填料塔设计
填料塔的设计
目录一．设计任务书..............................................................................................................1.设计目的 ......................................................................................................................2.设计任务 ......................................................................................................................3.设计内容和要求 ..........................................................................................................二．设计资料..................................................................................................................1.工艺流程 ......................................................................................................................2.进气参数 ......................................................................................................................3.吸收液参数 ..................................................................................................................4.操作条件 ......................................................................................................................5.填料性能 ......................................................................................................................三．设计计算书..............................................................................................................1．填料塔主体的计算 ...................................................................................................1.1吸收剂用量的计算 ...................................................................................................1.2塔径的计算 ...............................................................................................................1.3填料层高度的计算 ...................................................................................................1.4.填料塔压降的计算 ...................................................................................................2.填料塔附属结构的类型与设计 ..................................................................................2.1支承板.......................................................................................................................2.2填料压紧装置...........................................................................................................2.3液体分布器装置.......................................................................................................2.4除雾装置...................................................................................................................2.5气体分布装置...........................................................................................................2.6排液装置...................................................................................................................2.7防腐蚀设计...............................................................................................................2.8气体进料管 ...............................................................................................................2.9液体进料管： ...........................................................................................................2.10封头的选择.............................................................................................................2.11总塔高计算 .............................................................................................................3.填料塔设计参数汇总 ..................................................................................................四．填料塔装配图（见附录）......................................................................................五．总结..........................................................................................................................六．参考文献..................................................................................................................附录..................................................................................................................................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。
填料塔的设计指导
二氧化硫填料塔设计一．填料吸收塔简介在化学工业中，吸收操作广泛应用于石油炼制，石油化工中分离气体混合物，原料气的精制及从废气回收有用组分或去除有害组分等。
吸收操作中以填料吸收塔生产能力大，分离效率高，压力降小，操作弹性大和持液量小等优点而被广泛应用。
目前国内对填料吸收塔设计大部分是经验设计方法，该方法是在给定生产任务的条件下，由经验确定出一个液气比的值，然后手算出吸收塔的有关设计参数。
该设计手段落后，没有考虑经济技术指标，不符合工厂实际生产中成本最低要求，故提出了填料吸收塔的优化设计方法。
下面简要介绍一下填料塔的有关内容。
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。
与板式塔相比，在填料塔中进行的传质过程，其特点是气液连续接触，而传质的好坏与填料密切相关。
填料提供了塔内的气液两相接触面积。
填料塔的流体力学性能，传质速率等与填料的材质，几何形状密切相关，所以长期以来人们十分注中填料的性能和新型填料的开发，使得填料塔在化工生产中应用更加广泛。
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。
填料塔还有以下特点：1.当塔径不是很大时，填料塔因为结构简单而造价便宜。
2.对于易起泡物系，填料塔更适合，因填料对气泡有限制和破碎作用。
3.对于腐蚀性物系，填料塔更适合，因为可以采用瓷质填料。
4.对于热敏性物系宜采用填料塔，因为填料塔的持液量比板式塔少，物料在塔内的停留时间短。
填料塔的压强降比板式塔小，因而对真空操作更有利。
填料塔的设计
φ
F
泛点因子与液体喷淋密度有关，但为了工程计算方便， 泛点因子与液体喷淋密度有关，但为了工程计算方便，常采用与液 体喷淋密度无关的泛点填料因子的平均值，见数据表11。 体喷淋密度无关的泛点填料因子的平均值，见数据表 。
气相动能因子（ 因子） 2） 气相动能因子（F因子）法
气相动能因子简称F因子，其定义为： 气相动能因子简称 因子，其定义为： 因子
（1）温度的确定 ）温度的确定——溶解度 溶解度 （2）压力的确定 ）压力的确定——溶解度和操作费 溶解度和操作费
