填料吸收塔课程设计PPT课件.ppt

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1、填料吸收塔课程设计填料吸收塔课程设计第一张，PPT共八十六页，创作于2022年6月第一节第一节 概述概述n n填料吸收塔是化学工业中最常用的气液传质设备之一。它具有结构填料吸收塔是化学工业中最常用的气液传质设备之一。它具有结构填料吸收塔是化学工业中最常用的气液传质设备之一。它具有结构填料吸收塔是化学工业中最常用的气液传质设备之一。它具有结构简单、便于用耐腐蚀材料制造以及压降小等优点，采用新型高效填简单、便于用耐腐蚀材料制造以及压降小等优点，采用新型高效填简单、便于用耐腐蚀材料制造以及压降小等优点，采用新型高效填简单、便于用耐腐蚀材料制造以及压降小等优点，采用新型高效填料可以获得很好的经济效果，

2、常用于吸收、精馏等分离过程。本讲料可以获得很好的经济效果，常用于吸收、精馏等分离过程。本讲料可以获得很好的经济效果，常用于吸收、精馏等分离过程。本讲料可以获得很好的经济效果，常用于吸收、精馏等分离过程。本讲以填料吸收塔为例，介绍其设计方法。以填料吸收塔为例，介绍其设计方法。以填料吸收塔为例，介绍其设计方法。以填料吸收塔为例，介绍其设计方法。n n在设计吸收装置时，必须事先规定或已知：在设计吸收装置时，必须事先规定或已知：在设计吸收装置时，必须事先规定或已知：在设计吸收装置时，必须事先规定或已知：n n 在单位时间所应处理的气体总量；在单位时间所应处理的气体总量；在单位时间所应处理的气体总量；在

3、单位时间所应处理的气体总量；n n 气体组成；气体组成；气体组成；气体组成；n n 被吸收组分的吸收率或排出气体的浓度；被吸收组分的吸收率或排出气体的浓度；被吸收组分的吸收率或排出气体的浓度；被吸收组分的吸收率或排出气体的浓度；n n 所使用的吸收液；所使用的吸收液；所使用的吸收液；所使用的吸收液；n n 操作温度和压力。操作温度和压力。操作温度和压力。操作温度和压力。第二张，PPT共八十六页，创作于2022年6月吸收的分类吸收的分类吸收吸收溶质与溶剂是否发溶质与溶剂是否发生显著的化学反应生显著的化学反应化学吸收化学吸收物理吸收物理吸收混合气体进入液相混合气体进入液相的组分的组分单组分吸收单组

4、分吸收多组分吸收多组分吸收过程进行中温度的过程进行中温度的变化情况变化情况等温吸收等温吸收非等温吸收非等温吸收我们的设计任务均为单组分、等温的物理吸收过程我们的设计任务均为单组分、等温的物理吸收过程第三张，PPT共八十六页，创作于2022年6月10气体出口装置气体出口装置9液体进口装置液体进口装置8液体分布装置液体分布装置7填料压紧装置填料压紧装置6填料填料5塔体塔体4液体再分布器液体再分布器3填料支承板填料支承板2液体出口装置液体出口装置1气体进口气体进口编号编号名名 称称第四张，PPT共八十六页，创作于2022年6月一般设计过程和步骤一般设计过程和步骤n n 吸收剂的选择吸收剂的选择吸收剂

5、的选择吸收剂的选择n n 决定操作温度和压力决定操作温度和压力决定操作温度和压力决定操作温度和压力n n 确定气液平衡关系；确定气液平衡关系；n n 选择液气比和确定流程；选择液气比和确定流程；选择液气比和确定流程；选择液气比和确定流程；n n 选择填料选择填料选择填料选择填料n n 计算塔径和填料层高度；计算塔径和填料层高度；n n 压力损失计算；压力损失计算；n n塔内辅助装置的选择和计算；塔内辅助装置的选择和计算；第五张，PPT共八十六页，创作于2022年6月第二节第二节 设计计算过程设计计算过程n n一、吸收流程的确定一、吸收流程的确定n n二、填料的选择二、填料的选择n n三、基础物

6、性数据整理三、基础物性数据整理n n四、物料衡算四、物料衡算n n五、填料塔的工艺尺寸的计算五、填料塔的工艺尺寸的计算n n六、填料层压降计算六、填料层压降计算n n七、塔内辅助装置的选择和计算七、塔内辅助装置的选择和计算第六张，PPT共八十六页，创作于2022年6月参考资料参考资料n n贾绍义，柴诚敬主编.化工原理课程设计化工原理课程设计（化工传递与单元操作课程设计）（化工传递与单元操作课程设计）.天津：天津大学出版社，2002n n匡国柱，史启才主编史启才主编.化工单元过程及设备化工单元过程及设备课程设计课程设计.北京：化学工业出版社，2001第七张，PPT共八十六页，创作于2022年6月

