分道利气体均匀分配避免液体板聚集 [2]
表43 支承板结构尺寸 (mm)
塔径
DN
支承板
外径
支承板
分块数
支承
梁数
支承圈
宽度
支承圈
厚度
2200
2160
7
50
14
46 气体进出口装置
填料塔气体进口装置量气体分散均匀压力降时防止塔流液体流入气体路中常办法进气伸塔中心线位置端45o切口缺口样气体切口缺口处折转种进气气体分布均匀直径500mm塔中直径较塔进气末端喇叭口直径更塔应采取气体均布措施里选端45o缺口
47封头选择
般认填料塔椭圆度影响填料塔性影响塔件填料安装散装填料安装受塔椭圆度影响查JB115473知公称直径塔体椭圆形封头型式尺寸表44[5]
表44 椭圆形封头型式尺寸
公称直径
D
（mm）
曲面高度
h1
（mm）
直边高度
h2
（mm）
表面积
F
(m2)
容积
V
（m3）
2200
550
40
552
155
根表33般工业2200mm塔径封头规格曲面高度550mm直边高度40mm表面积552m2容积155m3
48孔选择
孔安装检修员进出塔器唯通道直径800mm填料塔孔设段填料层方时兼填料装卸孔
设计需2孔塔器直径1600mm3000mm常压孔直径应500mm
图43[8]查表45规格：dw×s530mm×6mmD620mmD1585mmB300mmb14mmb110mmb212mmH1160mmH290mm螺栓螺母数量20mm螺栓规格M16mm×50mm
图43孔型式
表45孔尺寸表
49 法兰选择
石油化工法兰标准两压力容器法兰法兰标准
压力容器法兰分焊法兰焊法兰两类焊法兰分甲乙两种公称直径2200mm筒体时符合求乙型焊法兰乙型焊法兰符合密封面凹凸密封面等六种类型时法兰部分规格表46[9]：
表46 06MPa压力容器乙型焊法兰连接尺寸表
表46图44选择压力容器法兰2200mm时规格查文献垫片尺寸外径2276mm径2256mm厚度图44[9]选择数量两
图44密封面[14]
图45压力容器法兰垫片[14]
图46板式焊钢制法兰
410 塔底液保持高度
塔底液体保持高度根液体流率布液孔直径选定
塔底液位保持高度需布液孔直径两者间关系[7]：
布液孔直径82mm液体保持高度
k孔流系数值孔液体流动雷诺数决定雷诺数1000情况取060062液位高度确定应布液孔径协调设计项参数均定范围
重力式排液体分布器液位保持高度液体流率高液位决定般取高液位112115倍
取115倍液体保持高度h115×0901035m
411 塔附属高度计算
取塔部空间高度25m塔底液相停留时间5min考虑塔釜占空间高度
考虑气相接法兰占空间高度底部空间高度取25m塔附属高度取4m填料层高度6m
塔高： H4+610m
H’125×10125m
412 离心泵选型
液体流速： u200ms
雷诺数
根柏拉休斯（Blasius）式[3]：
直阻力系数：
查弯头阀件阻力系数数[3]：ζ（全开标准阀）60ζ（标准90°弯头）075
取弯头三局部阻力损失：∑ε60+075×3825
路总压头损失：
填料塔压降：
扬程：
流量：
选型号IS8065125泵合适选该泵扬程20m流量50m3h转速2900rmin
413 风机选型
设计务中混合气体处理量32000Nm3h
换算常压常温气体流量：
填料塔压降：ΔP26487 Pa
全风压计算：
考虑运送程中损失取安全系数12
Pt12×33654038kpa
参考通风机选型实手册风机选择型号LGX7512A机号NO16转速1450rmin序号2流量35786m3h全压15387Pa需功率2243kw配电机型号Y355M4数量台贮备两台备
5设计览表
名称
设计结果
工作天数
300天天24时
操作温度
20℃
操作压力
常压
气体处理量
32000Nm3h
处理气氨气含量
7体积分数
