處理量為4470Nm3h40%氨氣含量的填料吸收塔設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)xin

目錄TOC\o"1-3"\h\u12489第一章填料塔吸收氨設(shè)計(jì)方案 第一章填料塔吸收氨設(shè)計(jì)方案1.1概述氣體吸收是利用氣體在液體中的溶解度差異來分離氣態(tài)均相混合物的一種單元操作。用于吸收的設(shè)備類型很多，如填料塔、板式塔、鼓泡塔和噴灑塔等。本次設(shè)計(jì)擬用填料塔，這是由于填料塔結(jié)構(gòu)簡單，便于腐蝕材料制造，以及壓降小、吸收效果好、裝置靈活等優(yōu)點(diǎn)。1.2設(shè)計(jì)方案的確定1.2.1流程方案本設(shè)計(jì)任務(wù)為，擬采用清水逆流操作吸收氨的工藝路線。吸收液（清水）經(jīng)離心泵由地下送至吸收塔塔頂，氣態(tài)混合物（氨和一氧化碳）經(jīng)風(fēng)機(jī)由儲罐送入吸收塔塔底，采用逆流操作的方式，吸收混合氣中的氨，從而達(dá)到氣相混合物分離的目的。1.2.2設(shè)備方案本設(shè)計(jì)設(shè)備已選定，任務(wù)是設(shè)計(jì)處理量為4470Nm3/h，40%氨氣的填料吸收塔。填料塔有負(fù)荷通量大、阻力低、持液量小、效率高、操作彈性大等優(yōu)點(diǎn)。1.2.3流程布置方案逆流操作是氣相自塔底進(jìn)入，由塔頂排出，液相流向與之相反，自塔頂進(jìn)入，由塔底排出的過程。逆流操作有平均推動(dòng)力大于并流，吸收利用率高，并且分離一定任務(wù)時(shí)所需傳質(zhì)面積小、吸收劑用量少等優(yōu)點(diǎn)。而本設(shè)計(jì)的處理量為4470Nm3/h,初步考慮處理量較小、吸收塔為小塔徑，傳質(zhì)面積小、所需吸收劑用量少等因素，所以采用逆流操作。1.3填料的選擇1.3.1吸收過程對填料的要求1.比表面積要大。表面積是指單位堆積體積和填料所具有的比較面積，㎡/m3。2.能提供大的流體通量。即所選用的填料結(jié)構(gòu)要敞開，使屬于死角區(qū)域的空間小，有效的空隙率大。3.液體的再分布性能要好，具體結(jié)構(gòu)為：(1)填料在塔內(nèi)裝填之后，整個(gè)床層結(jié)構(gòu)均勻；(2)填料在塔內(nèi)堆放的形狀應(yīng)有利于流體向四周分布；(3)填料本身的結(jié)構(gòu)要保證同一塔截面積上的填料在接受上面流下的液體之后，不僅能垂直向下傳遞，而且能橫向傳遞；(4)減輕液體向壁面的偏流。4.要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，尤其是非金屬材料。5.價(jià)格低廉，穩(wěn)定性好。綜合以上的要求，選取兩種填料見表1-1：表1-1塑料鮑爾環(huán)和塑料階梯環(huán)的填料特性填料類型塑料鮑爾環(huán)塑料階梯環(huán)外徑（mm）堆積密度（pkg/m3）502587.597.8比表面積（at㎡/m3）106.4228空隙率（㎡/m3）0.900.90干填料因子（）146313填料因子（）120240高厚（）481.817.51.4第二章工藝計(jì)算2.1概述2.1.1吸收設(shè)計(jì)計(jì)算過程主要包括：1.確定氣液平衡關(guān)系；2.確定吸收劑用量及操作線方程；3.填料的選擇；4.確定塔徑及塔的流體力學(xué)性能計(jì)算；5.填料層高度的計(jì)算；6.管路及輔助設(shè)備的計(jì)算。2.1.2設(shè)計(jì)條件1.混合氣體處理量：4470Nm3/h。2.原料氣組成：NH340%，空氣60%（體積分率）。3.原料氣溫度：35℃。4.吸收率：不低于94%。5.吸收劑：地下水（溫度25℃）。