二、填料类型的选用
（一）填料类型——散装填料和规整填料 填料类型 散装填料和规整填料
1、散装填料——拉西环、鲍尔环、阶梯环、弧鞍填料、矩 、散装填料 拉西环、 拉西环 鲍尔环、阶梯环、弧鞍填料、 鞍填料、环矩鞍填料等。 鞍填料、环矩鞍填料等。 2、规整填料 、规整填料——网波纹填料和板波纹填料 网波纹填料和板波纹填料
注意： 注意：
实际操作中采用的液体喷淋密度大于最小喷淋密度。若液体喷淋密度小于 实际操作中采用的液体喷淋密度大于最小喷淋密度。 最小喷淋密度，则需进行调整，重新计算塔径。 最小喷淋密度，则需进行调整，重新计算塔径。
（二）填料层高度计算及分段
1）传质单元数法 ） 1、填料层高度计算 、
Z = HOG ⋅ NOG
UV µV αt DV kG = 0.237 αt µV ρV DV RT
UL µL kL = 0.0095 αW kL ρL DL
2/3 −1/ 2
0.7
1/3
µL g ρL
Cs = u
ρ L − ρV
ρV
气相负荷因子法多用于规整填料空塔气速的确定。计算时， 气相负荷因子法多用于规整填料空塔气速的确定。计算时，先求出最大 气相负荷因子； 气相负荷因子；《常用规整填料的最大气相负荷因子可通过有关填料手册查 也可从图22曲线（适于波纹板填料）查得，如为其他填料，可以250Y 22曲线 知，也可从图22曲线（适于波纹板填料）查得，如为其他填料，可以250Y 型波纹板填料为基准，乘以修正系数C 见表12 后按下式计算： 12》 型波纹板填料为基准，乘以修正系数C，见表12》后按下式计算：
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NH3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。
填料塔设计标准及规范最新
填料塔设计标准及规范最新1. 设备设计基础填料塔的设计应基于详细的工艺流程和操作条件，包括但不限于流体的性质、流量、压力、温度以及所需的分离效率。
2. 材料选择材料的选择应考虑到介质的化学性质、温度、压力以及可能的腐蚀性。
常用的材料包括不锈钢、碳钢、塑料和陶瓷等。
3. 填料类型选择填料塔的效率和性能很大程度上取决于所选填料的类型。
常见的填料类型包括散堆填料、规整填料和金属网填料等。
4. 流体力学设计填料塔的流体力学设计应确保气体和液体在塔内均匀分布，避免局部过载或死区。
设计时需考虑流体的流速、压降和湍流程度。
5. 塔体结构设计塔体结构设计应保证足够的强度和刚度，以承受操作过程中可能产生的各种载荷，包括静载荷、动载荷和热应力。
6. 塔内附件设计塔内附件包括分布器、收集器、支撑结构等，它们的设计应确保流体的均匀分布和有效收集。
7. 安全与环保要求填料塔的设计应符合当地的安全和环保法规，包括排放标准、防火防爆要求以及紧急排放系统的设计。
8. 控制与监测系统填料塔应配备必要的控制和监测系统，以实现过程的自动控制和实时监测，确保操作的稳定性和安全性。
9. 维护与清洗设计时应考虑到设备的维护和清洗方便性，确保在必要时可以快速进行清洗和维护工作。
10. 经济性评估在满足工艺要求的前提下，填料塔的设计应考虑成本效益，包括材料成本、制造成本和运行成本。
11. 规范和标准遵循设计过程中应遵循国际和国内的相关行业标准，如API、ASME、GB等，确保设计的合规性。
结语填料塔的设计是一个综合性的工程活动，需要综合考虑工艺、材料、结构、安全、环保和经济等多方面因素。
随着技术的发展和行业标准的更新，填料塔的设计标准和规范也在不断进步，以适应不断变化的工业需求。
填料塔的设计指导
填料塔的设计指导料塔是一种常见的工业设备，用于储存、处理和供应物料。
它可以用于各种行业，包括矿山、化工、能源、冶金等。
料塔的设计对于生产效率、安全性和可持续发展至关重要。
以下是一些料塔设计的指导原则。
首先，料塔的设计应基于所处理物料的性质和特点。
这包括物料的粒度、湿度、粘度和流动性等。
不同的物料具有不同的特性，需要采取不同的设计措施。
例如，对于流动性差的物料，应考虑采用斜坡状的料塔设计，以避免物料堆积和堵塞。
对于湿度较高的物料，应考虑采用防潮措施，以防止物料结块。
其次，料塔的设计应考虑物料的存储容量和供应能力。
存储容量应根据生产需求和物料供应的稳定性来确定。
供应能力则取决于料塔的出料设备和供料系统。
出料设备的选择应根据物料粒度和流量要求来确定。
供料系统的设计应确保物料能够均匀灌注到料塔中，并能够顺利地从料塔中取出。
第三，料塔的设计应考虑安全性。
料塔是一种高大的结构，涉及到重力和物料的压力。
因此，在设计过程中必须采取适当的安全措施。
这包括结构强度的计算、抗震设计、设备的安全设置等。
此外，还需要制定相应的操作规程和应急预案，以应对突发事件和事故。
第四，料塔的设计应考虑可维护性和可持续性。
料塔是一个复杂的系统，其中包含了各种设备和管道。
为了确保设备的正常运行和延长使用寿命，料塔应具有方便维护的设计。
这包括设备的布局合理性、易于检修的设置、设备的可拆卸性等。
此外，还应考虑节能和环保问题，以降低能耗和减少环境污染。
最后，料塔的设计应考虑未来的发展需求。
随着技术的进步和市场的变化，料塔的功能可能需要不断扩展和更新。
因此，在设计过程中应考虑到未来的扩展性和灵活性。
例如，可以预留一些空间来安装新的设备或增加料塔的高度。
此外，还应设计料塔的具体位置和布局，以便于将来的扩建和改造。
综上所述，料塔的设计需要综合考虑物料性质、存储容量、供应能力、安全性、可维护性、可持续性和未来发展需求等因素。
只有在这些指导原则的基础上进行科学合理的设计，才能保证料塔的高效运行和安全可靠。
填料塔的设计