排放气中氨气含量
002体积分数
吸收剂
水
填料
塑料阶梯环DN50
流程
逆流
液气
0752
吸收剂量
1998171kmolh
吸收剂进塔摩尔
0
吸收剂出塔摩尔
00499
塔径D
2200mm
气相总传质单元数NOG
105030
气相总传质单元高度HOG
04699m
填料层高度Z
6m
段填料层高度
6m
填料层压降ΔP
26487Pa
塔底液保持高度
09m
塔高
132m
气体出口径
Φ630mm钢
气体进口径
Φ630mm钢
液体进出口径
Φ40mm钢
填料塔部高度h1
25m
填料塔部高度h`
25m
布液孔数n
160
泛点气速uF
3629ms
6实验评述
通次课程设计中体会课程设计校学生必须程通课程设计锻炼毕业设计坚实基础充分理解化工原理课程重性实性更特方面解设计实际单元操作设计中涉方面注意问题解
通次填料吸收塔设计培养力：首先培养查阅资料选公式数力次技术行性济合理性两方面树立正确设计思想分析解决工程实际问题力熟练应计算机绘图力简洁文字图表表达设计思想力仅学知识应实际中知识种巩固提升充实老师学帮助时求完成设计务通次课程设计获重知识时提高实际动手知识灵活运力
次设计计算程中遇问题参考许例子时认真身边老师学请教断设计计算程进行修改更加合理设计方案
次课程设计中众直接间接知识验受益匪浅学工作坚实基础
参考文献
[1]贾绍义柴诚敬化工单元操作课程设计[M]天津：天津学出版社20119
[2]路秀林王者相化工设备设计全书塔设备[M]北京：化学工业出版社2004
[3]邹华生钟理伍钦传热传质程设备设计[M]广州：华南理工学出版社2007
[4] 孙研通风机选型实手册[M]北京机械工业出版社2000109
[5] 化学工业部设备设计技术中心站化工设备标准手册[M]第二卷1996
[6] GBT 251982010压力容器封头[S]
[7] HG 206521998塔器设计技术规定[S]
[8] HGT 215152005常压孔[S]
[9] JB 47022000乙型焊法兰[S]
[10] JB 47042000非金属垫片[S]
[11] HGT 205922009钢制法兰（PN系列）[S]
符号说明
1字母
at——填料层效传质表面积m2m3
a——填料层润滑表面积m2m3
D——扩散系数m2s塔径m
d——填料直径mm道直径m
E——亨利系数KPa
g——重力加速度kg(m²·h)
H——溶解度系数kmol (m³·KPa)
HOG——气相总传质单元高度m
——相衡常数次质量流率kgh
LW——液体喷淋密度
P——总压KPa
NOG——气相总传质系数次
ΔP——填料层压降Pa
T——温度0C
Uf——液泛速度ms
R——气体通常数kJ(kmol·K)
S——脱吸子
u——空塔速度ms
G——气体质量通量kgm2·h
L——液体质量通量kgm2·h
Ls——吸收剂量kmolhkmols
φ——填料子m1
LG——吸收液质量流速kg(m2·h)
σ——表面张力Nm
μ——粘度Pa·s
ρ——密度kg m3
GB——惰性气体流量kmols
Ψ——水液体密度填料形状系数
LV——吸收液流量m3s
G——混合气体体积流量m3s
kL——液膜吸收系数mh
kG——气膜吸收系数kmol(m2·h·kPa)
kGa——气相质系数kmol·s1·m3·kPa
kLa——液相质系数kmol·s1·m3
Ky——气相总吸收系数kmol(m2·s)
KGa——气相总传质系数kmol·s1·m3·kPa
Ls——溶剂流量kmol·h1
VL——液体体积流率m3h
λ——直阻力系数
d0——孔直径m
k——孔流量系数
ΔH——孔口液层高度
ζ——弯阀阻力系数
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