7、n n1.1.填料支承结构的设计填料支承结构的设计填料支承结构的设计填料支承结构的设计n n涂伟平，陈佩珍，程达芬编涂伟平，陈佩珍，程达芬编.化工过程及设备设计化工过程及设备设计.北京：化学工业出版社，北京：化学工业出版社，20002000：103-106.103-106.n n2.2.填料塔附属设备的设计填料塔附属设备的设计填料塔附属设备的设计填料塔附属设备的设计n nE.E.E.E.路德维希编路德维希编.化工装置实用工艺设计（第化工装置实用工艺设计（第2 2卷）卷）.北京：化学工业出版社，北京：化学工业出版社，20002000：321-329.321-329.n n3.3.制图标准制图标准

8、制图标准制图标准n n魏崇光，郑晓梅主编魏崇光，郑晓梅主编.化工工程制图（化工制图）化工工程制图（化工制图）.北京：化学工业出版社，北京：化学工业出版社，19941994：10-1410-14，66-71.66-71.n n刘雪暖，汤景凝主编刘雪暖，汤景凝主编.化工原理课程设计化工原理课程设计.山东：石油大学出版社，山东：石油大学出版社，20012001：112-112-121.121.n n4.4.丙酮丙酮丙酮丙酮-水相平衡常数水相平衡常数水相平衡常数水相平衡常数n n汤金石主编汤金石主编.化工原理课程设计化工原理课程设计.北京：化学工业出版社，北京：化学工业出版社，19901990：210

9、.210.n n5.5.容器法兰的选择容器法兰的选择容器法兰的选择容器法兰的选择n n董达勤主编董达勤主编.化工设备机械基础（二版）化工设备机械基础（二版）.北京：化学工业出版社，北京：化学工业出版社，19941994：324-324-325325第八张，PPT共八十六页，创作于2022年6月n n6.6.填料塔附属设备的设计填料塔附属设备的设计填料塔附属设备的设计填料塔附属设备的设计n n汤金石主编汤金石主编.化工原理课程设计化工原理课程设计.北京：化学工业出版社，北京：化学工业出版社，19901990：225-233.225-233.n n7.7.扩散系数的计算扩散系数的计算扩散系数的计算

10、扩散系数的计算n n刘光启，马连湘，邢志有主编刘光启，马连湘，邢志有主编.化工物性算图手册化工物性算图手册.北京：化学工业出版社，北京：化学工业出版社，20022002：694-695694-695，712712n n8.8.吸收塔的设计吸收塔的设计吸收塔的设计吸收塔的设计n n匡国柱，史启才主编匡国柱，史启才主编.化工单元过程及设备过程设计化工单元过程及设备过程设计.北京：化学工业出版社：北京：化学工业出版社：249-299.249-299.n n9.9.填料塔内件的计算填料塔内件的计算填料塔内件的计算填料塔内件的计算n n王树楹主编王树楹主编.现代填料塔技术指南现代填料塔技术指南.北京：中

11、国石化出版社，北京：中国石化出版社，19981998：163-201.163-201.n n10.10.填料塔结构的设计填料塔结构的设计填料塔结构的设计填料塔结构的设计n n刘雪暖，汤景凝主编刘雪暖，汤景凝主编.化工原理课程设计化工原理课程设计.山东：石油大学出版社，山东：石油大学出版社，20012001：92-92-106.106.n n11.11.筒体和封头的设计筒体和封头的设计筒体和封头的设计筒体和封头的设计n n魏崇光，郑晓梅主编魏崇光，郑晓梅主编.化工工程制图（化工制图）化工工程制图（化工制图）.北京：化学工业出版社，北京：化学工业出版社，19941994：183-196.183-1

12、96.第九张，PPT共八十六页，创作于2022年6月用例题说明计算过程用例题说明计算过程n n例：例：矿石焙烧炉送出的气体冷却到矿石焙烧炉送出的气体冷却到25后送入后送入填料塔中，用填料塔中，用20清水洗涤以除去其中的清水洗涤以除去其中的SO2。入塔的炉气流量为入塔的炉气流量为2400m3/h，其中，其中SO2的摩尔的摩尔分率为分率为0.05，要求，要求SO2的吸收率为的吸收率为95%。吸收塔。吸收塔常压操作，因该过程液气比很大，吸收温度基常压操作，因该过程液气比很大，吸收温度基本不变，可近似取为清水的温度。本不变，可近似取为清水的温度。第十张，PPT共八十六页，创作于2022年6月一、设计流

13、程的确定一、设计流程的确定n n根据气、液两相流动方向的不同，分为根据气、液两相流动方向的不同，分为逆流操逆流操作作和和并流操作并流操作两类，工业上常采用两类，工业上常采用逆流操作逆流操作。n n除了少数情况只需单独进行吸收外，一般需对除了少数情况只需单独进行吸收外，一般需对吸收后的溶液继以脱吸，使溶剂再生，循环使吸收后的溶液继以脱吸，使溶剂再生，循环使用。用。因此，除了吸收塔以外，还需与其他设备因此，除了吸收塔以外，还需与其他设备一道组成一个完整的吸收一道组成一个完整的吸收-脱吸流程。脱吸流程。第十一张，PPT共八十六页，创作于2022年6月洗油脱除煤气中粗苯流程简图洗油脱除煤气中粗苯流程简

