(完整版)化工原理填料塔毕业课程设计

化工原理课程设计

设计题目：清水吸收氨气的填料塔装置设计

专业：应用化学

学生姓名：

学生学号：

院级班：

指导老师：

前言：

课程设计是比较综合性和实践性较强的教学环节，是理论联系实际的桥梁，是使学生体察工程实际问题复杂性、学习化工设计基本知识的初次尝试。通过课程设计，要求学生能综合利用本课程和前修课程的基本知识，进行融会贯通的独立思考，在规定的时间内完成指定的化工设计任务，从而得到化工工程设计的初步训练。通过课程设计，要求学生了解工程设计的基本内容，掌握化工设计的程序和方法，培养学生分析和解决工程实际问题的能力。同时，通过课程设计，还可以使学生树立正确的设计思想，培养实事求是、严肃认真、高度责任感的工作作风。课程设计是增强工程观念，培养提高学生独立工作能力的有益实践。

经过学习,我知道，填料塔吸收净化工艺不单应用在化工领域 ,在低浓度工业废气净化方面也能很好地发挥作用。工程实践表明 ,合理的系统工艺和塔体设计 ,是保证净化效果的前

提。这次课程设计我把聚丙烯阶梯填料应用于水吸收氨过程的

工艺设计以及工程问题。

目录

第一章绪论 (5)

第二章填料塔的设计内容和设计条件 (6)

2.1填料塔的主体结构与特点 (6)

2.3填料塔的设计任务 (6)

2.3填料塔的设计条件 (6)

第三章填料塔的设计方案 (7)

3.1吸收剂的选

择 (7)

3.2装置流程图的确定及流程说

明 (7)

3.3填料的类型与选

择 (8)

3.3.1填料种类的选择 (8)

3.3.2填料规格的选择 (8)

3.3.3填料材质的选

择 (9)

3.3.4填料尺寸的选择 (9)

3.4基础物性数据 (9)

3.4.1液相物性数据 (9)

3.4.2气相物性数据 (10)

3.4.3气液平衡数据 (10)

第四章填料塔的工艺计算 (10)

4.1物料衡算，确定塔顶、塔底的气液流量和组

成 (11)

4.2塔径的计

算 (12)

4.3填料层高度的计

算 (14)

4.4填料层压降的计

算 (16)

第五章填料塔内件的类型及设计 (17)

5.1塔内件类型 (17)

5.2塔内件的设计 (17)

5.2.1填料支撑件的设计 (17)

5.2.2填料床层压板和限制器的设计 (17)

5.2.3液体分布器的设

计 (18)

5.2.4液体收集再分布器的设

计 (19)

第六章吸收塔塔体材料的选择 (19)

6.1吸收塔塔体材

料 (19)

6.2吸收塔的内

径 (19)

6.3壁厚的计

算 (19)

6.4强度校

核 (20)

第七章封头的选型依据，材料及尺寸规格 (20)

7.1封头的选型：标准的椭圆封

头 (20)

7.2封头材料的选

择 (20)

7.3封头的

高 (20)

7.4封头的壁

厚 (21)

第八章液体的喷淋装置 (21)

第九章除沫装置 (22)

9.1设计气速的计

算 (22)

9.2丝网盘的直

径 (22)

9.3丝网层厚度H的确

定 (22)

第十章管结构 (23)

10.1气体和液体的进出的装

置 (23)

10.2填料卸出

口 (23)

10.3塔体各开孔补强设

计 (23)

第十一章填料塔高度的确定（除去支座） (24)

11.1吸收高

度 (25)

11.2支持圈高

度 (25)

11.3栅板高

度 (25)

11.4支持板高

度 (25)

11.5液体再分布装置高

度 (25)

11.6液体喷淋装置高

度 (25)

11.7塔底除雾沫器高

度 (25)

11.8塔底段高

度 (25)

11.9封头高

度 (26)

第十二章塔体总设备总质量 (26)

12.1塔体的质

量 (26)

12.2封头的质

量 (26)

12.3填料质

量 (26)

12.4内部结构及其它附件总质

量 (27)

12.5水压试验的质

量 (27)

第十三章容器的支座与焊接 (27)

第十四章设计一览表 (27)

第十五章主要符号说明 (28)

第十六章总结 (29)

第十七章参考文献 (30)

第一章绪论

填料塔属于化工单元操作中蒸馏（精馏）、吸收等的过程设备。物料在填料塔中的传质、分离主要是分散在填料表面进行。

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。

规整填料塔的分离性能取决于内件，即填料、分布器、收集器等。同时也取决于许多参数，如气体负荷、液体负荷、物料性质、操作压力、填料湿润性能和液体分布不均匀等等。至今不能由填料的几何形状来精确计算塔的分离性能，需要通过填料塔的理论和不同条件下通过试验塔来测定准确数据。可根据资料以一级近似程度确定塔的尺寸和需要的填料高度。

1、规整填料

2、支撑栅板

3、液体收集器