西北大学化工学院化工原理课程设计说明书设计名称： 填料吸收塔设备的设计 年级专业： 2008级化学工程与工艺 姓 名：指导老师：姚瑞清2011年1月10日目录一．设计任务-----------------------------------2 二．填料选择-----------------------------------3 三．计算所需物性参数---------------------------3 四．设计计算过程-------------------------------4 五．塔附件选择---------------------------------10 六．工艺流程说明-------------------------------15 七．心得体会-----------------------------------16 八．参考文献-----------------------------------18 九．工艺流程图---------------------------------19一. 设计任务原料气入塔温度为25℃，用清水吸收原料气体中的SO2气体，混合气体的处理量为2000m3／h，其中含有SO2的摩尔分数为0.07，SO2的吸收率为90％，气体入口温度为25℃.水入口温度为20℃。
已知：20℃时，E=3.55 10³kPa, L/G=1.5(L/G)min;操作压力：常压；操作温度：液体20℃; 气体：25℃；填料类型：乱堆塑料鲍尔环；要求设计填料吸收塔，求所需塔高，塔径，塔内件，塔接管尺寸，绘制流程图，吸收塔工艺条件图，设计过程评述。
二.填料选择该系统属于易分离系统，可采用散装填料，系统中含SO2有一定腐蚀性，故考虑选用Ф50mm塑料鲍尔环，由于系统对压降无特殊要求，考虑到不同尺寸鲍尔环的性能采用乱堆Ф50mm塑料鲍尔环。
鲍尔环特性：鲍尔环是在拉西环的基础上发展起来的，是近期具有代表性的一种填料。
填料塔的设计完整版
填料塔的设计HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】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，吸收脱除混合气体中的NH 3，气体处理量为1500m 3/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。
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。
填料塔设计详细计算过程
酸盐增加。吸入高浓度二氧化硫，可引起支气管炎、肺炎，严重时可发生肺水肿 及呼吸中枢麻痹。 二氧化硫进入呼吸道后，因其易溶于水，故大部分被阻滞在上呼吸道，在湿 润的粘膜上生成具有腐蚀性的亚硫酸、硫酸和硫酸盐，使刺激作用增强。上呼吸 道的平滑肌因有末梢神经感受器，遇刺激就会产生窄缩反应，使气管和支气管的 管腔缩小，气道阻力增加。上呼吸道对二氧化硫的这种阻留作用，在一定程度上 可减轻二氧化硫对肺部的刺激。 但进入血液的二氧化硫仍可通过血液循环抵达肺 部产生刺激作用。 二氧化硫进入血液可引起全身性毒作用，破坏酶的活性，影响糖及蛋白质 的代谢；对肝脏有一定损害。液态二氧化硫可使角膜蛋白质变性引起视力障碍。 二氧化硫与烟尘同时污染大气时，两者有协同作用。因烟尘中含有多种重金属及 其氧化物，能催化二氧化硫形成毒性更强的硫酸雾。因加剧其毒性作用。动物试 验证明，二氧化硫慢性中毒后，机体的免疫受到明显抑制。大量吸入可引起肺水 肿、喉水肿、声带痉挛而致窒息。 急性中毒：轻度中毒时，发生流泪、畏光、咳嗽，咽、喉灼痛等；严重中毒 可在数小时内发生肺水肿； 极高浓度吸入可引起反射性声门痉挛而致窒息。皮肤 或眼接触发生炎症或灼伤。 慢性影响：长期低浓度接触，可有头痛、头昏、乏力等全身症状以及慢性鼻 炎、咽喉炎、支气管炎、嗅觉及味觉减退等。少数工人有牙齿酸蚀症。 二氧化硫浓度为 10～15ppm 时， 呼吸道纤毛运动和粘膜的分泌功能均能受到 抑制。浓度达 20ppm 时，引起咳嗽并刺激眼睛。若每天吸入浓度为 100ppm 8 小 时，支气管和肺部出现明显的刺激症状，使肺组织受损。浓度达 400ppm 时可使 人产生呼吸困难。 二氧化硫与飘尘一起被吸入，飘尘气溶胶微粒可把二氧化硫带 到肺部使毒性增加 3～4 倍。若飘尘表面吸附金属微粒，在其催化作用下，使二 氧化硫氧化为硫酸雾， 其刺激作用比二氧化硫增强约 1 倍。长期生活在大气污染 的环境中，由于二氧化硫和飘尘的联合作用，可促使肺泡纤维增生。如果增生范 围波及广泛，形成纤维性病变，发展下去可使纤维断裂形成肺气肿。二氧化硫可 以加强致癌物苯并（α）芘的致癌作用。据动物试验，在二氧化硫和苯并（α）
化工原理课程设计填料塔的设计
06 结论与展望
课程设计的总结与收获
01
02
03
04
设计流程掌握
通过填料塔的设计，掌握了从 需求分析、方案设计、详细设 计到最终实现的完整流程。
理论知识应用
将所学的化工原理知识应用于 实际设计中，加深了对理论知
识的理解和应用能力。
团队协作能力
在小组合作中，提高了团队协 作和沟通能力，学会了如何在
热力学第一定律
能量守恒定律，表示系统 能量的转化和守恒。
热力学第二定律
熵增加原理，表示自发反 应总是向着熵增加的方向 进行。
理想气体定律
描述气体状态变化的基本 规律。
填料塔的热量平衡与效率
热量平衡
填料塔在操作过程中，需要保持 热量平衡，即进料和出料的热量 与热源和冷源的热量交换达到平 衡状态。
效率计算
填料的作用
填料在填料塔中起到关键作用，它能够提供足够大的表面 积以促进气液间的接触，从而实现高效的传质和传热。
填料塔的工作原理
在填料塔中，液体从顶部淋下，通过填料层时与气体充分 接触，实现传质和传热。气体在填料的缝隙中流动，与液 体进行逆流接触，完成传质和传热过程。
