填料塔的设计完整版
水吸收丙酮填料塔设计完整版
水吸收丙酮填料塔设计 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】摘要空气-丙酮混合气填料吸收塔设计任务为用水吸收丙酮常压填料塔，即在常压下，从含丙酮%、相对湿度70%、温度35℃的混合气体中用25℃的吸收剂清水在填料吸收塔中吸收回收率为90%丙酮的单元操作。
设计主要包括设计方案的确定、填料选择、工艺计算等内容，其中整个工艺计算过程包括确定气液平衡关系、确定吸收剂用量及操作线方程、填料的选择、确定塔径及塔的流体力学性能计算、填料层高度计算、附属装置的选型以及管路及辅助设备的计算，在设计计算中采用物料衡算、亨利定律以及一些经验公式，该设计的成果有设计说明书和填料吸收塔的装配图及其附属装置图。
目录水吸收丙酮填料塔设计第一章任务及操作条件混合气(空气、丙酮蒸汽)处理量：3m h2200/进塔混合气含丙酮％(体积分数)；相对湿度:70％；温度:35℃；进塔吸收剂(清水)的温度25℃；丙酮回收率：90％；操作压强：常压操作。
第二章设计方案的确定设计方案的内容2.1.1 流程方案的确定常用的吸收装置流程主要有逆流操作、并流操作、吸收及部分再循环操作、多塔串联操作、串联—并联操作，根据设计任务、工艺特点，结合各种流程的优缺点，采用常规逆流操作的流程，传质平均推动力大，传质速率快，分离效率高，吸收及利用率高。
2.1.2 设备方案的确定本设计要求的是选用填料吸收塔，填料塔是气液呈连续性接触的气液传质设备，它的结构和安装比板式塔简单。
它的底部有支撑板用来支撑填料，并允许气液通过。
支撑板上的填料有整砌或乱堆两种方式。
填料层的上方有液体分布装置，从而使液体均匀喷洒在填料层上。
图常规逆流操作流程图流程布置吸收装置的流程布置是指气体和液体进出吸收塔的流向安排。
本设计采用的是逆流操作，即气相自塔底进入由塔顶排出，液相流向与之相反，自塔顶进入由塔底排出。
逆流操作时平均推动力大，吸收剂利用率高，分离程度高，完成一定分离任务所需传质面积小，工业上多采用逆流操作。
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。
填料塔设计
填料塔设计1.填料塔的一般结构填料塔可用于吸收气体等。
填料塔的主要组件是：流体分配器，填料板或床限制板，填料，填料支架，液体收集器，液体再分配器等。
2.填料塔的设计步骤（1）确定气液负荷，气液物理参数和特性，根据工艺要求确定出气口上述参数（2）填料的正确选择对塔的经济效果有重要影响。
对于给定的设计条件，有多种填充物可供选择。
因此，有必要对各种填料进行综合比较，限制床层，以选择理想的填料。
（3）塔径的计算：根据填料特性数据，系统物理参数和液气比计算出驱替速度，再乘以适当的系数，得出集液器设计的空塔气速度，以计算塔径。
;或者直接使用从经验中获得的气体动能因子的设计值来计算塔的直径。
（4）填充层的总高度通过传质单位高度法或等板高度法算出。
（5）计算填料层的压降。
如果压降超过极限值，则应调整填料的类型和尺寸或降低工作气体的速度，然后再重复计算直至满足条件。
（6）为了确保填料塔的预期性能，填料塔的其他内部组件（分配器，填料支座，再分配器，填料限位板等）必须具有适当的设计和结构。
结构设计包括两部分：塔身设计和塔内构件设计。
填料塔的内部组件包括：液体分配装置，液体再分配装置，填料支撑装置，填料压板或床限制板等。
这些内部构件的合理设计是确保正常运行和预期性能的重要条件。
废气处理设备第六章小型吸收塔的设计32参考文献33设计师：武汉工程大学环境工程学院08级环境工程去除工艺气体中更多的有害成分以净化气体以进一步处理或去除工业废气中的更多有害物质，以免造成空气污染。
1.2吸收塔的应用塔式设备是气液传质设备，广泛用于炼油，化工，石家庄汕头化工等生产。
根部列车塔中气液接触部分的结构类型可分为板式塔和填料塔。
根据气体和液体的接触方式的不同，吸收设备可分为两类：阶段接触和差分接触。
填料塔是差动接触式气液传质设备。
在塔板塔中设置一定数量的塔板，并且气体以泡沫或喷雾的形式穿过塔板上的液体层以进行材料和热传递。
气液相组成逐步变化，属于逐步接触逆流操作过程。
填料塔设计
已知混和气体的流量为6000m3/h 含氨气为5%(体积分数) 要求最后吸收后为0.02%(体积分数)，采用清水吸附，温度为20℃，压力为常压。
气相密度：ρv=1.26kg/m3 液相密度：ρL=998.2kg/m3液相黏度：μL=1mPa·s 液相表面张力：δL=73mN/m氨气溶解度：2.5g / 100g(H2O) 遵循Y = 0.76XK Y = 5.26×10-4kmol / (m2·s)考虑到该系统不属于难分离系统，可采用散装填料；系统中含NH3，有一定的腐蚀性，故考虑选用塑料阶梯环填料；由于系统对压降无特殊要求，考虑到不同规格阶梯环的传质性能，选用DN50塑料阶梯环填料。