6.操作壓力：89590Pa（按呼市地區(qū)大氣壓計(jì)）。2.2氣液平衡關(guān)系2.2.1非等溫吸收時(shí)的平衡關(guān)系本設(shè)計(jì)任務(wù)為填料塔吸收合成氨廠精煉再生氣中的氨，吸收劑為清水，而氨極易溶于水，水吸收氨會產(chǎn)生很大的熱效應(yīng)，使塔內(nèi)溫度顯著升高，對氣液平衡關(guān)系和吸收速率產(chǎn)生很大影響。氣液平衡關(guān)系是溫度的函數(shù)，溫度升高，平衡關(guān)系便要改變，所以氣液平衡關(guān)系不符合亨利定律。本設(shè)計(jì)應(yīng)按非等溫吸收來計(jì)算。非等溫吸收的熱效應(yīng)主要包括：1.吸收質(zhì)與吸收劑混合時(shí)產(chǎn)生的混合熱，即溶解熱。2.氣體溶解時(shí)由氣態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)時(shí)放出的潛熱。3.化學(xué)反應(yīng)熱。物理吸收計(jì)算中只考慮溶解熱，溶解熱分為積分溶解熱和微分溶解熱。在吸收過程中所用的吸收劑量很大，液相濃度一般變化較小，于是混合熱可考慮為微分溶解熱。在假定非等溫吸收的平衡關(guān)系時(shí)，為簡化計(jì)算，通常做如下三點(diǎn)假設(shè)：1.不考慮熱損失。2.吸收劑帶走的潛熱不計(jì)。3.氣相帶走的熱量不計(jì)。根據(jù)該三點(diǎn)假設(shè)，即是假定吸收過程中所釋放出的熱量全部用來加熱液體。對于本設(shè)計(jì)，水吸收氨放出大量的熱，吸收塔由塔頂?shù)剿椎臐舛燃皽囟茸兓^大，平衡關(guān)系的確定常采用近似法。將吸收塔按液相濃度x的變化分成若干段，每段濃度變化為,如圖2-1所示，對第i段作熱量衡算：圖2-1非等溫吸收時(shí)的熱衡算::i-1圖2-1非等溫吸收時(shí)的熱衡算::i-1ii+1::i假設(shè)出口吸收液的組=0.1，將濃度0～0.1，分為20段，即每段的濃度變化為；由公式：推出:式中：，—第i段兩端的液相溫度，℃；—第i段兩端的液相濃度差；—溶液流率，Kmol/h(由于很小，L可視為常數(shù))—溶液的平均比熱，(KJ/Kmol·℃)—溶質(zhì)的微分溶解熱，KJ/Kmol(取和間的平均值)。在塔頂液相濃度=0，溫度=25℃的情況下，由如上公式逐段計(jì)算出每個(gè)下的液相溫度，建立吸收塔中液相濃度x與溫度t的對應(yīng)關(guān)系。2.2.2平衡關(guān)系的確定在非等溫吸收操作中，吸收塔內(nèi)液相的濃度和溫度分別由塔頂處的，增加到塔底處的，。在此液相濃度和溫度范圍內(nèi)，隨著和t的變化，氣液兩相的平衡關(guān)系也在改變，即不同溫度對應(yīng)著不同的平衡曲線。1.實(shí)際平衡關(guān)系由經(jīng)驗(yàn)公式來確定。對于氨氣和水溶液的平衡物系，有如下經(jīng)驗(yàn)公式：式中:—氨在水溶液中的摩爾分率；T—溶液的溫度，K；—溶液上方氨的平衡分壓，㎜Hg；當(dāng)<0.1時(shí)，氨在水中的微分溶解熱可按如下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：Hd=34900-6250x(kJ/kmol)式中：Hd—氨在水中的微分溶解熱，kJ/kmol。氨氣平均比熱容為：=(4.238-4.215*10-3*T+2.041*10-5*T2-2.126*10-8*T3+0.761*10-11*T4)*8.314本設(shè)計(jì)為常溫下吸收，氣相可視為理想氣體，按道爾頓分壓定律，計(jì)算得到與相平衡的：式中:P—表示操作壓強(qiáng)，㎜Hg。5.