14、图第十二张，PPT共八十六页，创作于2022年6月吸收塔过程的原则流程吸收塔过程的原则流程1-吸收塔；吸收塔；2-富液泵；富液泵；3-贫液泵；贫液泵；4-解吸塔解吸塔第十三张，PPT共八十六页，创作于2022年6月小结小结n n 根据题目条件，采用清水做吸收剂根据题目条件，采用清水做吸收剂n n 为提高传质效率，选用逆流吸收为提高传质效率，选用逆流吸收n n 采用单塔吸收、部分溶剂循环的吸收流程采用单塔吸收、部分溶剂循环的吸收流程第十四张，PPT共八十六页，创作于2022年6月二、填料的选择二、填料的选择n n长期的研究，开发出许多性能优良的填料，如图是几种填料的形状。长期的研究，开发出许多性

15、能优良的填料，如图是几种填料的形状。长期的研究，开发出许多性能优良的填料，如图是几种填料的形状。长期的研究，开发出许多性能优良的填料，如图是几种填料的形状。拉西环拉西环鲍尔环鲍尔环弧鞍形填料弧鞍形填料矩鞍形填料矩鞍形填料网网环环波纹填料结构波纹填料结构阶梯环阶梯环金属鞍环金属鞍环第十五张，PPT共八十六页，创作于2022年6月拉西环拉西环拉西环拉西环鲍尔环鲍尔环鲍尔环鲍尔环阶梯环阶梯环阶梯环阶梯环 环环环环第十六张，PPT共八十六页，创作于2022年6月n n按填料结构及其使用方式可以分为按填料结构及其使用方式可以分为按填料结构及其使用方式可以分为按填料结构及其使用方式可以分为散堆填料散堆填料

16、散堆填料散堆填料和和和和规整填料规整填料规整填料规整填料。规规整整填填料料格栅填料格栅填料格里奇格栅填料、网孔格栅填料、蜂窝格格里奇格栅填料、网孔格栅填料、蜂窝格栅填料等栅填料等 波纹填料波纹填料金属丝网波纹填料、金属孔板波纹填料、金属丝网波纹填料、金属孔板波纹填料、金属压延孔板波纹填料金属压延孔板波纹填料脉冲填料脉冲填料脉冲填料脉冲填料散散堆堆填填料料拉西环拉西环拉西环填料拉西环填料鲍尔环鲍尔环金属鲍尔环填料、塑料鲍尔环填料、改型金属鲍尔环填料、塑料鲍尔环填料、改型鲍尔环填料鲍尔环填料 阶梯环阶梯环金属填料、塑料阶梯环金属填料、塑料阶梯环弧鞍填料弧鞍填料弧鞍填料弧鞍填料 矩鞍填料矩鞍填料瓷质

17、、聚丙烯矩鞍填料瓷质、聚丙烯矩鞍填料环矩鞍填料环矩鞍填料金属环矩鞍填料金属环矩鞍填料球形填料球形填料聚丙烯浮球填料、多面空心填料聚丙烯浮球填料、多面空心填料第十七张，PPT共八十六页，创作于2022年6月1.填料的几何特性填料的几何特性 n n 比表面积比表面积比表面积比表面积n n单位体积填料的填料表面积称为比表面积，以单位体积填料的填料表面积称为比表面积，以单位体积填料的填料表面积称为比表面积，以单位体积填料的填料表面积称为比表面积，以 a a 表示，其单位为表示，其单位为表示，其单位为表示，其单位为mm2 2/m/m3 3。填料的比表面积愈大，所提供的气液传质面积愈大。填料的比表面积愈大

18、，所提供的气液传质面积愈大。填料的比表面积愈大，所提供的气液传质面积愈大。填料的比表面积愈大，所提供的气液传质面积愈大。因此，比表面积是评价填料性能优劣的一个重要指标。因此，比表面积是评价填料性能优劣的一个重要指标。因此，比表面积是评价填料性能优劣的一个重要指标。因此，比表面积是评价填料性能优劣的一个重要指标。n n 空隙率空隙率空隙率空隙率n n单位体积填料中的空隙体积称为空隙率，以单位体积填料中的空隙体积称为空隙率，以单位体积填料中的空隙体积称为空隙率，以单位体积填料中的空隙体积称为空隙率，以 表示，其单位为表示，其单位为表示，其单位为表示，其单位为mm3 3/m/m3 3，或以，或以，或