02 填料塔的工艺设计
工艺流程
提高解决问题能力
面对实际工程问题，学生需要 独立思考、分析和解决问题， 提高解决实际问题的能力。
培养团队协作精神
课程设计通常以小组形式进行 ，学生需要分工合作、相互配
合，培养团队协作精神。
填料塔的基本概念和原理
填料塔的定义
填料塔是一种常用的化工设备，主要用于气液传质和传热 过程。它由塔体、填料、液体分布器、气体分布器和再分 布器等组成。
填料塔的流体力学性能
流体阻力
填料塔设计
填料塔设计1000字填料塔（也称为吸附塔、萃取塔、蒸馏塔等）是化工工业中常见的塔式设备，用于分离和提取混合物中的组分。
填料塔设计的目标是实现有效的传质和反应，同时最小化能量消耗和成本开销。
本文将介绍填料塔设计的基本流程和注意事项。
一、设计流程1. 确定塔的物理性质和流量任何填料塔的设计首先需要确认其物理性质和流量。
这将决定了塔的大小、填料类型、流体速度等各种参数。
物理性质包括塔的直径、高度、壁厚等。
流量包括进料量、空气量、气体流量、液体流量等。
2. 选择填料填料是填料塔的核心组件，它可以有效增加反应表面积和物质传递速率。
填料的种类很多，包括塑料、金属、陶瓷、玻璃等材料。
常见的填料包括环形塔填料、球形塔填料、骨架填料等。
我们需要根据所需要处理的物质和填料性能来选取填料。
3. 确定反应机理填料塔的工作原理基于物质分离和反应过程。
在设计塔之前，需要加深对所需处理的物质的反应机理的了解，包括化学反应、传质、相变等。
这将有助于确定合适的填料、塔高度等参数。
4. 计算填料密度填料密度是液相和气相之间传质的决定性因素。
在设计填料塔时，我们需要对填料的密度进行计算。
这可以帮助我们确定塔的高度、填料体积等参数。
5. 选择塔板塔板是塔式设备中流体分离和传质的重要组成部分。
常用的塔板有单孔板、多孔板和节流板等。
选定塔板的种类和数量取决于所需处理的物质和塔的物理尺寸。
6. 确定工艺流程填料塔的设计需要确定完整的工艺流程。
我们需要确认现有流程的适用性，并着手设计流程概要、工艺流程图等。
7. 设计并检验填料塔完成上述步骤后，我们需要开始具体的设计工作。
填料塔设计需要考虑许多因素，包括结构强度、塔的散热、氢气脆化等。
我们需要对设计方案进行校验，以确保它符合现行规定和安全标准。
二、设计注意事项1. 确定填料尺寸填料尺寸直接影响到塔体积，进而影响到设备成本和能量消耗。
因此，我们需要选用最小的填料尺寸，以减小设备尺寸和成本。
2. 考虑气液流量比填料塔中的气液流量比会直接影响反应效率和传质速率。
填料塔设计完全版
由该点的纵坐标得为计算方便，采用与液体喷淋密度无关的泛点填料因子平均值，查表（散装交，由该点的纵坐标得(Dg38)k G a=0.0367×(2900×1.178)0.72×4699.60.38=319.3kmol／(m3·h．Pa) k L a=0.027×4699.60.78=19.75 h -1选择塔径为700mm的数据。
4．除雾沫器选择折流板式除雾器，它是利用惯性原理设计的最简单的除雾装置。
除雾板由50mm ×50mm ×3mm 的角钢组成．板间横向距离为25mm ，如图所示。
除雾器的结构简单、有效，常和塔器构成一个整体，阻力小，不易堵塞，能除去50μm 以下的雾滴，压力降一般为50~I00Pa 。
5．管口结构一般管道为圆形，d 为内径，水流速0.5~1.5m/s,常压下气体流速则气体进口管直径 d 1=u V 4π=1836004.1329004×××=0.239m 气体出口管直径 d 2=0.239m查国家标准规格，圆整直径为273×6u=π23V 4d =s /m 06.153600261.0900242=×××π 吸收剂进口直径 d 3=u V 4π=.503600.29984.13699.644××××=0.0577m8．液体进口管液体的进口管直接通向喷淋装置，若喷淋装置进塔处为直管，其结构和有关尺寸见图和表，若喷淋器为其他结构，则管门结构需根据具体情况而定。
液体进口管选择尺寸76×4，见上表。
9．液体的出口装置液体出口装置的设计应便于塔内液体的排放，防止破碎的瓷环堵塞出口，并且要保证塔内有一定的液封高度，防止气体短路。
常见的液体出口结构如图所示。
10．接管长度填料塔上各股物料的进出门管留在设备外边的长度h，可参照下表确定。
填料塔的设计范文
填料塔的设计范文
填料塔是一种常用的化工设备，主要用于气体的物质转移和反应过程中的质量传递。
设计一个填料塔需要考虑到塔的结构设计、填料的选择和布置、气液分布的优化以及安全性等因素。
首先，填料塔的结构设计是一个关键的环节。
塔的高度和直径直接影响着塔的流体力学性能和传质传热效果。
对于普通的填料塔来说，一般采用塔径比为3-6，高径比为10-20的设计参数。
此外，填料塔还应设计合理的进出料口，以便更好地控制进出料的速度和流量。
其次，填料的选择和布置也是填料塔设计的重要一环。
不同的物质需要选择不同的填料来达到预期的传质和传热效果。
常用的填料有旋流板、环状填料、网格填料、管状填料等。
填料的布置应考虑到填料与气相和液相之间的接触面积和流动的通路。
通常，填料的布置越密集，接触面积越大，传质传热效果越好。
气液分布的优化也是设计填料塔的一个关键问题。
不同物质的分布方式也会影响填料塔的传质效果。
常用的气液分布方式有平板液面、喷洒液面、液滴液面等。
优化气液分布的方式可以使得液相和气相更加均匀地流过填料床，提高传质传热效果。
填料塔的设计还需要考虑到其安全性能。
安全是设计的首要考虑因素之一、必须保证填料塔的结构稳定，能够承受内部和外部的力。
此外，还需要设置相应的安全装置，如压力传感器、温度传感器、液位控制器等，以及紧急停机装置，以保障塔的安全运行。