計(jì)算結(jié)果如下表2-1：ye表2-1平衡關(guān)系的數(shù)據(jù)匯總xClT℃yeXYy0.00075.21325.0000.0000.0000.0400.0390.00534884.37574.97827.3190.0050.0050.0980.0900.01034853.12574.74529.6430.0130.0100.1570.1360.01534821.87574.54331.9730.0220.0150.2160.1780.02034790.62574.34834.3060.0340.0200.2760.2160.02534759.37574.15336.6440.0480.0260.3360.2520.03034728.12573.96038.9860.0650.0310.3970.2840.03534696.87573.76641.3310.0840.0360.4590.3150.04034665.62573.57443.6810.1070.0420.5210.3430.04534634.37573.38246.0350.1340.0470.5840.3690.05034603.12573.19148.3920.1660.0530.6480.3930.05534571.87573.00550.7540.2010.0580.7120.4160.06034540.62572.83153.1200.2430.0640.7770.4370.06534509.37572.64055.4890.2900.0700.8430.4570.07034478.12572.48657.8620.3430.0750.9090.4760.07534446.87572.30760.2380.4040.0810.9760.4940.08034415.62572.07762.6180.4720.0871.0440.5110.08534384.37571.84765.0030.5490.0931.1120.5270.09034353.12571.61967.3940.6360.0991.1820.5420.09534321.87571.39169.7900.7330.1051.2520.5560.10034290.62571.16372.1920.8420.1111.3230.5695.根據(jù)表2-1數(shù)據(jù)，依各點(diǎn)的x與ye關(guān)系作出非等溫吸收的平衡關(guān)系曲線。圖2-2等溫吸收時(shí)的平衡關(guān)系及操作線2.3吸收劑用量及操作線的確定2.3.1吸收劑用量的確定1.最小吸收劑用量式中：V—表示惰性氣體流率，Kmol/h；—表示最小吸收劑用量；Y、X—表示氣相和液相組成，摩爾比。摩爾比：；下標(biāo)：1—表示塔底；2—表示塔頂；—表示與平衡的液相組成，摩爾比。水吸收氨屬于易溶氣體的吸收，需要根據(jù)塔底氣相濃度，由平衡關(guān)系找出與之對應(yīng)的，然后計(jì)算，后代入上式，從而確定最小吸收劑用量。2.吸收劑用量3．吸收劑計(jì)算其中：（為汽液平衡線縱坐標(biāo)y=0.40時(shí)的橫坐標(biāo)），。根據(jù)上式可算出：，X2=0所以即最小吸收劑用量Lmin=7.6933×254.627=1958.9219kmol/h由上式得，取1.5倍，所以所以吸收劑用量L=11.5933×V=11.5933×254.627=2938.370kmol/h2.3.2操作線方程的確定對于逆流操作的吸收塔，在任一塔界面m-n與塔底或塔頂作物料衡算：或MMN圖2-3逆流吸收塔的物料衡算由以上計(jì)算可得操作線方程為：由于是高濃度氨水吸收式可得到：于是：經(jīng)過化簡得：即操作線方程為：（式2-1）依據(jù)操作線方程及表2-1畫出操作線圖。見圖2-1。