计算填料塔的填料层高度

填料塔的填料层高度和塔径计算实例

维普资讯

第 4期 2 0年 4月 05

氯碱工业C o— k l I d sr hlr— Al ai n u ty

No. 4 Ap . 2 0 r,0 5

填料塔的填料层高度和塔径计算实倒段全军，周桂亭，守传樊

(岛天元化工股份有限公司，青山东胶南 2 6 0 ) 6 4 0[关键词]不锈钢矩鞍环；气相总传质单元高度；空塔气速；最小喷淋密度；压降[要]闲置金属鞍环填料对填料塔进行防腐处理。介绍了利用现有引风机的条件下，摘用填料塔塔径、塔高的计算示例。

[中图分类号] Q 2 . T 082一

[文献标识码】B

[文章编号】10—13 (050—02— 3 08 3X 20 )4 03 0

般情况下，用耐氯腐蚀的材料或对塔做一选

2 1混合气体的质量流量 .

些防腐处理。例如，小塔采用 P VC材料，用钢材使的塔里应该采用衬胶等措施。填料塔的填料最好采用塑料鲍尔环，因为它耐氯气腐蚀，而且环内空间及环内表面的利用率高，气体流动阻力降低，液体分布均匀。由于鲍尔环上的两排窗孔交错排列，才使得通过环的气体流动通畅，避免了液体严重的沟流及壁流现象，因此，尔环的操作弹性大，鲍是选择的理想填料。青岛天原公司有大量常年闲置的 2 i 5

填料塔的填料层高度和塔径计算实例

维普资讯

第 4期 2 0年 4月 05

氯碱工业C o— k l I d sr hlr— Al ai n u ty

No. 4 Ap . 2 0 r,0 5

填料塔的填料层高度和塔径计算实倒段全军，周桂亭，守传樊

(岛天元化工股份有限公司，青山东胶南 2 6 0 ) 6 4 0[关键词]不锈钢矩鞍环；气相总传质单元高度；空塔气速；最小喷淋密度；压降[要]闲置金属鞍环填料对填料塔进行防腐处理。介绍了利用现有引风机的条件下，摘用填料塔塔径、塔高的计算示例。

[中图分类号] Q 2 . T 082一

[文献标识码】B

[文章编号】10—13 (050—02— 3 08 3X 20 )4 03 0

般情况下，用耐氯腐蚀的材料或对塔做一选

2 1混合气体的质量流量 .

些防腐处理。例如，小塔采用 P VC材料，用钢材使的塔里应该采用衬胶等措施。填料塔的填料最好采用塑料鲍尔环，因为它耐氯气腐蚀，而且环内空间及环内表面的利用率高，气体流动阻力降低，液体分布均匀。由于鲍尔环上的两排窗孔交错排列，才使得通过环的气体流动通畅，避免了液体严重的沟流及壁流现象，因此，尔环的操作弹性大，鲍是选择的理想填料。青岛天原公司有大量常年闲置的 2 i 5

填料塔的设计

本章符号说明英文字母

a——填料的有效比表面积，m2/m3 at——填料的总比表面积，m2/m3 aW——填料的润湿比表面积，m2/m3 AT——塔截面积，m2；

C——计算umax时的负荷系数，m/s； Cs——气相负荷因子，m/s； d——填料直径，m； D——塔径，m；

DL——液体扩散系数，m2/s； Dv——气体扩散系数，m2/s ； ev——液沫夹带量,kg(液)/kg(气)； E——液流收缩系数，无因次; ET——总板效率，无因次； g——重力加速度，9.81 m/s2 ； h——填料层分段高度，m； HETP关联式常数；

hmax——允许的最大填料层高度，m； HB——塔底空间高度，m； HD——塔顶空间高度，m； HoG——气相总传质单元高度，m； H1——封头高度，m； H2——裙座高度，m； HETP——等板高度，m；

kG——气膜吸收系数，kmol/(m2·s·kPa)； kL——液膜吸收系数，m/s；

KG——气相总吸收系数，kmol/(m2·s·kPa)； lW——堰长，m；

Lb——液体体积流量，m3/h； LS——液体体积流量，m3/s； LW——润湿速率，

科大学子的福音

填料吸收塔的设计

中文摘要

对化工原理课程设计的认识 《化工原理》课程设计是学生学完本课程后进行的一个具有总结性、综合性和实践性的教学环节。通过设计,学生能更系统和牢固地掌握本课程的主要内容,且对前修课程以及学生在实验和实习中所获得的知识加以应用。通过课程设计使学生受到一次化工设计的基本训练，让学生进一步的了解化学在工业的应用。