该填料的相关参数如下：比较表面：a = 114.2m2 / m3；泛点填料因子：ΦF=127m-1；压降填料因子：ΦP=89m-1(1) 计算塔体的直径D：D = (4 ×V / 3600 / 3.142 / u) 0.5V = 6000m3/h计算流速u:设全部吸收：含NH3为V ×0.05 = 300 m3/h 吸收氨为300 (m3/h) / 22.4(L/mol) ×17(g/mol) = 277.7kg/h 已知溶解度为: 2.5g / 100g(H2O)，因此吸收277.7kg/h氨气，需要水的流量为277.7kg/h / 2.5g/100g = 11108kg/h≈11200kg/h因为要提高用量，因此实际用水量应为：11200(kg/h)×1.5 =16800(kg/h)W L = 16800kg/h ρL=998.2kg/m3W v = 6000kg/h ρv=1.26kg/m3W L / W v×(ρv /ρL)0.5 = (16800 / 6000) ×(1.26 / 998.2) 0.5 = 0.0994采用埃克特通用关联图查得:u2×ΦF×ψ/ g ×(ρv /ρL) ×u L0.2 = 0.025ψ=ρ水/ ρL = 1u2×127×1 / 9.81 ×(1.26 / 998.2) ×10.2 = 0.025u F = 1.53m/s取70%的安全系数得: u = 0.7 ×u F = 1.07 m/sD = (4 ×6000 / 3600 / 3.142 / 1.07) 0.5 = 1.408m ≈1.4m校核D / d = 1400 / 50 = 28 > 8 所以填料适合此塔取(Lw)min = 0.08m3 / (m·h)最小喷淋(Uw)min = (Lw)min×a = 0.08 ×114.2 = 9.136 m3 / (m2·h)操作喷淋密度U = 16800 / 998.2 / ((3.142 / 4) × 1.42) = 10.938 m3 / (m2·h) > (Uw)min操作空塔气速u = 6000 / 3600 / ((3.142 / 4) ×1.42) = 1.08m/s安全系数u / u F×100% = 1.08 / 1.53 = 70.59%经校核选用D = 1.4m合理。
最全的填料塔结构设计
课程设计题目 _______________ 填料塔结构设计________________ 专业班级 ____________________________学号 _________________________学生姓名 ___________________________2013目录目录 (1)第一章设计任务及步骤 (2)1. 1设计任务 (2)2. 1.2设计步骤 (2)第二章填料塔 (2)2 . 1填料塔简介 (2)2 . 2填料塔结构 (2)2 . 3填料塔的操作方式 (3)第三章填料塔结构设计 (3)3. 1 填料 (4)3.11填料性能 (4)3.12填料选择 (4)3.2基础物性数据 (6)3.2.1液相物性数据 (6)3.2.2气相物性数据 (7)3.2.3物料衡算 (7)3.3塔尺寸计算 (8)3.3.1塔径的计算 (9)3.3.2塔层咼塔咼的计算 (10)第四章填料塔附属装置 (12)4.1填料支承装置 (13)4.2填料压紧装置 (14)4.3液体分布装置 (14)4.4液体再分布装置 (15)五、参考文献 (15)第一章设计任务及步骤1 . 1设计任务填料塔结构设计要求包括液体分布装置、填料支承装置、液体再分布装置、填料压板，其它参数自定1. 2设计步骤先填料塔的设计：确定填料、塔的结构、计算塔基础物理数据及塔高度，再确定填料塔的附属装置：填料支承装置、填料支承装置；填料压紧装置；液体分布装置；液体再分布装置第二章填料塔2. 1填料塔简介(1)填料塔最初出现在十九世纪中叶，在1881年用于蒸馏操作，二十世纪初被引入到炼油工业。
(2)填料塔是最常用的气液传质设备之一，它广泛应用于蒸馏、吸收、解吸、汽提、萃取、化学交换、洗涤和热交换等过程。
填料塔的结构及填料性能2 . 2填料塔的结构填料塔是以塔内装有大量的填料为相间接触构件的气液一直立式圆筒，底部装有填传质设备。
填料塔的塔身是直立式圆筒，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。
(完整word版)填料吸收塔设计说明书
学校：华东交通大学学院：基础科学学院姓名：王业贵学号：20100810030111指导老师：周枚花老师时间：2013.12.30-2014.1.10一、设计任务书一、设计题目年处理量为4吨氮气填料吸收塔的设计2.0410二、设计任务及操作条件试设计一座填料吸收塔，用于脱除混于空气中的氨气。
混合气体的处理量为2400 m3/h，其中含空气95%，含氨气为5％（体积分数），要求塔顶排放气体中含氨低于0.02％（体积分数）。
采用清水进行吸收，吸收剂的用量为最小用量的1.5倍。