2.4物性參數(shù)的計(jì)算2.4.1出口溫度及平均溫度因?yàn)槲找航M成為=0.0515，介于0.0500～0.0550之間，如下表：表2-2吸收液組成對應(yīng)的溫度表X0.05000.0550t48.392350.7541由內(nèi)插法得:所以=49.1008℃平均溫度℃2.4.2氨水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)2.4.3氣相密度塔底混合氣摩爾質(zhì)量：塔底混合氣密度：塔頂混合氣摩爾質(zhì)量：塔頂混合氣密度：氣相密度：2.4.4液相密度表2-3水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)溫度密度對照表質(zhì)量分?jǐn)?shù)W20℃25℃2﹪4﹪989.5981.1998980利用外推法:當(dāng)t=20℃時(shí)，，即當(dāng)t=25℃時(shí)，，即當(dāng)t=37.0504℃時(shí),,即2.4.5液體黏度表2-4氨水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)溫度黏度對照表質(zhì)量分?jǐn)?shù)W30℃60℃020﹪83.3333101.944555.555663.8889利用外推法：當(dāng)溫度為30℃時(shí)，當(dāng)溫度為60℃時(shí)，當(dāng)溫度為37.0504℃時(shí)，，即2.4.6氣體黏度在溫度為37.0504℃時(shí)的空氣的黏度為在溫度為37.0504℃時(shí)的液氨的黏度為根據(jù)公式可以計(jì)算出氣體的粘度為2.4.7液體的質(zhì)量流量2.4.8氣體的質(zhì)量流量2.5塔徑的計(jì)算2.5.1泛點(diǎn)氣速的計(jì)算填料塔塔徑的大小是根據(jù)生產(chǎn)能力與空塔氣速來計(jì)算的。空塔氣速由下面經(jīng)驗(yàn)公式確定：其中：—泛點(diǎn)氣速，m/s—空塔氣速，m/s填料塔底泛點(diǎn)氣速與氣液兩相流量、物系性質(zhì)及填料的類型、尺寸等因素有關(guān)。其計(jì)算方法很多。目前工程上常采用Eckert通用關(guān)聯(lián)圖或Bian&Hougen關(guān)聯(lián)式計(jì)算。根據(jù)課設(shè)要求，選用Eckert通用關(guān)聯(lián)圖求解。如圖2-3示，根據(jù)氣液相流量及密度計(jì)算出橫標(biāo)值，作垂直線與填料的泛點(diǎn)線相交，讀取縱坐標(biāo)，由已知參數(shù)縱坐標(biāo)中解出氣速即為泛點(diǎn)氣速。非等溫吸收時(shí)，各物性參數(shù)隨溫度變化而變化，故求取時(shí)應(yīng)取其平均值。計(jì)算過程中還應(yīng)注意單位的統(tǒng)一。將以上的值代入公式中，可計(jì)算出橫坐標(biāo)的值為：0.246，故可以讀出縱坐標(biāo)的值為：0.085。1.泛點(diǎn)氣速因?yàn)榭v坐標(biāo)已讀出，所要對所選兩種填料分別進(jìn)行計(jì)算相對應(yīng)的，填料物性參數(shù)見表1-1。根據(jù)Eckert通用關(guān)聯(lián)圖可知：=0.246其中為液體密度修正系數(shù)，計(jì)算時(shí)，所選狀態(tài)為液體進(jìn)料的溫度（，89.59Kpa)時(shí)，；=(1)塑料鮑爾環(huán)：根據(jù)表1-1可查出d=50mm的塑料鮑爾環(huán)的填料因子為解得=2.82m/s取空塔氣速(2)塑料階梯環(huán)：根據(jù)表1-1可查出d=25mm的塑料階梯環(huán)的填料因子為