19、以，或以%表示。填料的空隙率越大，气体通过的能力越大且表示。填料的空隙率越大，气体通过的能力越大且表示。填料的空隙率越大，气体通过的能力越大且表示。填料的空隙率越大，气体通过的能力越大且压降低。因此，空隙率是评价填料性能优劣的又一重要指标。压降低。因此，空隙率是评价填料性能优劣的又一重要指标。压降低。因此，空隙率是评价填料性能优劣的又一重要指标。压降低。因此，空隙率是评价填料性能优劣的又一重要指标。第十八张，PPT共八十六页，创作于2022年6月1.填料的几何特性填料的几何特性n n 填料因子填料因子n n填料的比表面积与空隙率三次方的比值，即填料的比表面积与空隙率三次方的比值，即填料的比表面

20、积与空隙率三次方的比值，即填料的比表面积与空隙率三次方的比值，即a a/3 3，称为填料，称为填料，称为填料，称为填料因子，以因子，以因子，以因子，以 表示，其单位为表示，其单位为表示，其单位为表示，其单位为1/m1/m。填料因子分为干填料因子与。填料因子分为干填料因子与。填料因子分为干填料因子与。填料因子分为干填料因子与湿填料因子，填料未被液体润湿时的湿填料因子，填料未被液体润湿时的湿填料因子，填料未被液体润湿时的湿填料因子，填料未被液体润湿时的 a a/3 3 称为干填料因子，它称为干填料因子，它称为干填料因子，它称为干填料因子，它反映填料的几何特性；填料被液体润湿后，填料表面覆盖了一反映

21、填料的几何特性；填料被液体润湿后，填料表面覆盖了一反映填料的几何特性；填料被液体润湿后，填料表面覆盖了一反映填料的几何特性；填料被液体润湿后，填料表面覆盖了一层液膜，层液膜，层液膜，层液膜，a a和和和和 均发生相应的变化，此时的均发生相应的变化，此时的均发生相应的变化，此时的均发生相应的变化，此时的a a/3 3 称为湿填料因称为湿填料因称为湿填料因称为湿填料因子，它表示填料的流体力学性能，子，它表示填料的流体力学性能，子，它表示填料的流体力学性能，子，它表示填料的流体力学性能，值越小，表明流动阻力越小。值越小，表明流动阻力越小。值越小，表明流动阻力越小。值越小，表明流动阻力越小。第十九张，

22、PPT共八十六页，创作于2022年6月2.填料的性能评价填料的性能评价 填料性能的优劣通常根据效填料性能的优劣通常根据效填料性能的优劣通常根据效填料性能的优劣通常根据效率、通量及压降三要素衡量。率、通量及压降三要素衡量。率、通量及压降三要素衡量。率、通量及压降三要素衡量。在相同的操作条件下，填料在相同的操作条件下，填料在相同的操作条件下，填料在相同的操作条件下，填料的比表面积越大，气液分布的比表面积越大，气液分布的比表面积越大，气液分布的比表面积越大，气液分布越均匀，表面的润湿性能越越均匀，表面的润湿性能越越均匀，表面的润湿性能越越均匀，表面的润湿性能越好，则传质效率越高；填料好，则传质效率越

23、高；填料好，则传质效率越高；填料好，则传质效率越高；填料的空隙率越大，结构越开敞，的空隙率越大，结构越开敞，的空隙率越大，结构越开敞，的空隙率越大，结构越开敞，则通量越大，压降亦越低。则通量越大，压降亦越低。则通量越大，压降亦越低。则通量越大，压降亦越低。采用模糊数学方法对九种常采用模糊数学方法对九种常采用模糊数学方法对九种常采用模糊数学方法对九种常用填料的性能进行了评价，用填料的性能进行了评价，用填料的性能进行了评价，用填料的性能进行了评价，得出如下表所示的结论。得出如下表所示的结论。得出如下表所示的结论。得出如下表所示的结论。填料名称填料名称评估值评估值语言值语言值排序排序丝网波纹填料丝网

24、波纹填料0.86很好很好1孔板波纹填料孔板波纹填料0.61相当好相当好2金属金属Intalox0.59相当好相当好3金属鞍形环金属鞍形环0.57相当好相当好4金属阶梯环金属阶梯环0.53一般好一般好5金属鲍尔环金属鲍尔环0.51 一般好一般好6瓷瓷Intalox0.41 较好较好 7瓷鞍形环瓷鞍形环0.38略好略好8瓷拉西环瓷拉西环0.36略好略好9第二十张，PPT共八十六页，创作于2022年6月3.填料种类的选择填料种类的选择n n填料种类的选择要考虑分离工艺的要求，通常考虑以下几个填料种类的选择要考虑分离工艺的要求，通常考虑以下几个填料种类的选择要考虑分离工艺的要求，通常考虑以下几个填料种