20℃氨在水中的溶解度系数为H ＝0.725kmol/（m3.kPa）三、工艺操作条件1.厂址为南昌地区2.操作压力为101.3kpa3.操作温度20℃4.每年生产时间：300天，每天24小时5.自选填料类型及规格四、设计内容1. 吸收流程选择2. 填料选择（根据处理量选择）3. 基础物性数据的搜集与整理4. 吸收塔的物料衡算5. 填料塔的工艺尺寸计算（塔径，填料层高度，填料层压降）6. 流体分布器简要设计7.辅助设备的计算及选型8.设计结果一览表9.后记（对设计过程的评述和有关问题的讨论）10.绘制有关图纸11.编写设计说明五、化工设计说明书的内容完整的化工设计报告由说明书图纸两部分组成。
设计说明书中应包括所有论述、原始数据、计算、表格等，编排顺序如下：（1）标题页；（2）设计任务书；（3）目录；（4）设计方案简介；（5）工艺流程草图；（6）工艺计算以主体设备设计计算及选型；（7）辅助设备的计算及选择；（8）设计结果概要或设计一览表；（9）对本设计的评述；（10）附图（工艺流程图（设计说明书中）、主体设备工艺条件图（A3））；（11）参考文献；二、设计方案(一)流程图及流程说明该填料塔中，氨气和空气混合后，经由填料塔的下侧进入填料塔中，与从填料塔顶流下的清水逆流接触，在填料的作用下进行吸收。
经吸收后的混合气体由塔顶排除，吸收了氨气的水由填料塔的下端流出。
水吸收氨过程填料吸收塔设计精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版设计题目3000Nm3/h含氨5%填料吸收塔的设计试设计一座填料吸收塔，用于脱出混于空气中的氨气。
混合气体的处理量为3000Nm3/h，其中含氨为5%（体积分数），采用清水进行吸收。
要求塔顶排放气体中含氨低于0.02%（体积分数）。
操作条件（1）操作压力101.33 kPa（常压）；（2）操作温度20℃；（3）吸收剂用量为最小用量的1.9倍填料类型：选用聚丙烯阶梯环填料。
工作日：每年300天，每天24小时连续运行厂址：合肥设计内容（1）设计方案的说明及流程说明；（2）吸收塔的物料衡算；吸收塔的工艺尺寸计算；（3）填料层压降的计算；（4）液体分布器简要设计；（5）吸收塔接管尺寸计算；（6）绘制生产工艺流程图；（7）绘制吸收塔设计条件图；（8）绘制液体分布器施工图；（9）对设计过程的评述和有关问题的讨论。
目录第1章设计方案的简介 (1)1.1选定塔型 (1)1.2确定填料吸收塔的具体方案 (2)1.2.1装置流程的确定 (2)1.2选择吸收剂 (3)1.3操作温度与压力的确定 (3)1.3.1操作温度的确定 (3)1.3.2操作压力的确定 (3)第2章填料的类型与选择 (4)2.1填料的类型 (4)2.1.1散装填料 (4)2.1.2规整填料 (4)2.2填料的选择 (5)2.2.1填料种类的选择 (5)2.2.2填料规格的选择 (6)2.2.3填料材质的选择 (7)第3章填料塔工艺尺寸 (9)3.1设计基础数据 (9)3.1.1液相物性数据 (9)3.1.2气相物性数据 (9)3.2.3气液相平衡数据 (9)3.2.4物料衡算 (10)第4章填料塔的工艺尺寸的计算 (11)4.1塔径的计算 (11)4.2填料层高度计算 (12)4.3填料塔压降的计算 (14)第5章液体分布器简要设计 (16)5.1液体分布器 (16)5.2液体再分布器 (17)5.3 塔底液体保持管高度 (18)第6章吸收塔接管尺寸计算 (19)6.1气体进料管 (19)6.2液体进料管 (19)6.3 离心泵的选型 (19)6.4风机的选型 (20)第7章塔体附件设计 (22)7.1塔的支座 (22)7.2其他附件 (22)附图1 填料塔工艺图 (23)附图2 工艺流程图 (24)附录1 吸收塔设计条件图 (25)附录2 符号说明 (26)附录3 设计一览表 (27)附录4 Eckert通用关联图 (28)参考文献 (29)第1章设计方案的简介1.1选定塔型塔器是关键设备，例如在气体吸收、液体精馏（蒸馏）、萃取、吸附、增湿中、离子交换等过程中都有体现。
化工设备填料塔的设计
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)101、吸收段高度H1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H2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H3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H4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H5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。
吸收氨过程填料塔的设计、吸收塔设计(完整版)
操作温度：20℃
操作压力：常压
2.