解得=1.99取空塔氣速圖2-3Eckert通用關(guān)聯(lián)圖，—液氣相流率，Kg/s,—液氣相密度，Kg/—液相粘度，mPa.s—液相密度校正系數(shù)，=—填料因子，1/mg—重力加速度,m/s22.5.2塔徑的計(jì)算式中:—操作條件下混合氣體體積流量，/sD—塔徑，m先求塔徑，當(dāng)計(jì)算出的塔徑數(shù)值不足整數(shù)時(shí)，往往需要圓整。圓整的根據(jù)是符合加工要求及設(shè)備定型，以便于設(shè)備加工。根據(jù)我國壓力容器的公稱直徑標(biāo)準(zhǔn)（JB-1153-71），直徑在1m以下時(shí)，間隔為100㎜，（必要時(shí)在700㎜以下時(shí)可用50㎜為間隔）；直徑在1m以上時(shí)，間隔為200㎜（必要時(shí)在2m以下時(shí)可用100㎜為間隔）。操作條件下混合氣體的體積流量：1.塑料鮑爾環(huán)填料，圓整為1.1m，故鮑爾環(huán)的塔徑為1.1m。2.塑料階梯環(huán)填料，圓整為1.2m，故鮑爾環(huán)的塔徑為1.2m。2.5.3塔徑的校核1.徑比校核生產(chǎn)實(shí)踐證明，圓整后的塔徑（D）與填料外徑（d)之比值（簡稱徑比）有一個(gè)下限值，，若徑比低于此下限值，塔壁附近的填料層空隙率大而不均勻，氣流易走短路及液體壁流等現(xiàn)象劇增。一般要求>8,即符合要求(1)塑料鮑爾環(huán)填料校核通過；(2)塑料階梯環(huán)填料校核通過。2.噴淋密度的校核噴淋密度即單位時(shí)間內(nèi)單位塔截面上的吸收劑量，。為使填料表面充分潤濕，應(yīng)保證噴淋密度高于最小噴淋密度，即。式中Umin最小噴淋密度，(LW)min—最小潤濕速率，m3/m·s—填料的比表面積，m2/m3潤濕速率是指在塔的截面上，單位長度的填料周邊的最小液體體積流量。對于直徑不超過75mm的散裝填料，可取最小潤濕速率(LW)min為0.08m3/（m·h）；對于直徑大于75mm的散裝填料，取(LW)min=0.12m3/（m·h）。實(shí)際操作時(shí)采用的液體噴淋密度應(yīng)大于最小噴淋密度。若噴淋密度過小，可采用增大回流比或采用液體再循環(huán)的方法加大液體流量，以保證填料表面的充分潤濕；也可采用減小塔徑來進(jìn)行補(bǔ)償。(1)塑料鮑爾環(huán)填料因?yàn)镈<75mm的散裝填料，取=0.08比表面積=106.4塔徑D=1.1m最小噴淋密度操作噴淋密度因?yàn)樗运芰硝U爾環(huán)填料的噴淋密度校核通過，符合要求。(2)塑料階梯環(huán)填料因?yàn)镈<75mm的散裝填料，取=0.08比表面積=228塔徑D=1.2m最小噴淋密度操作噴淋密度因?yàn)閁>Umin所以塑料階梯環(huán)填料的噴淋密度校核通過，符合要求。3.泛點(diǎn)率的校核(1)塑料鮑爾環(huán)填料D=1.1m，，所以u=1.688m/s0.5<<0.8校核通過；(1)塑料階梯環(huán)填料D=1.2m，，所以u=1.401m/s0.5<<0.8校核通過。4.單位高度填料層壓降的校核壓強(qiáng)降是塔設(shè)計(jì)中的重要參數(shù)。氣體通過填料層壓強(qiáng)降的大小決定了塔的動(dòng)力消耗。填料層壓降的計(jì)算方法有多種，這次課設(shè)采用的是Eckert通用關(guān)聯(lián)圖方法。Eckert通用關(guān)聯(lián)圖除了有液泛線以外，還有許多等壓降線。由已知參數(shù)及所用填料的壓降填料因子P代替，計(jì)算出該圖的橫、縱坐標(biāo)值，查圖讀取相應(yīng)壓降曲線的值（若交點(diǎn)沒正好落在壓降線上，可用相鄰兩條線內(nèi)插讀取），即為單位高度填料層壓降。在常壓塔中，一般在145～490Pa/m較為合理，如超出這個(gè)范圍，應(yīng)按要求的值，由Eckert通用關(guān)聯(lián)圖反求氣速u，再重新計(jì)算塔徑。