25、类的选择要考虑分离工艺的要求，通常考虑以下几个方面：方面：方面：方面：n n(1)(1)传质效率要高传质效率要高传质效率要高传质效率要高 n n一般而言，规整填料的传质效率高于散装填料一般而言，规整填料的传质效率高于散装填料一般而言，规整填料的传质效率高于散装填料一般而言，规整填料的传质效率高于散装填料n n(2)(2)通量要大通量要大n n在保证具有较高传质效率的前提下，应选择具有较高泛点气速在保证具有较高传质效率的前提下，应选择具有较高泛点气速在保证具有较高传质效率的前提下，应选择具有较高泛点气速在保证具有较高传质效率的前提下，应选择具有较高泛点气速或气相动能因子的填料或气相动能因子的填料

26、或气相动能因子的填料或气相动能因子的填料n n(3)(3)填料层的压降要低填料层的压降要低n n(4)填料抗污堵性能强，拆装、检修方便填料抗污堵性能强，拆装、检修方便填料抗污堵性能强，拆装、检修方便填料抗污堵性能强，拆装、检修方便第二十一张，PPT共八十六页，创作于2022年6月4.填料填料规格的选择规格的选择n n填料规格是指填料的公称尺寸或比表面积填料规格是指填料的公称尺寸或比表面积。n n 散装填料规格的选择散装填料规格的选择 n n工业塔常用的散装填料主要有工业塔常用的散装填料主要有工业塔常用的散装填料主要有工业塔常用的散装填料主要有DN16DN16、DN25DN25、DN38DN38

27、、DN50DN50、DN76DN76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，通量减少，填料费用也增加很多。而大尺寸的填料应用于小直径塔中，又会减少，填料费用也增加很多。而大尺寸的填料应用于小直径塔中，又会减少，填料费用也增加很多。而大尺寸的填料应用于小直径塔中，又会减少，填料费用也增加很多。而大尺寸的填料应用于小直径塔中，又会产生液体分布不良及严重的壁流，使塔的分离效率降低。因此，对塔径产生液

28、体分布不良及严重的壁流，使塔的分离效率降低。因此，对塔径产生液体分布不良及严重的壁流，使塔的分离效率降低。因此，对塔径产生液体分布不良及严重的壁流，使塔的分离效率降低。因此，对塔径与填料尺寸的比值要有一规定，一般塔径与填料公称直径的比值与填料尺寸的比值要有一规定，一般塔径与填料公称直径的比值与填料尺寸的比值要有一规定，一般塔径与填料公称直径的比值与填料尺寸的比值要有一规定，一般塔径与填料公称直径的比值D D/d d应大应大应大应大于于于于8 8。第二十二张，PPT共八十六页，创作于2022年6月4.填料规格的选择填料规格的选择n n（2）规整填料规格的选择）规整填料规格的选择）规整填料规格的选

29、择）规整填料规格的选择n n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，主要有比表面积表示，主要有比表面积表示，主要有比表面积表示，主要有125125、150150、250250、350350、500500、700700等几种规格，等几种规格，等几种规格，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，但阻力增同种类型的规整填料，其

30、比表面积越大，传质效率越高，但阻力增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，填料费用也明显增加。选用时应从分离要求、通量加，通量减少，填料费用也明显增加。选用时应从分离要求、通量加，通量减少，填料费用也明显增加。选用时应从分离要求、通量加，通量减少，填料费用也明显增加。选用时应从分离要求、通量要求、场地条件、物料性质及设备投资、操作费用等方面综合考虑，要求、场地条件、物料性质及设备投资、操作费用等方面综合考虑，要求、场地条件、物料性质及设备投资、操作费用等方面综合考虑，要求、场地条件、物料性质及设备投资、操作费用等方面综合考虑，使所选填料既能满足技术要求，又具有

31、经济合理性。应予指出，一使所选填料既能满足技术要求，又具有经济合理性。应予指出，一使所选填料既能满足技术要求，又具有经济合理性。应予指出，一使所选填料既能满足技术要求，又具有经济合理性。应予指出，一座填料塔可以选用同种类型，同一规格的填料，也可选用同种类型座填料塔可以选用同种类型，同一规格的填料，也可选用同种类型座填料塔可以选用同种类型，同一规格的填料，也可选用同种类型座填料塔可以选用同种类型，同一规格的填料，也可选用同种类型不同规格的填料；可以选用同种类型的填料，也可以选用不同类型不同规格的填料；可以选用同种类型的填料，也可以选用不同类型不同规格的填料；可以选用同种类型的填料，也可以选用不同

32、类型不同规格的填料；可以选用同种类型的填料，也可以选用不同类型的填料；有的塔段可选用规整填料，而有的塔段可选用散装填料。的填料；有的塔段可选用规整填料，而有的塔段可选用散装填料。的填料；有的塔段可选用规整填料，而有的塔段可选用散装填料。的填料；有的塔段可选用规整填料，而有的塔段可选用散装填料。设计时应灵活掌握，根据技术经济统一的原则来选择填料的规格。设计时应灵活掌握，根据技术经济统一的原则来选择填料的规格。设计时应灵活掌握，根据技术经济统一的原则来选择填料的规格。设计时应灵活掌握，根据技术经济统一的原则来选择填料的规格。第二十三张，PPT共八十六页，创作于2022年6月5.填料材质的选择填料材