填料的选择包括填料类型、规格、材质等选择填料的类型有拉西环、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。对比得阶梯环综合性能较好（可增加填料间的空隙，有利于传质效率的提高）。
填料的规格通常指填料的公称直径，一般应满足填料塔直径上至少放置8块以上的填料，即D/d>8。尺寸越小，分离效率越高，但阻力增加，通量减小，填料费用也增加。
表4.3支承板结构尺寸(mm)
塔径
DN
支承板
外径
支承板
分块数
主支承
梁数
支承圈
宽度
支承圈
厚度
2200
2160750144.6填料塔的气体进口装置尽量使气体分散均匀且压力降要小，同时还能防止塔内下流的液体流入气体管路中。常用的办法是使进气管伸至塔的中心线位置,管端为向下的45o切口或向下的缺口。这样气体从切口或缺口处折转向上。由于这种进气管不能使气体分布均匀，所以只能用于直径在500mm以下的塔中。对于直径较大的塔，进气管的末端为向下的喇叭口，对于直径更大的塔，则应采取气体均布措施。这里选用管端为45o向下的缺口。
丝网规格选择高效性网，效率高，网较密。选用上装式丝网除沫器根据手册参数【3】
（1）通过除沫器的气速：
K一般取0.08~0.11，此处取0.11
（符合气速要求）
（2）除沫器直径：
（3）除沫器高度：
主要保证除沫器有足够的拦液表面和气液停留时间。
所以根据表4.1[2]可知上装式丝网除沫器，丝网厚度150mm，安装厚度410mm，有效直径2100mm。
填料塔的液泛气速主要取决于支承板与第一层填料之间的有效空隙率的大小。有效空率降低的原因，除与填料形式有关外，更取决于支承板的结构。
填料塔—化工原理课程设计
一、设计方案的确定1.1填料塔的结构填料塔的主要构件为包括：填料、液体分布器、填料支承板、液体再分布器、气体和液体进出口管等。
其塔体为一圆形筒体，筒体内分层装有一定高度的填料。
液体由塔顶自上而下沿填料的表面成膜状流下。
如填料层较高，一般设有液体再分布器，以减弱壁流现象带来的不良影响。
气液两相在塔内进行接触传质。
其填料塔的结构见图如下：1.2吸收剂的选择对于SO2的吸收，常用的吸收剂有浓碳酸、亚硫酸盐水溶液、柠檬水溶液，水，鉴于水对SO2具有一定程度的溶解度，蒸气压不高、粘度适中、不易发泡，具有良好的化学稳定性和热稳定性，不易燃、不易爆，安全可靠。
而且水平常易得，经济成本较低，吸收后的溶液相对较易处理，再生和循环性较好，易于实现无害化处理。
因而选择清水作为吸收SO2的吸收剂。
1.3吸收操作条件的确定吸收条件也即吸收塔的操作温度和操作压力。
在本设计中，清水的温度为20℃，气体的进口温度为25℃，吸收温度为20℃，为等温吸收。
操作压力为常压操作，也即101.325kPa。
1.4吸收操作流程气、液两相在塔内的流动有逆流和并流两种方式。
在逆流操作条件下，两相传质平均推动力最大，可以减少设备的尺寸，提高吸收率和吸收剂的使用效率，因而逆流操作优于并流操作。
但是，如果处理的气体溶解度大，并流和逆流的操作推动力相差不大，采用并流操作可以不受泛液的限制，提高操作气速，增大生产能力。
对于SO 2而言，当水温为20℃时，查《化工原理》（化学工业出版社）P187图5-2，可得20℃时SO 2在水中的溶解度大约为8)](1000/[)(22O H g SO g ，也即SO 2在水中的溶解度不大，此时应该选择逆流操作。
吸收流程如附图所示。
二、 填料塔吸收工艺计算2.1 物料衡算2.1.1 吸收剂（水）的流量计算 该设计中，矿石焙烧炉送出的气体流量为1800+95⨯10=2750 m 3/h 惰性气体流量为G=4.222750×2515.27315.273+×（1-0.005）=106.85kmol/hy 1=0.005，Y 1=y 1/(1-y 1)0526.0005.01005.0=- 吸收效率 η=1-Y 2/Y 1=0.96，Y 2=（1-0.96）Y 1=2.10×10-3 x 2=0，X 2=0 查表（《化工原理》P189表5-1）得SO 2水溶液在20℃时的亨利系数为 E=3550kPam=E/p=325.1013550=35.04其汽液相平衡近似服从亨利定律，则Y 1=mX 1*，X 1*=Y 1/m=50.104.330526.0=×10-3 最小液气比为（G L ）min =33111050.11010.20526.02*2--⨯⨯-=--X X Y Y =33.67 取G L =1.3（GL）min =1.3×33.67=43.77 L=43.77G=4676.82kmol/hG L =2121X X Y Y -- ⇒ X 1=GL Y Y /21-=1.15×10-3 操作线方程为Y=32221010.244.43])([-⨯+=-++X X GLY Y X G L 2.2 塔径的计算吸收塔的吸收为等温吸收，其温度为20℃。