(1)塑料鮑爾環(huán)填料橫坐標(biāo)縱坐標(biāo)由橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)讀Eckert通用關(guān)聯(lián)圖得：=30×9.81pa/m由于145<<490pa/m,校核通過；(2)塑料階梯環(huán)填料橫坐標(biāo)縱坐標(biāo)由橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)讀Eckert通用關(guān)聯(lián)圖得：=35×9.81=343.35pa/m由于145<<490pa/m,校核通過。2.6填料層高度的確定2.6.1.傳質(zhì)系數(shù)的計(jì)算1.潤濕面積的計(jì)算：式中：—單位體積填料的總表面積，㎡/m3t—單位體積填料的總表面積，㎡/m3—液體的表面張力，N/mc—填料材質(zhì)臨界表面張力，N/m，陶瓷c=61×10-3N/mGL—液體通過塔截面的質(zhì)量流率，—液相粘度，—液氣相密度，g—重力加速度,其中塑料填料材質(zhì)的臨界表面張力=0.033N/m。水的表面張力如下表：表2-5水的表面張力溫度t℃3030表面張力71.2069.63利用內(nèi)插法:,所以表2-6一定溫度一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)下的氨水的密度：（單位為kg/）氨水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)20℃25℃2.27％987.1985.8利用內(nèi)差法可得20℃時(shí)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.90%的氨水溶液的表面張力為在此吸收過程中，氨溶于水中的量較少，氨水溶液的物性參數(shù)均與水相似，所以有：即可知37.0504℃時(shí)氨水溶液的表面張力為N/m(1)對于塑料鮑爾環(huán)填料液體通過塔截面的質(zhì)量流速GL==t=106.4㎡/m3則a=51.845㎡/m3(2)對于塑料階梯環(huán)填料t=228㎡/m3=103.121㎡/m32.氣相傳質(zhì)系數(shù)=C式中：R—?dú)怏w常數(shù)，8.314T—?dú)怏w溫度，KDV—溶質(zhì)在氣相中的擴(kuò)散系數(shù)，㎡/sGV氣體通過空塔截面的質(zhì)量流率，—?dú)怏w粘度，—?dú)怏w密度，Kg/m3—潤濕表面積，氣體通過空塔截面的質(zhì)量流速塑料鮑爾環(huán)：塑料階梯環(huán)：(1)塑料鮑爾環(huán)填料(2)塑料階梯環(huán)填料2.6.2.填料層高度的計(jì)算填料層高度計(jì)算涉及物料衡算、傳質(zhì)速率和相平衡關(guān)系。對于整個(gè)吸收塔，氣、液的濃度分布都沿塔高變化，吸收速率也在變化。所以要在全塔范圍應(yīng)用吸收速率關(guān)系式，就要采用微分方法，然后積分得到填料層的總高度。填料層高度可用通式計(jì)算：Z=傳質(zhì)單元高度×傳質(zhì)單元數(shù)原料氣組成中氨氣含45%，屬于高濃度氣體的吸收。氣液流率沿塔高變化明顯，溶液熱效應(yīng)大，氣液溫度升高，平衡線斜率也將沿塔高改變。氣液相吸收分系數(shù)并非常數(shù)，總吸收系數(shù)變化更為顯著，因此，高濃度氣體的吸收可用如下公式計(jì)算：其中：V—?dú)庀嗫偰柫髁?，Kmol/s—?dú)饽んw積吸收系數(shù)—成平衡的氣相度其式子中可視為常數(shù)，故公式可變?yōu)椋?傳質(zhì)單元數(shù)NOG需用圖解積分法求出。