33、质的选择n n填料的材质分为陶瓷、金属和塑料三大类。填料的材质分为陶瓷、金属和塑料三大类。填料的材质分为陶瓷、金属和塑料三大类。填料的材质分为陶瓷、金属和塑料三大类。n n(1)陶瓷填料陶瓷填料陶瓷填料陶瓷填料n n陶瓷填料具有很好的耐腐蚀性及耐热性，陶瓷填料价格便宜，具有陶瓷填料具有很好的耐腐蚀性及耐热性，陶瓷填料价格便宜，具有陶瓷填料具有很好的耐腐蚀性及耐热性，陶瓷填料价格便宜，具有陶瓷填料具有很好的耐腐蚀性及耐热性，陶瓷填料价格便宜，具有很好的表面润湿性能，质脆、易碎是其很好的表面润湿性能，质脆、易碎是其很好的表面润湿性能，质脆、易碎是其很好的表面润湿性能，质脆、易碎是其 最大缺点。在气

34、体吸收、气最大缺点。在气体吸收、气最大缺点。在气体吸收、气最大缺点。在气体吸收、气体洗涤、液体萃取等过程中应用较为普遍。体洗涤、液体萃取等过程中应用较为普遍。体洗涤、液体萃取等过程中应用较为普遍。体洗涤、液体萃取等过程中应用较为普遍。n n(2)(2)塑料填料塑料填料塑料填料塑料填料n n塑料填料的材质主要包括聚丙烯（塑料填料的材质主要包括聚丙烯（塑料填料的材质主要包括聚丙烯（塑料填料的材质主要包括聚丙烯（PPPP）、聚乙烯（）、聚乙烯（）、聚乙烯（）、聚乙烯（PEPE）及聚氯乙烯）及聚氯乙烯）及聚氯乙烯）及聚氯乙烯（PVCPVC）等，国内一般多采用聚丙烯材质。塑料填料的耐腐蚀性能）等，国内一

35、般多采用聚丙烯材质。塑料填料的耐腐蚀性能）等，国内一般多采用聚丙烯材质。塑料填料的耐腐蚀性能）等，国内一般多采用聚丙烯材质。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，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，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，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，可长期在可长期在可长期在可长期在100100 C C以下使用。塑料填料质轻、价廉，具有良好的韧以下使用。塑料填料质轻、价廉，具有良好的韧以下使用。塑料填料质轻、价廉，具有良好的韧以下使用。塑料填料质轻、价廉，具有良好的韧性，

36、耐冲击、不易碎，可以制成薄壁结构。它的通量大、压降低，性，耐冲击、不易碎，可以制成薄壁结构。它的通量大、压降低，性，耐冲击、不易碎，可以制成薄壁结构。它的通量大、压降低，性，耐冲击、不易碎，可以制成薄壁结构。它的通量大、压降低，多用于吸收、解吸、萃取、除尘等装置中。塑料填料的缺点是表多用于吸收、解吸、萃取、除尘等装置中。塑料填料的缺点是表多用于吸收、解吸、萃取、除尘等装置中。塑料填料的缺点是表多用于吸收、解吸、萃取、除尘等装置中。塑料填料的缺点是表面润湿性能差，但可通过适当的表面处理来改善其表面润湿性能。面润湿性能差，但可通过适当的表面处理来改善其表面润湿性能。面润湿性能差，但可通过适当的表面

37、处理来改善其表面润湿性能。面润湿性能差，但可通过适当的表面处理来改善其表面润湿性能。第二十四张，PPT共八十六页，创作于2022年6月5.填料材质的选择填料材质的选择n n(3)(3)金属填料金属填料金属填料金属填料n n金属填料可用多种材质制成，选择时主要考虑腐蚀问题。碳钢填料造价金属填料可用多种材质制成，选择时主要考虑腐蚀问题。碳钢填料造价金属填料可用多种材质制成，选择时主要考虑腐蚀问题。碳钢填料造价金属填料可用多种材质制成，选择时主要考虑腐蚀问题。碳钢填料造价低，且具有良好的表面润湿性能，对于无腐蚀或低腐蚀性物系应优先考低，且具有良好的表面润湿性能，对于无腐蚀或低腐蚀性物系应优先考低，且

38、具有良好的表面润湿性能，对于无腐蚀或低腐蚀性物系应优先考低，且具有良好的表面润湿性能，对于无腐蚀或低腐蚀性物系应优先考虑使用；不锈钢填料耐腐蚀性强，一般能耐除虑使用；不锈钢填料耐腐蚀性强，一般能耐除虑使用；不锈钢填料耐腐蚀性强，一般能耐除虑使用；不锈钢填料耐腐蚀性强，一般能耐除ClCl 以外常见物系的腐以外常见物系的腐以外常见物系的腐以外常见物系的腐蚀，但其造价较高，且表面润湿性能较差，在某些特殊场合蚀，但其造价较高，且表面润湿性能较差，在某些特殊场合蚀，但其造价较高，且表面润湿性能较差，在某些特殊场合蚀，但其造价较高，且表面润湿性能较差，在某些特殊场合（如极低喷淋密度下的减压精馏过程），需对