填料塔的设计
填料塔的设计1.填料的选择填料的选择包括确定填料的种类、规格及材质。
所选择的填料既要满足生产工艺的要求，又要使设备投资和操作费用较低。
⑴填料种类的选择①在保证具有较高传质速率的前提下，应选择具有较高泛点气速的填料。
②填料层的压降是填料的主要应用性能，填料层的压降越低，动力消耗越低，操作费用小。
③所选填料应具有较大的操作弹性，以保证塔内气液负荷发生波动时维持操作稳定。
同时，还应具有一定的抗污堵、抗热敏能力，以适应物料的变化及塔内温度的变化。
⑵填料规格的选择①散装填料规格的选择通常是指填料的公称直接。
工业塔常用的散装填料主要有DN16、DN25、DN50、DN76等几种规格。
同类填料，尺寸越小，分离效率越高，但阻力增加，通量减小，填料费用也增加很多。
②工业上常用规整填料的型号和规格的表示方法很多，国内习惯用比表面积表示，主要有125、150、250、350、500、700等几种规格，同种类型的规整填料，其比表面积越大，传质效率越高，但阻力增加，通量减少，填料费用也明星增加，选用时应从分离要求、通量要求、物料性质及设备投资、操作费用等方面综合考虑。
⑶填料材质的选择①陶瓷填料具有良好的耐腐蚀及耐热性，一般能耐出氢氟酸以外的各种无机酸、有机酸的腐蚀。
陶瓷填料价格便宜，具有很好的表面湿润性能。
工业上主要用于气体吸收、气体洗涤、气体萃取等过程。
②金属填料可用多种材质制成，金属填料造价低，且具有很好的表面湿润性能。
金属填料可制成薄壁结构，与同种类型同种规格的陶瓷、塑料填料相比，它的通量大、气体阻力小，且具有很高的抗冲击性能，能在高温高压高冲击强度下使用，工业应用主要以金属填料为主。
③塑料填料的耐腐蚀性能较好，可耐一般的无机酸、碱和有机溶剂的腐蚀。
其耐温性良好，可长期在100℃以下使用。
具有质轻、价廉、耐冲击、不易破碎等优点，多用于吸收、解吸、萃取、除尘等装置中。
⑷综上所述，选择填料：塑料鲍尔环（散堆填料），其参数特性如下表所示塑料鲍尔环散堆填料的相关特性填料 类型公称直径/mm 外径和高/mm壁厚 /m m比表面积 /（m 2/m 3） 空隙率/%堆积个数 /（个/m 3)堆积密度（kg/m 3)干填料因子/m -1鲍尔环2525×2512070.90 53500101284⑸计算泛点速度 取液气比33/m LL G=； 6%NAOH 的溶液密度ρL =1.065g/cm 3 混合气体平均密度ρV =1.070kg/m 3 已知331.953/7030.8/V Q m s m h == 则3(/) 1.953 3.0360021.092/10001000V L Q L G Q m h ⨯⨯==⨯=7030.8 1.0707522.956/V V V W Q kg h ρ=⋅=⨯= 21.092107522462.98/L L L W Q kg h ρ=⋅=⨯=横坐标112222462.98 1.070()()0.0957522.9561065V L V L W W ρρ=⨯=查压降通用关联图，得0.2max 0.145V LLu u g φϕρρ=液体校正系数=1ρϕρ=水，填料因子1284m ϕ-=，液相黏度L U 取1m Pa s ⋅⋅⋅ 则max 0.20.20.1450.1459.810652.30/2841065 1.07 1.0L V L g u m s u ρφϕρ⨯⨯===⨯⨯⨯ 所以max 2.30/f u u m s == （6）计算操作速度u(0.60.9)f u u =取0.80.8 2.3 1.84/f u u m s ==⨯= （7）计算塔径44 1.9531.1633.14 1.84V Q D m u π⨯===⨯ 圆整： 1.2D m =（8）利用圆整后的塔径重新计算操作气速u2244 1.953 1.728/3.14 1.2V Q u m s D π⨯===⨯ 1.72875.13%2.30f u u ==，处于f u 的50%—70%左右，符合要求。
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。
填料塔设计报告