总之，填料塔的设计需要综合考虑结构设计、填料选择和布置、气液分布的优化以及安全性等因素。
通过合理的设计和优化，填料塔可以实现更好的传质和传热效果，提高化工生产的效率和质量。
填料塔设计
1.1填料塔设计1.1.1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，塔设计的好快与否，对于整个工厂的经济效益有着很重要的作用。
塔设备的投资费用占整个工艺设备费用的四分之一左右，塔设备所耗用的钢材料重量在各类工艺设备中所占的比例也较多，例如在年产250万吨常压减压炼油装置中耗用的钢材重量占62.4%，在年产60-120万吨催化裂化装置中占48.9%。
因此，塔设备的设计和研究，是我们工作的重点。
在本化工厂设计中，塔设备汇总如表所示：表8-1 塔设备汇总表塔设备编号塔设备名称T0101裂解油预分塔T0102隔壁塔T0103抽提塔T0104溶剂回收塔T0201甲苯塔T0202二甲苯塔（续表）T0401歧化反应产物分离隔壁塔T0501抽取液塔T0502抽余液塔1.1.2设计依据《压力容器》GB 150-2011《钢制塔式容器》JB 4710-2005《钢制压力容器用封头标准》JB/T 4746-2002《碳钢、低合金钢制填料塔式压力容器技术要求》QSY-GDJ-JS121-008-2010《碳素钢、低合金钢人孔与手孔类型与技术条件》HG 21514-95《中国地震动参数区划图》GB 18306-2001《建筑结构荷载规范》GB 50009-20121.1.3塔型的选择原则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。
1.1.3.1填料塔与板式塔的比较表8-2 精馏塔的主要类型及特点结构特点每层板上装配有不同型式的气液接触元件或特殊结构，如筛板、泡罩、浮阀等；塔内设置有多层塔板，进行气液接触塔内设置有多层整砌或乱堆的填料，如拉西环、鲍尔环、鞍型填料等散装填料，格栅、波纹板、脉冲等规整填料；填料为气液接触的基本元件操作特点气液逆流逐级接触微分式接触，可采用逆流操作，也可采用并流操作设备性能空塔速度（亦即生产能力）高，效率高且稳定；压降大，液气比的适应范围大，持液量大，操作弹性小大尺寸空塔气速较大，小尺寸空塔气速较小；低压时分离效率高，高压时分离效率低，传统填料效率较低，新型乱堆及规整填料效率较高；大尺寸压力降小，小尺寸压力降大；要求液相喷淋量较大，持液量小，操作弹性大（续表）装困难，安装程序较简单，检修清理容易，金属材料耗量大修清理困难，可采用非金属材料制造，但安装过程较为困难适用场合处理量大，操作弹性大，带有污垢的物料处理强腐蚀性，液气比大，真空操作要求压力降小的物料1.1.3.2板式塔塔型选择一般原则：选择时应考虑的因素有：物料性质、操作条件、塔设备性能及塔的制造、安装、运转、维修等。
高效规整填料塔的设计及精馏节能技术
02
03
自适应控制
智能控制
根据精馏过程的实时数据，自动 调整控制参数，使系统始终处于 最佳运行状态。
结合人工智能和机器学习技术， 实现精馏过程的智能控制和优化。
案例分析：成功降低能耗
1 2
案例一
某化工厂通过采用热能回收技术和优化操作条件， 成功将精馏过程的能耗降低了20%。
案例二
某石化企业采用新型填料和塔内件对精馏塔进行 改造，传质效率提高了30%，能耗降低了15%。
02 高效规整填料技术
规整填料概念及优势
规整填料定义
规整填料是一种在塔内按一定几何构形均匀排列，整齐堆砌的填料，具有特定的 几何形状和尺寸。
规整填料优势
相较于散装填料，规整填料具有更高的传质效率和更低的压降，能够提供更好的 流体分布和更大的比表面积。
高效规整填料种类介绍
金属规整填料
陶瓷规整填料
维护保养周期及内容
制定合理的维护保养计划， 定期对填料塔进行全面检 查和维护保养。
检查并更换损坏的液体分 布器、气体分布器和密封 件等易损件。
清洗填料表面的污垢和沉 积物，保持填料的清洁和 良好的传质性能。
对设备的腐蚀情况进行检 查，并采取必要的防腐措 施。
故障诊断与排除方法
01 02 03 04
热能回收
通过热交换器回收塔顶和塔底的余热，用于预热原料 或产生蒸汽，从而减少热能消耗。
优化操作条件
通过调整操作参数，如温度、压力、回流比等，使精 馏过程在最佳状态下运行，降低能耗。
新型填料与塔内件
采用高效规整填料和新型塔内件，提高传质效率，降 低能耗。
先进控制策略在精馏中应用
01
模型预测控制
通过建立精馏过程的数学模型， 预测未来状态并优化控制策略， 实现节能降耗。
填料塔设计
填料塔的结构和计算摘要：塔设备是化工，石油化工和炼油行业最为常见的过程设备之一,他的作用是使气液在塔内进行充分的接触，达到传热和传质的目的。
塔设备在一定的条件下，将能达到气液共存状态的混合物实现分离，纯化的单元操作设备，广泛用于炼油，精细化工，环境工程，医药工程，食品工程和轻纺工程等行业和部门中。
其投资在工程设备总额中占有很大比重，一般约占20%~50%。
工业上为使气液充分接触以实现传质过程，既可采用板式塔，也可采用填料塔。
吸收塔的工艺计算，首先是在选定吸收剂的基础上确定吸收剂用量，继而计算塔的主要工艺尺寸，包括塔径和塔的有效段高度。
塔的有效段高度，对填料塔是指填料层高度关键词：吸收塔, 矩鞍填料;几何特性;流体力学;传质性能;传质单元高度1.1塔设备简介塔设备是化工，石油化工和炼油行业最为常见的过程设备之一,他的作用是使气液在塔内进行充分的接触，达到传热和传质的目的。
塔设备在一定的条件下，将能达到气液共存状态的混合物实现分离，纯化的单元操作设备，广泛用于炼油，精细化工，环境工程，医药工程，食品工程和轻纺工程等行业和部门中。