39、其表面进行处理，（如极低喷淋密度下的减压精馏过程），需对其表面进行处理，（如极低喷淋密度下的减压精馏过程），需对其表面进行处理，（如极低喷淋密度下的减压精馏过程），需对其表面进行处理，才能取得良好的使用效果；钛材、特种合金钢等材质制成的填才能取得良好的使用效果；钛材、特种合金钢等材质制成的填才能取得良好的使用效果；钛材、特种合金钢等材质制成的填才能取得良好的使用效果；钛材、特种合金钢等材质制成的填料造价很高，一般只在某些腐蚀性极强的物系下使用。一般来料造价很高，一般只在某些腐蚀性极强的物系下使用。一般来料造价很高，一般只在某些腐蚀性极强的物系下使用。一般来料造价很高，一般只在某些腐蚀性极强的物

40、系下使用。一般来说，金属填料可制成薄壁结构，它的通量大、气体阻力小，且说，金属填料可制成薄壁结构，它的通量大、气体阻力小，且说，金属填料可制成薄壁结构，它的通量大、气体阻力小，且说，金属填料可制成薄壁结构，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，具有很高的抗冲击性能，能在高温、高压、高冲击强度下使用，具有很高的抗冲击性能，能在高温、高压、高冲击强度下使用，具有很高的抗冲击性能，能在高温、高压、高冲击强度下使用，应用范围最为广泛。应用范围最为广泛。应用范围最为广泛。应用范围最为广泛。第二十五张，PPT共八十六页，创作于2022年6月小结小结n n对于水吸

41、收对于水吸收SO2的过程，操作温度及操作压力较的过程，操作温度及操作压力较低，工业上通常选用塑料散装填料。在塑料散低，工业上通常选用塑料散装填料。在塑料散装填料中，塑料阶梯环填料的综合性能较好，装填料中，塑料阶梯环填料的综合性能较好，故此选用故此选用DN38聚丙烯阶梯环填料聚丙烯阶梯环填料第二十六张，PPT共八十六页，创作于2022年6月三、基础物性数据整理三、基础物性数据整理n n1.液相物性数据液相物性数据n n2.气相物性数据气相物性数据n n3.气液相平衡数据气液相平衡数据第二十七张，PPT共八十六页，创作于2022年6月1.液相物性数据液相物性数据n n对于低浓度吸收过程，溶液的物性

42、数据可近似取纯对于低浓度吸收过程，溶液的物性数据可近似取纯水的物性数据。由手册查得，水的物性数据。由手册查得，20时水的有关物性时水的有关物性数据如下：数据如下：n n 密度：密度：n n 粘度：粘度：n n 表面张力：表面张力：n n SO2在水中的扩散系数：在水中的扩散系数：第二十八张，PPT共八十六页，创作于2022年6月2.气相物性数据气相物性数据n n 混合气体的平均摩尔质量：混合气体的平均摩尔质量：混合气体的平均摩尔质量：混合气体的平均摩尔质量：n n 混合气体的平均密度：混合气体的平均密度：混合气体的平均密度：混合气体的平均密度：n n 混合气体的粘度可近似取空气的粘度，查手册得

43、混合气体的粘度可近似取空气的粘度，查手册得混合气体的粘度可近似取空气的粘度，查手册得混合气体的粘度可近似取空气的粘度，查手册得2020空气的粘空气的粘空气的粘空气的粘度为：度为：度为：度为：n n 查手册得查手册得查手册得查手册得SOSO2 2在空气中的扩散系数为：在空气中的扩散系数为：在空气中的扩散系数为：在空气中的扩散系数为：第二十九张，PPT共八十六页，创作于2022年6月3.气液相平衡数据气液相平衡数据n n 由手册查得：常压下由手册查得：常压下20时时SO2在水中的亨利系数：在水中的亨利系数：n n 相平衡常数为：相平衡常数为：n n 溶解度系数为：溶解度系数为：第三十张，PPT共八

44、十六页，创作于2022年6月四、物料衡算（求最小液气比）四、物料衡算（求最小液气比）n n1.物料衡算与吸收操作线方程物料衡算与吸收操作线方程n n2.吸收剂用量对操作线的影响吸收剂用量对操作线的影响n n3.最小液气比最小液气比第三十一张，PPT共八十六页，创作于2022年6月1.物料衡算与吸收操作线方程物料衡算与吸收操作线方程 或操作线方程：操作线方程：第三十二张，PPT共八十六页，创作于2022年6月2.吸收剂用量对操作线的影响吸收剂用量对操作线的影响第三十三张，PPT共八十六页，创作于2022年6月3.最小液气比n n由图解得由图解得 n n若 n n则 n n或或 n n所以 操作液