以為縱坐標(biāo)，以為橫坐標(biāo)作圖，所得曲線與，圍成的面積即為定積分=演算過程如下：傳質(zhì)單元高度（）的計(jì)算(1)鮑爾環(huán)填料的氣相傳質(zhì)單元高度==(2)階梯環(huán)填料的氣相傳質(zhì)單元高度==傳質(zhì)單元數(shù)的計(jì)算（）以為橫坐標(biāo)作圖，以為縱坐標(biāo),求所圍成的面積即為傳質(zhì)單元數(shù)。所以，經(jīng)過計(jì)算，得：=3.518上述面積的計(jì)算公式及計(jì)算結(jié)果如下表：表2-7傳質(zhì)單元數(shù)計(jì)算結(jié)果表xyey1/(1-y)(y-ye)梯形面積0.0000.0000.03926.7931.0110.0050.0050.09013.0580.5180.0100.0130.1369.4290.3630.0150.0220.1787.8310.2860.0200.0340.2167.0020.2400.0250.0480.2526.5620.2110.0300.0650.2846.3620.1920.0350.0840.3156.3380.1800.0400.1070.3436.4690.1730.0450.1340.3696.7590.1710.0500.1660.3937.2400.173圖2-4傳質(zhì)單元數(shù)計(jì)算結(jié)果折線圖經(jīng)計(jì)算總面積為3.518㎡。根據(jù)上述公式可以計(jì)算出填料層的高度為：(1)對于塑料鮑爾環(huán)填(2)對于塑料階梯環(huán)填料采用上述方法求出的填料層高度后，還應(yīng)留出安全系數(shù)。根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，填料層的實(shí)際高度一般為：式中：設(shè)計(jì)師的填料高度，m；工藝計(jì)算得到的填料高度，m。(1)對于塑料鮑爾環(huán)(2)對于塑料階梯環(huán)2.7填料的確定根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果對填料進(jìn)行篩選，金屬鮑爾環(huán)與金屬階梯環(huán)的比較如下：表2-7填料參數(shù)比較名稱塑料鮑爾環(huán)塑料階梯環(huán)二者比較徑比2248階梯環(huán)更佳噴淋密度（）35014529.530鮑爾環(huán)更佳泛點(diǎn)率0.5920.704鮑爾環(huán)更佳填料層壓降（pa/m）294.3343.4階梯環(huán)更佳填料層高度Z（m）2.6171.017鮑爾環(huán)更佳綜合上述的比較的結(jié)果，最終選出塑料鮑爾環(huán)作為填料塔吸收的填料。加頂隙2米最后確定塔高為4.617米。第三章填料吸收塔附屬裝置和輔助設(shè)備的選型3.1輔助裝置的選型(1)液體分布器液體在填料塔頂噴淋的均勻狀況是提供內(nèi)氣液均勻分布的先決條件，也是使填料塔頂達(dá)到預(yù)期的分離效果的保證。根據(jù)計(jì)算出的氣液流量、填料層高度、塔徑及氣液流速此次設(shè)計(jì)選擇溢流盤式液體分布器。此種分布器可用金屬、塑料或陶瓷制造。對應(yīng)這次設(shè)計(jì)我們可選擇塑料制造的，還有其自由截面積較小，適用于直徑小于1200mm的塔。（2）填料支承板填料支承板用于支承塔內(nèi)填料及其所持有的氣體、液體的質(zhì)量，同時(shí)起著氣液流動(dòng)通道及其均勻分布?xì)怏w的作用。根據(jù)本次課程設(shè)計(jì)填料塔層的高度選擇平板型柵板式的支承板，因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)簡單，易于加工。根據(jù)計(jì)算出的氣液流量、填料層高度、塔徑及氣液流速的綜合考慮，選擇以下輔助裝置。