基本信息•项目名称：填料塔设计报告•项目类型：工程设计•项目起始日期：20XX年X月X日•项目预计完成日期：20XX年X月X日概述本文档旨在对填料塔的设计过程进行详细阐述，包括设计背景、设计要求、设计方案、计算分析及结论等内容，以确保填料塔在实际应用中能够达到预期的效果，提高工程效率。
设计背景填料塔是一种用于气体-液体传质、吸收、冷却等过程的装置。
根据工艺要求，我公司需要设计一座带填料的填料塔。
填料塔的设计关系到工艺过程的稳定性和效率，因此设计过程需要严谨细致。
设计要求•塔体材质：不锈钢•塔体高度：X米•塔径：X米•塔内填料：XXX填料•塔底设有分布器，用于均匀分布液体设计方案塔体结构设计根据设计要求，塔体选用不锈钢材质，具有优良的耐腐蚀性能和强度。
塔体采用圆柱形结构，底部设置液体分布器，上部安装填料。
塔内填料设计填料的选用对于塔的传质效率和分离效果具有重要影响。
根据工艺要求，我们选择XXX填料，该填料表面积大、孔隙率高，能够提高气液传质效率。
计算分析塔高计算根据传质过程的理论模型，我们进行了塔高的计算，并确定了最佳塔高以保证传质效率。
塔径计算通过考虑填料的堆密度和分布情况，我们计算了塔径，确保填料的均匀分布和传质效率。
结论经过设计和计算分析，我们确定了填料塔的设计方案，并最终得出符合工艺要求的设计结果。
填料塔结构合理、传质效率高，能够满足工艺过程的需要。
以上是填料塔设计报告的详细内容，我们将按照设计方案进行后续工程实施，以确保项目顺利完成。
吸收氨过程填料塔的设计、吸收塔设计(完整版)
综合以上结论，本设计采用 聚丙烯阶梯环填料。
2.
3.
3.1
3.1.1
对低浓度吸收过程，溶液的物性数据可近似取纯水的物性数据。由手册查得，20℃时水的有关五行数据如下：
密度为ρL=998.2 kg/m3
2.
操作温度：20℃
操作压力：常压
2.
填料的选择包括填料类型、规格、材质等选择填料的类型有拉西环、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。对比得阶梯环综合性能较好（可增加填料间的空隙，有利于传质效率的提高）。
填料的规格通常指填料的公称直径，一般应满足填料塔直径上至少放置8块以上的填料，即D/d>8。尺寸越小，分离效率越高，但阻力增加，通量减小，填料费用也增加。
丝网规格选择高效性网，效率高，网较密。选用上装式丝网除沫器根据手册参数【3】
（1）通过除沫器的气速：
K一般取0.08~0.11，此处取0.11
（符合气速要求）
（2）除沫器直径：
（3）除沫器高度：
主要保证除沫器有足够的拦液表面和气液停留时间。
所以根据表4.1[2]可知上装式丝网除沫器，丝网厚度150mm，安装厚度410mm，有效直径2100mm。
吸收剂的选择应考虑以下几方面:
(1)溶解度吸收剂对溶质组分的溶解度要大，以提高吸收速率减少吸收剂用量。
(2)选择性吸收剂对溶质组分要有良好的吸收能力，对混合气体的其他组分吸收甚微。
(3)挥发度操作温度下吸收剂的蒸汽压要低，以减小吸收和再生过程中吸收剂的会发损失。
(4)黏度吸收剂在操作温度下的黏度越低，在塔内的流动性越好，有助于传质速率和传热速率的提高。
填料塔设计——精选推荐
填料塔设计填料塔设计1．填料塔的⼀般构造填料塔可⽤于⽓体吸收等。
填料塔主要构件为：流体分布器、填料压板或床层限制板、填料、填料⽀撑、液体收集器，液体再分布器等。
2．填料塔的设计步骤（1）确定⽓、液负荷，⽓、液物性参数及特性⽓体出⼝从⼯艺需求确定以上参数（2）选择填料填料的正确选择，对塔的经济效果有重要的影响。
对于给定的设计条件，常有多种填料可供选择。
故对各类的填料作⼀综合⽐较，床层限制以便选择较理想的填料（3）计算塔径根据填料特性数据、系统物性参数及液⽓⽐等计算液泛⽓速，乘以适当的系数作液体收集器为设计的空塔⽓速，⽤以计算塔径；或者直接采⽤由经验得出的⽓体动能因⼦设计值来计算塔径。
（4）计算填料⾼度应⽤传质单元⾼度法或等板⾼度法计算填料层的总⾼度。
（5）计算填料层压降如果压⼒降超过限定值，需调整填料的类型、尺⼨或降低操作⽓速后重复计算，直⾄满⾜条件为⽌。
（6）填料塔其他内构件（分布器、填料⽀承、再分布器、填料限制板等）的设计正确的结构是保证填料塔达到预期性能的必要条件。
结构设计包括塔体设计及塔的内构件设计两部分。
填料塔的内构件包括：液体分布装置、液体再分布装置、填料⽀撑装置、填料压板或床层限制板等。
这些内构件设计得是否合理是保证正常操作和达料预期性能的重要条件。