45、气比 第三十四张，PPT共八十六页，创作于2022年6月n n 进塔气相摩尔比：进塔气相摩尔比：进塔气相摩尔比：进塔气相摩尔比：n n 出塔气相摩尔比：出塔气相摩尔比：出塔气相摩尔比：出塔气相摩尔比：n n 进塔惰性气相流量：进塔惰性气相流量：进塔惰性气相流量：进塔惰性气相流量：n n 该过程属低浓度吸收，平衡关系为直线，最小液气比可按下式计算，该过程属低浓度吸收，平衡关系为直线，最小液气比可按下式计算，该过程属低浓度吸收，平衡关系为直线，最小液气比可按下式计算，该过程属低浓度吸收，平衡关系为直线，最小液气比可按下式计算，即：即：即：即：n n 对于纯吸收过程，进塔液相组成为对于纯吸收过程，进

46、塔液相组成为对于纯吸收过程，进塔液相组成为对于纯吸收过程，进塔液相组成为:第三十五张，PPT共八十六页，创作于2022年6月n n 取操作液气比为：取操作液气比为：取操作液气比为：取操作液气比为：第三十六张，PPT共八十六页，创作于2022年6月五、填料塔的工艺尺寸的计算五、填料塔的工艺尺寸的计算n n1.填料塔塔径的计算填料塔塔径的计算n n1.1 泛点气速的计算泛点气速的计算n n1.2 塔径的计算及校核塔径的计算及校核n n2.填料层高度的计算填料层高度的计算n n2.1气相总传质单元高度的计算气相总传质单元高度的计算n n2.2气相总传质单元数的计算气相总传质单元数的计算第三十七张，P

47、PT共八十六页，创作于2022年6月1.填料塔塔径的计算填料塔塔径的计算n n填料塔的直径填料塔的直径D与操作空塔气速与操作空塔气速u及气体体积流量及气体体积流量Vs之间存在以下关系：之间存在以下关系：n n式中：式中：D 塔径，塔径，m;n n Vs气体体积流量，气体体积流量，m3/s;n n u 操作空塔气速，操作空塔气速，m/s第三十八张，PPT共八十六页，创作于2022年6月1.1 泛点气速的计算泛点气速的计算n n液泛气速为操作气速的最大极限速度，所以操作气速必须小于液泛气液泛气速为操作气速的最大极限速度，所以操作气速必须小于液泛气液泛气速为操作气速的最大极限速度，所以操作气速必须小

48、于液泛气液泛气速为操作气速的最大极限速度，所以操作气速必须小于液泛气速，一般取操作气速为液泛气速的速，一般取操作气速为液泛气速的速，一般取操作气速为液泛气速的速，一般取操作气速为液泛气速的50%80%50%80%，即泛点率（操作气速与，即泛点率（操作气速与，即泛点率（操作气速与，即泛点率（操作气速与液泛气速的比值）约为液泛气速的比值）约为液泛气速的比值）约为液泛气速的比值）约为0.50.80.50.8。n n若泛点率小，操作气速小，压力降小，能耗低，操作弹性大；但若泛点率小，操作气速小，压力降小，能耗低，操作弹性大；但若泛点率小，操作气速小，压力降小，能耗低，操作弹性大；但若泛点率小，操作气速

49、小，压力降小，能耗低，操作弹性大；但塔径增大，设备投资高，生产能力低，同时不利于气、液充分接塔径增大，设备投资高，生产能力低，同时不利于气、液充分接塔径增大，设备投资高，生产能力低，同时不利于气、液充分接塔径增大，设备投资高，生产能力低，同时不利于气、液充分接触，致使分离效率低触，致使分离效率低触，致使分离效率低触，致使分离效率低n n若泛点率取值过大，压力降大，能耗多，且操作不平稳，难以控制，若泛点率取值过大，压力降大，能耗多，且操作不平稳，难以控制，若泛点率取值过大，压力降大，能耗多，且操作不平稳，难以控制，若泛点率取值过大，压力降大，能耗多，且操作不平稳，难以控制，分离效果更差。分离效果

50、更差。分离效果更差。分离效果更差。n n因此，泛点率应根据具体情况而定。大多数情况下，泛点率应选因此，泛点率应根据具体情况而定。大多数情况下，泛点率应选因此，泛点率应根据具体情况而定。大多数情况下，泛点率应选因此，泛点率应根据具体情况而定。大多数情况下，泛点率应选在在在在0.60.80.60.8之间。之间。之间。之间。第三十九张，PPT共八十六页，创作于2022年6月（1）散堆填料泛点气速的计算）散堆填料泛点气速的计算n n常用埃克特（常用埃克特（常用埃克特（常用埃克特（EckertEckert）泛点气速关联图进行计算，该关联图是以）泛点气速关联图进行计算，该关联图是以）泛点气速关联图进行计算