其投资在工程设备总额中占有很大比重，一般约占20%~50%。
填充塔的应用始于19世纪中叶，起初在空塔中填充碎石、砖块和焦炭等块状物，以增强气液两相间的传质。
1914年德国人F.拉西首先采用高度与直径相等的陶瓷环填料（现称拉西环）推动了填充塔的发展。
此后，多种新填料相继出现，填充塔的性能不断得到改善，近30年来，填充塔的研究及其应用取得巨大进展，不仅开发了数十种新型高效填料，还较好地解决了设备放大问题。
到60年代中期，直径数米乃至十几米的填充塔已不足为奇。
现在，填充塔已与板式塔并驾齐驱，成为广泛应用的传质设备。
塔设备的分类方法有多种，例如：按操作压力可分为：加压塔，常压塔，减压塔；按塔所能完成的单元过程分为：精馏塔，吸收塔，解压塔，萃取塔，反应塔和干燥塔等等，但是长期以来，最为常用的分类是按塔的内件结构分为板式塔和填料塔。
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xxxxx 大学化工原理课程设计任务书专业:班级:组长:成员:设计日期:设计题目: 空气丙酮填料塔的吸收设计条件: 空气-丙酮体系●混合气：丙酮蒸气和空气●吸收剂：清水（25℃）●处理量：1500m3/h(标准状态)●相对湿度：70%●温度：20O℃●含量：进塔混合气中含丙酮：1.82%（V%）●要求：丙酮回收率：90%●操作条件：常压操作●厂址地区：任选●设备型式：自选设计内容：相关说明1.设计方案的选择及流程说明2.工艺计算3.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、总压降及接管尺寸的确定4.辅助设备选型与计算5.设计结果汇总6.工艺流程图及换热器工艺条件指导教师: xxxx目录第一节概述------------------------------------------41.1吸收技术概况------------------------------------------41.2吸收设备的发展------------------------------------------41.3吸收过程在工业生产中的应用------------------------------------------51.4丙酮的相关资料------------------------------------------6 第二节设计方案的确定-----------------------------------------72.1吸收剂的选择--------------------------------------------7 2.2吸收流程的选择----------------------------------------8 2.3吸收塔设备及填料的选择-------------------------------------------------9 2.4操作参数的选择------------------------------------------9 2.5设计模型图------------------------------------------10 第三节吸收塔的工艺计算----------------------------------------113.1基础性数据--------------------------------------------11 3.2物料计算-------------------------------11 3.3填料塔工艺尺寸的计算--------------------------------------------12 第四节设计后的感想-------------------------------------------------184.1对设计过程的评述和有关问题的讨论-------------------------------------------------18 4.2设计感想-------------------------------------------------------------------------------------------18 附录：参考文献-----------------------------------------------------------------------------------20第一节概述1．1吸收技术概况吸收的依据即为混合气体中各组分在同一种液体中的溶解度差异。
吸收塔设备是气液接触的传质设备，一般可分为级式接触和微分接触两类。
一般级式接触采用气相分散，设计采用理论板数及板效率；而微分接触设备常采用液相分散，设计采用传质单元高度及传质单元数。
本设计采用后者。
吸收是气液传质的过程，应用填料塔较多。
而塔填料是填料塔的核心构件，它提供了塔内气—液两相接触而进行传质和传热的表面，与塔的结构一起决定了填料塔的性能。
1．2吸收设备的发展吸收操作主要在填料塔和板式塔中进行，尤其以填料塔的应用较为广泛。
塔填料的研究与应用已获得长足的发展，鲍尔环、阶梯环、莱佛厄派克环、金属环矩鞍等的出现标志着散装填料朝高通量、高效率、低阻力方向发展有新的突破。
规整填料在工业装置大型化和要求高分离效率的情况下，倍受重视，已成为塔填料的重要品种。
其中金属与塑料波纹板造价适中，抗污力强，操作性能好，并易于工业应用，可作为通用填料使用；栅格填料对液体负荷和允许压降要求苛刻的过程十分有利，并具有自净机能，即使应用在污垢系统也能长期稳定运转；脉冲填料独特的结构使之在大流量、大塔径下也不会发生偏流，极易工业放大，从发展上看很有希望。
塔填料仍处于发展之中，今后的研究方向主要是提高传质效率，同时考虑填料的强度、操作性能及使用上的通用因素，并综合环型、鞍型及规整填料的优点，进而开发构型优越、堆积接触方式合理、流体在整个床层能均匀分布的新型填料。