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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。
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: 1500m 3/h 进气主要成分：NH 3空气粘度系数：h m kg s pa V ⋅=⋅⨯=-/065.01081.15μ 298K,下，氨气在空气中的扩散系数D V =s; 298K,下，氨气在水中的扩散系数D L =*10-9m 2/s 25℃时，氨在水中的溶解度为H=m 3kpa3.吸收液参数采用清水为吸收液，吸收塔进口液相吸收质浓度为0。
液相密度：3/1000m kg L =ρ 液相粘度：2/1m s mN L ⋅=μ 液膜传质分系数k L =×10-4m/s4.操作条件操作温度25°C ,气压1atm5.填料性能矩鞍环采用连续挤出的工艺进行加工，与同种材质的拉西环填料相比，矩鞍环具有通量大、压降低、效率高等优点。
矩鞍环填料床层具有较大的空隙率。
矩鞍环的形状介于环形与鞍形之间，因而兼有两者之优点，这种结构有利于液体分布和增加气体通道。
矩鞍环填料分为陶瓷和塑料和金属，现将规格列于下表1，以便于计算需要。
表1.国内矩鞍环填料特性参数三．设计计算书1．填料塔主体的计算图1是稳定操作状态下的逆流接触吸收塔内的物流和组成。
图1 稳定操作状态下的逆流接触吸收塔内的物流和组成V 、L 分别表示流经塔内任一单位截面的气、液通量，kmol/ )；V 1、V 2分别表示流经塔底和塔顶单位截面上的气体，kmol/ )；L 1、L 2分别表示流经塔底和塔顶单位截面上的液体通量，kmol/ )；y1、y2分别表示流经塔底、塔顶气体中溶质A 的摩尔分率，kmol(A)/kmol(气体 )；x1、x2分别表示流经塔底、塔顶液体中溶质A 的摩尔分率，kmol(A)/kmol(溶液 )。
吸收剂用量的计算进入吸收塔气体的摩尔体积为： 进塔气体中氨的浓度为： 出塔气体中氨的浓度： 进塔清水的浓度：假设平衡关系符合亨利定律，则最小气液比为： 则： h kmol L L /825.1018.1min =⨯= 吸收液浓度可依全塔物料衡算求出：塔径的计算吸收过程中，混合气体流量随塔减少（因吸收质不断进入液相），故计算塔径时，一般以塔底气量为依据计算。
计算塔径关键在于适宜的空塔气速。
如何确定适宜的空塔气速，是气液传质设备的流体力学问题。
刚出现液泛时的气速，为泛点气速；泛点气速是填料塔操作的极限气速，达到或超过此气速，填料塔即不能正常运行。
操作气速或空塔气速均低于泛点气速，对不同填料，有不同参考数据。
由资料可知：矩鞍形填料u=（～）uF ，因此需计算泛点气速。
烟气的平均流量： 炉气的质量流量： 烟气的密度： 清水密度： 洗涤水耗用量：由化工手册查得mm mm mm 8.03038⨯⨯矩鞍环（乱堆）的调料因子,02.821-=m φ水的粘度2/1m s mN L ⋅=μ，干填料因子3εa为. 查表2的金属环矩鞍的A 值为.表2. 不同填料的A,K 值故用经验公式算F u 为： 将数值带入得F u =s 。
求u ： 塔径为： 进行圆整，D=核算液体喷淋密度：因填料尺寸小于75mm ，取)/(08.0)(3min h m m L W ⋅=，又由表二查出该填料的比表面积32/112m m =σ。
则： )/(96.811208.023min h m m U ⋅=⨯= 操作条件下的喷淋密度U:计算可知：U>U min ，所用填料符合要求。
圆整塔径后操作气速为： 校核：65.024.312.2==F u u ，符合u=（～）uF 要求。
816.13038.05.0>==d D ，所以符合要求。
填料层高度的计算由于填料层高度=传质单元高度*传质单元数，即OG OG N H h ⨯=。
用脱吸因素法，可得：因为S<~之间为宜，所以S 符合要求。
