填料塔课程设计PPT课件.ppt

班级 姓名 指导老师 01 06 1 一 设计对我们的意义 化工原理课程设计是学生学过相关基础课程及化工原理理论与实验后 进一步学习化工设计的基础知识 培养工程设计能力的重要教学环节 通过该环节的实践 可使学生初步掌握单元操作设计的基本程序与方法 得到工程设计能力的基本锻炼 化工原理课程设计是以实际训练为主的课程 学生应在过程中收集设计数据 在教师指导下完成一定的设备设计任务 以达到培养设计能力的目的 单元过程及单元设备设计是整个过程和装备设计的核心和基础 并贯穿于设计过程的始终 从这个意义上说 作为相关专业的本科生能够熟练地掌握典型的单元过程及装备的设计过程和方法 无疑是十分重要的 01 06 2 减少环境污染 社会效益 一 设计的实际意义 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H2S S0X 及NOX等有害物质吸收除去过程的开发研究 本次设计清水吸收SO2的填料塔的主要意义也是如此 01 06 3 二 设计任务及条件 1 设计题目 水吸收二氧化硫填料吸收塔设计 2 设计任务及条件 混合气体组成 组分组成 质量 SO22空气98 01 06 4 设计条件 操作温度 30oc 操作压力 常压 进料状态 混合气体进料 SO2排放浓度 0 2 塔填料 填料规格自选 二 设计任务及条件 混合气处理量 2000m3 h 01 06 5 1 设计方案的确定 2 吸收塔设计计算 吸收塔的物料衡算 填料层高度计算 填料层压降计算 液体分布器计算 3 其他附属塔内件选择 4 填料吸收塔设计图 设计内容 塔径计算 二 设计主要过程 01 06 6 三 设计方案的确定 吸收剂的确定 任务已给出 操作温度和压力的确定 任务已给出 操作流程的确定填料的选型和规格的确定 01 06 7 操作流程的确定 操作流程主要有 1 逆流操作 2 并流操作 3 吸收剂部分再循环操作 4 多塔串联操作 5 串联 并联混合操作常温下SO2在水中的溶解度为8g 100ml 30 不满足高溶解度要求 属于中等溶解度操作 综合比较考虑后选择逆流操作 在逆流操作下 两相传质平均推动力最大 可减少设备尺寸 提高吸收率和吸收剂使用效率 01 06 8 填料类型和规格的确定 填料是填料塔中传质元件 它可以有各种不同的分类 如按性能分为通用填料和高效填料 按形状分为颗粒型填料和规整填料 填料品种很多 最古老的填料是拉西环 在国外被认为较为理想的是鲍尔环 矩鞍填料和波纹填料等工业填料 现经测试验证 已被推荐为我国今后推广使用的通用型填料 填料的材质可为金属 陶瓷或塑料 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 在选择塔填料时 应该考虑如下几个问题 1 选择填料材质 2 填料类型的选择 3 填料尺寸因此对于水吸收S02的过程 操作 温度及操作压力较低 工业上通常选用所了散装填料 在所了散装填料中 塑料阶梯环填料的综合性能较好 故此选用阶梯环填料 从尺寸方面考虑 虽然在同类填料中 尺寸越小的 分离效率越高 但它的阻力将增大 通量减小 填料费用也增加很多 用Dn38计算所得的D d值也符合阶梯环的推荐值 从材料方面考虑 塑料材质具有耐腐蚀 质量轻 价格低等优点 所以我选择了塑料材质填料 综上考虑 我选择的Dn38塑料阶梯环作为填料的选择 01 06 9 塔径的计算 塔径的计算 核算 塔径的确定与圆整 1 泛点率核算 空塔气速和泛点气速之比 2 填料规格D d核算 3 最小液体喷淋密度核算 取 LW min 0 08 采用Eckert计算泛点气速 四 填料吸收塔的工艺计算 01 06 10 校核 泛点率校核 填料规格校核 液体喷淋密度校核 经以上校核可知填料塔直径选用D 1000mm合理 01 06 11 01 06 12 填料层高度计算 传质单元数法 求洗脱因数 气相总传质单元数 查表得到要用到的基础数据计算得液体和气体质量通量 气膜吸收系数用修正的恩田关联式算出填料层工艺计算高度 算出设计高度 进行分层 四 吸收填料塔的工艺计算 阶梯环填料 设计高度为7000mm 所以需要分层 01 06 13 填料层压降计算 采用Eckert通用关联图计算填料层压降 四 吸收填料塔的工艺计算 先根据气液负荷及有关物性数据 求出横坐标值 再根据操作空塔气速及有关物性求出纵坐标值 通过作图得出交点 读出过交点的等压线数值 即得出每米填料层的压降值 01 06 14 液体分布器计算 液体分布器的选型 槽式液体分布器 分布点密度计算 布液点排列 布液计算 四 填料塔的工艺计算 二级槽式液体分布器示意图 01 06 15 液体分布器简要说明 按Eckert建议值 D 750时 分布点密度为170点 m2 D 1200mm时 喷淋点密度为42点 m2 因该塔液相负荷较大 对比设计指导 本次设计取喷淋点密度为140点 m2 总布液孔数为点 110点按分布点几何均匀与流量均匀的原则 进行布点设计 设计结果为 二级槽共设七道 液点分布为5 6 7 8 9 10 11 11 10 9 8 7 6 5 在槽侧面开孔 槽宽度为80mm 槽高度为200mm 两槽中心矩为130mm 分布点采用三角形排列 实际设计布点数为n 112点 01 06 16 其他附属塔内件的选择 液体再分布器填料支撑板填料压板与床层限制板除沫器 除雾器 01 06 17 附录主体设备设计条件图示例 01 06 18 结束语 在这两周里 应该就是一边学一边实践吧 前面的理论知识和实践相结合的时候还是有些茫然 不知道到该在什么地方用正确的东西 也只能跟着指导书的步骤来一步步进行 这样虽然提高了严谨性 可是少了些创造思维 略显呆板了 不过科学就是要严谨 这也给自己上了一课就是什么都要实事求是 客观严谨 容不得一点马虎 正路上才少有弯路 这个设计过程有汗水也有泪水 夸张下 艰辛在于对韧性的磨砺 快乐在于知识的汲取并与实践结合的探索 01 06 19 致