表3-1輔助裝置設(shè)備名稱型式個(gè)數(shù)液體分布器填料支撐板填料壓板床層限制板溢流盤式平板型（篩孔）11113.2輔助設(shè)備的選型3.2.1管徑的計(jì)算管路的內(nèi)徑可用圓形管路的流量公式計(jì)算，即：從式中可以看出，根據(jù)流速和流量即可確定管徑。流量一般由生產(chǎn)任務(wù)所決定，所以關(guān)鍵在于選擇合適的流速。若流速選得太大，雖然管徑可減小，但流體流過管路的阻力增大，消耗的動(dòng)力就大，操作費(fèi)隨之增加。反之流速選得太小，操作費(fèi)可以相應(yīng)減小，但管徑增大，管路的設(shè)備費(fèi)隨之增加。所以，流體在管路中輸送時(shí)，需根據(jù)具體情況在操作費(fèi)與設(shè)計(jì)費(fèi)之間通過經(jīng)濟(jì)橫算來確定適宜的流速。由于經(jīng)濟(jì)衡算繁瑣，一般管內(nèi)流速可選用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。某些流體在管路中的常用流速范圍見表3-1。表3-1常見流速范圍流體的類別及情況流速范圍,m/s水及低粘度流體（1×105Pa～1×106Pa）1.5～3.0常壓氣體10～20由此計(jì)算的管徑不一定是整數(shù)值，需要參照標(biāo)準(zhǔn)，選用標(biāo)準(zhǔn)管徑，才能作為操作中的實(shí)際管徑。氣相管徑(1)氣體進(jìn)料溫度為35℃，選取u=18m/s=選取，由于管路采用標(biāo)準(zhǔn)管路，因此實(shí)際操作情況下的流速不是選取的流速，需要將標(biāo)準(zhǔn)管徑代入流量的計(jì)算公式，反算出操作流速，進(jìn)行流速校核。校核符合要求。(1)氣體出塔溫度即為定性溫度t=49.1008℃選取u=18m/s=選取由于管路采用標(biāo)準(zhǔn)管路，因此實(shí)際操作情況下的流速不是選取的流速，需要將標(biāo)準(zhǔn)管徑代入流量的計(jì)算公式，反算出操作流速，進(jìn)行流速校核。校核符合要求。液相管徑：(1)水的進(jìn)料溫度為25℃，其對應(yīng)的選取u=2.5m/s選取由于管路采用標(biāo)準(zhǔn)管路，因此實(shí)際操作情況下的流速不是選取的流速，需要將標(biāo)準(zhǔn)管徑代入流量的計(jì)算公式，反算出操作流速，進(jìn)行流速校核。校核符合要求。(2)氨水的出塔溫度t=49.1008℃，選取u=2.5m/s選取.由于管路采用標(biāo)準(zhǔn)管路，因此實(shí)際操作情況下的流速不是選取的流速，需要將標(biāo)準(zhǔn)管徑代入流量的計(jì)算公式，反算出操作流速，進(jìn)行流速校核。校核符合要求。3.2.2泵的選型1.泵的計(jì)算液體輸送設(shè)備的種類很多，按照工作原理的不同，分為離心泵、往復(fù)泵、旋轉(zhuǎn)泵與旋渦泵等幾種。其中，以離心泵在生產(chǎn)上應(yīng)用最為廣泛，因?yàn)楸惠斔偷牧黧w是地下水，所以本設(shè)計(jì)選清水泵IS型以水平面為基準(zhǔn)面，水槽液面為1-截面，平頭外端為2-截面在兩截面之間列伯努利方程為因?yàn)檎麄€(gè)過程為常壓操作，又因?yàn)榻孛?-和截面2-處的管徑相同，即可得出因?yàn)?；所以管路能量損失：=查管件與閥門的當(dāng)量長度共線圖：3個(gè)截止閥(全開):1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)彎頭：1個(gè)進(jìn)口，一個(gè)出口：=0.5+1.0=1.5管長：20℃下，水的粘度為，由此可以判斷出流型為湍流。對于新的無縫鋼管：=0.1～0.2mm，選擇管壁粗糙度為：=0.1