传质单元数为：气体总传质单元高度采用修正的恩田关联式计算： 由化工手册查得，金属填料的临界表面张力2223/972000/36001075/75h kg h kg m mN c =⨯⨯==-σ25℃时水的临界表面张力为h kg h kg m N L /933120/3600102.7/102.72222=⨯⨯=⨯=--σ液体质量通量： 气体质量通量：空气粘度系数：h m kg s pa V ⋅=⋅⨯=-/065.01081.15μ 298K,下，氨气在空气中的扩散系数D V =s; 298K,下，氨气在水中的扩散系数D L =*10-9m 2/s 气膜吸收系数： 液膜吸收系数：3938.0)10001027.16.3()36001001.210006.3()6.35572.011212.9340(0095.0)()()(0095.031821932312132=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==---LL L L L L w L L g D a U k ρμρμμ由表查得填料的形状系数：19.1=ψ 因为65.024.312.2==F u u > 所以要使用下式进行修正：25℃时，下，根据氨在水中的溶解度曲线查得H=m 3kpa 则气膜总传质系数：=+='+'=9930.2616590.1211111aHk a k a K L G G采用上述方法计算出填料高度后，还应留出一定的安全系数，根据设计经验，填料层的设计高度一般为：安全系数选用，所以m Z 6.332.1=⨯='。
圆整后填料层高度为4m 。
液体沿填料层下流时，有逐渐向塔壁方向集中的趋势，形成壁流效应。
成填料层气液分布不均匀，使传质效率降低。
因此，设计中，每隔一定高度，需要设置液体收集再分布装置，即将填料层分段。
由表可知，矩鞍环m h Dhh m D h o o o 48,6,8~5max ==≤=，则假定，与计算值相符，所以不需要分段。
表3. 散装填料分段高度推荐值填料塔的总塔高主要取决于填料层h ，此外还需要考虑塔顶空间，塔底空间及再分布器的布置等。
填料塔的总塔高H 可由下式进行计算： 式中：h '为安全系数调整后的填料层高度，m; f H 为装配液体再分布器的空间高度，m ；d H 为塔顶空间高（不包括封头部分），m ，一般取~；b H 为塔底空间高（不包括封头部分），m ，一般取~。
取b H =，d H =，则H=+4+=。
.填料塔压降的计算通用关联图的横坐标为5.0)(L V V L ρρωω，纵坐标为2.02)(L L V g u μρρφϕ。
横坐标：纵坐标：通过查图二得: 所以图2 埃克特通用关联图2.填料塔附属结构的类型与设计塔的辅助构件包括填料支承板、填料压紧装置、液体分布器、液体再分布器、除雾装置及排液装置等。
填料塔操作性能的好坏与塔内辅助构件的选型和设计紧密相关。
合理的选型与设计可保证塔的分离效率、生产能力及压降要求。
支承板填料的支承结构应该满足三个基本条件：①使气液能顺利通过，设计时应取尽可能大的自由截面。
②要有足够的强度承受填料的重量，并考虑填料空隙中的持液重量。
③要有一定的耐腐蚀性能。
填料支承装置的作用是支承塔内的填料，常用的填料支承装置有栅板型、孔管型、驼峰型等。
支承装置的选择主要的依据是塔径、填料种类及型号、塔内及填料的材质、气液流率等。
本设计根据需要，选择用扁钢做成栅板形式。
填料压紧装置填料上方安装压紧装置可防止在气流的作用下填料床层发生送动和跳动。
填料压紧装置分为填料压板和床层限制板两大类。
填料压板自由放置于填料层上端，靠自身重量将填料压紧。
它适用于陶瓷、石墨等制成的易发生破碎的散装填料。
床层限制板用于金属、塑料等不易发生破碎的散装填料及所有规整填料。
床层限制板要固定在塔壁上，为不影响液体分布器的安装和使用，不能采用连续式的塔圈固定，对于小塔可用螺钉固定于塔壁，而大塔则用支耳固定。
由于本设计的填料是金属矩鞍环，故填料塔在填料装填后于其上方安装了床层限制板。
液体分布器装置填料塔设计中一般考虑每平方米塔板上有30个以上的喷淋密度点。
常见的结构型式有：（1） 管式喷淋器（2） 莲蓬式喷淋器：一般用于直径600mm 以下的塔。
（3） 盘式分布器：适用于800mm 以上的塔。
（4） 槽式分布器：适用于大塔径的分布器 本次填料塔设计直径为，选择莲蓬式喷洒器。
分布点密度计算:按Eckert 建议: D=500时,取喷淋点密度为270点/2m ，布液点数为： 532705.042=⨯⨯=πn按分布点几何均匀与流量均匀的原则,进行布点设计 多孔型布液器布液能力的计算公式：取φ=,∆H=140mm,s m L S /00051.01000360018825.1013=⨯⨯=0d =75.01018.41408.9256.05300051.0424-⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛∆πφπH g n L s m 在计算时0d =71018.4-⨯m.液体分布器的高度计算一般液体分布器离塔顶的距离通常大于一倍塔径，液体分布器离填料层的距离要使液体刚好全部润湿填料，可取，即400mm 。