就目前看，填料的材质仍以陶瓷、金属和塑料为主，特别为满足化工生产中温度和耐腐蚀的要求，以开发并采用了氟塑料制成的填料。
填料塔原先被认为设备笨重，放大效应显著，所以常用于塔径较小的场合。
近二三十年来，填料塔得到了较大的发展，特别是气液分布装置上的改进及规整填料的开发，使塔的直径可超过15m，在加大通量，减少压力降，提高效率及降低能耗方面，取得了明显的经济效益。
填料塔的发展，与塔填料的开发与研究是分不开的，除了提高原有填料的流体力学与传质性能外，还开发了不少效率高、放大效益小的新型填料，加上填料塔本身具有压降小、持液量小、耐腐蚀、操作稳定、弹性大等优点，使填料塔的开发研究达到了一个新的高度。
1．3吸收过程在工业生产中的应用在化学工业中，气体吸收操作广泛应用于直接生产化工产品，分离气体混合物，原料气的精制及从废气中回收有用组分或除去有害物质等。
尤其是从保护环境，防止大气污染角度出发，对废气中的硫化氢，硫氧化物，氮氧化物等有害物质吸收除去过程的开发研究，有关着方面已提出了不少新的方法，发表了不少论著与文献。
除此之外，地球化学、生物物理和生物医药工程，也要应用气体吸收的理论及其研究成果。
工业上的气体吸收过程，由于所用的吸收剂、吸收剂浓度、操作温度与压力、再生方法等的不同，可能有各种不同的工艺流程。
吸收过程可以在填料塔、板式塔、鼓泡塔、搅拌反应釜等设备中进行。
从传质角度讲，吸收所用的是气液接触设备，应增加气液两相的接触界面，但在吸收过程中也可能发生化学反应，因此吸收设备与蒸馏设备及气液反应器都有许多共同之处。
化学工业中的吸收操作，应用于脱除CO2及脱除H2S等装置数目为最多，开发研究也最多。
工业生产中的应用主要有以下几个方面：A制取化工产品（1）应用98%硫酸吸收SO3制取98%硫酸，应用20%发烟硫酸吸收SO3制取20%的发烟硫酸。
（2）应用93%硫酸脱除气体中的水蒸气以干燥气体。
（3）用水吸收氯化氢制取31%的工业盐酸。
（4）用水吸收NO2生产50%-60%的硝酸。
（5）用水或37%甲醛水溶液吸收甲醛制取福尔马林溶液。
（6）氨水吸收CO2生产碳酸氢铵。
（7）纯碱生产中用氨盐水吸收CO2生成NaHCO3。
（8）用水吸收异丙醇催化脱氢生产的丙酮。
B分离气体混合物（1）油吸收法分离裂解气。
（2）用水吸收乙醇氧化脱氢法制取的乙醛。
（3）用水吸收丙烯氨氧化法生产的丙烯腈。
（4）用醋酸亚铜氨液从C4馏分中提取丁二烯。
（5）用水吸收乙烯氧化制取的环氧乙烷。
C从气体中回收有用组分（1）用硫酸从煤气中回收氨生成硫铵。
（2）用洗油从煤气中回收粗笨（B.T.X）。
（3）从烟道气或合成氨原料气中回收高纯度CO2。
吸收过程的描述D气体净化（1）原料气的净化。
其主要目的是清除后续加工时所不允许存在的杂质，它们或会使催化剂中毒，或会产生副反应而生成杂质。
例如，合成氨原料气的脱CO2和脱H2S，天然气、石油气和焦炉气的脱H2S以及硫酸原料气的干燥脱水等。
（2）尾气、废气的净化以保护环境。
燃煤锅炉烟气、冶炼废气等脱SO2，硝酸尾气脱除NOX，磷酸生产中除去气态氟化物（HF）以及液氯生产时弛放气中脱除氯气等。
E生化工程生化技术过程中采用好气性菌，发酵中需要大量的空气以维持微生物的正常吸收和代谢，要应用空气中的氧在水中的溶解（吸收）这一基本过程[1]。
1.4丙酮的相关资料丙酮概述丙酮，也称作二甲基酮，饱和脂肪酮系列中最简单的酮。
熔点-95度，沸点56度，无色液体，有特殊气味，能溶解醋酸纤维和硝酸纤维，丙酮对人体没有特殊的毒性，但是吸入后可引起头痛，支气管炎等症状。
如果大量吸入，还可能失去意识。
丙酮的一些物化性质第二节设计方案的确定2．1吸收剂的选择对于吸收操作,选择适宜的吸收剂,具有十分重要的意义。
其对吸收操作过程的经济性有着十分重要的影响。
一般情况下,选择吸收剂,要着重考虑如下问题。
1.对溶质的溶解度大所选的吸收剂多溶质的溶解度大,则单位量的吸收剂能够溶解较多的溶质,在一定的处理量和分离要求下,吸收剂的用量小,可以有效地减少吸收剂循环量,这对于减少过程功耗和再生能量消耗十分有利。
另一方面,在同样的吸收剂用量下,液相的传质推动力大,则可以提高吸收效率,减小塔设备的尺寸。
2.对溶质有较高的选择性对溶质有较高的选择性,即要求选用的吸收剂应对溶质有较大的溶解度,而对其他组分则溶解度要小或基本不溶,这样,不但可以减小惰性气体组分的损失,而且可以提高解吸后溶质气体的纯度。
3.挥发度要低吸收剂在操作条件下应具有较低的蒸气压,以避免吸收过程中吸收剂的损失,提高吸收过程的经济性。
4.再生性能好由于在吸收剂再生过程中,一般要对其进行升温或气提等处理,能量消耗较大,因而,吸收剂再生性能的好坏,对吸收过程能耗的影响极大,选用具有良好再生性能的吸收剂,往往能有效地降低过程的能量消耗。
以上四个方面是选择吸收剂时应考虑的主要问题,其次,还应注意所选择的吸收剂应具有良好的物理、化学性能和经济性。
其良好的物理性能主要指吸收剂的粘要小,不易发泡,以保证吸收剂具有良好的流动性能和分布性能。
良好的化学性能主要指其具有良好的化学稳定性和热稳定性,以防止在使用中发生变质,同时要求吸收剂尽可能无毒、无易燃易爆性,对相关设备无腐蚀性(或较小的腐蚀性)。
吸收剂的经济性主要指应尽可能选用廉价易得的溶剂。
工业上常选用水做二氧化硫的吸收剂。
除了物理吸收可能还会发生化学反应。
2．2吸收流程的选择用水吸收丙酮属中等溶解度的吸过程，为提高传质效率，采用逆流吸收流程。
因用水作为吸收剂，且丙酮不作为产品，故采用纯溶剂。
2．3吸收塔设备及填料的选择各种填料的结构差异较大，具有不同的优缺点，因此在使用上应根据具体情况选择不同的塔填料。