吸收是化工及相关过程工业生产中重要的单元 操作。吸收设备有多种形式，工业上以填料塔的使 用最为普遍。填料吸收塔作为一种重要的气液传质 设备广泛应用于化工、石油、制药、环境、能源等行业 气体混合物的分离操作中。

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

实验一 填料塔吸收实验

一、实验目的

1、了解吸收过程的流程、设备结构，并掌握吸收操作方法。

2、在不同气速下，观察填料塔中流体力学状态，了解填料塔流体力学特性。 3、测定气体通过填料层的压降与气速的关系曲线ΔP—u。 4、通过实验了解ΔP—u曲线和传质系数对工程设计的重要意义。 二、实验原理(填料塔的流体力学特性)

吸收塔中填料的作用主要是增加气液两相的接触面积，而气体在通过填料层时，由于有局部阻力和摩擦阻力而产生压强降。

填料塔的流体力学特性是吸收设备的重要参数，它包括压强降和液泛规律。测定填料塔的流体力学特性是为了计算填料塔所需动力消耗和确定填料塔的适宜操作范围，选择适宜的气液负荷，因此填料塔的流体力学特性是确定最适宜操作气速的依据。

气体通过干填料（L=0）时，其压强降与空塔气速之间的函数关系在双对数坐标上为一直线，如图中AB线，其斜率为1.8～2。当有液体喷淋时，在低气速时，压强降和气速间的关联线与气体通过

干填料时压强降和气速间的关联线AB线几乎平行，但压降大于同一气速下干填料的压降，如图中CD段。随气速的进一步增加出现载点（图中D点），填料层持液量开始增大，压强降与空塔气速的关联线向上弯曲，斜率变大，如图

填料吸收塔传质 数测定实验

一、实验目的

1．了解填料塔吸收装置的基本结构及流程； 2．掌握总体积传质系数的测定方法；

3．了解气体空塔速度和液体喷淋密度对总体积传质系数的影响； 二、基本原理

气体吸收是典型的传质过程之一。由于CO2气体无味、无毒、廉价，所以气体吸收实验常选择CO2作为溶质组分。本实验采用水吸收空气中的CO2组分。一般CO2在水中的溶解度很小，即使预先将一定量的CO2气体通入空气中混合以提高空气中的CO2浓度，水中的CO2含量仍然很低，所以吸收的计算方法可按低浓度来处理，并且此体系CO2气体的解吸过程属于液膜控制。因此，本实验主要测定Kxa和HOL。 1．计算公式 填料层高度Z为

z??dZ?0ZLx1dx?HOL?NOL

Kxa?x2x?x?

令：吸收因数A=L/mG

NOL?y?mx21ln[(1?A)1?A] 1?Ay1?mx1

2．测定方法

（1）空气流量和水流量的测定

本实验采用转子流量计测得空气和水的流量，并根据实验条件（温度和压力）和有关公式换算成空气和水的摩尔流量。

（2）测定填料层高度Z和塔径D； （3）测定塔顶和塔底气相组成y1和y2；

实验一 填料塔吸收实验

一、实验目的

1、了解吸收过程的流程、设备结构，并掌握吸收操作方法。

2、在不同气速下，观察填料塔中流体力学状态，了解填料塔流体力学特性。 3、测定气体通过填料层的压降与气速的关系曲线ΔP—u。 4、通过实验了解ΔP—u曲线和传质系数对工程设计的重要意义。 二、实验原理(填料塔的流体力学特性)

吸收塔中填料的作用主要是增加气液两相的接触面积，而气体在通过填料层时，由于有局部阻力和摩擦阻力而产生压强降。

填料塔的流体力学特性是吸收设备的重要参数，它包括压强降和液泛规律。测定填料塔的流体力学特性是为了计算填料塔所需动力消耗和确定填料塔的适宜操作范围，选择适宜的气液负荷，因此填料塔的流体力学特性是确定最适宜操作气速的依据。

气体通过干填料（L=0）时，其压强降与空塔气速之间的函数关系在双对数坐标上为一直线，如图中AB线，其斜率为1.8～2。当有液体喷淋时，在低气速时，压强降和气速间的关联线与气体通过

干填料时压强降和气速间的关联线AB线几乎平行，但压降大于同一气速下干填料的压降，如图中CD段。随气速的进一步增加出现载点（图中D点），填料层持液量开始增大，压强降与空塔气速的关联线向上弯曲，斜率变大，如图

水吸收丙酮填料塔设计

设计用水吸收丙酮常压填料塔，其任务及操作条件为 ①混合气(空气、丙酮蒸汽)处理量： 1450 m3/h。

②进塔混合气含丙酮 2.13％(体积分数)；相对湿度： 70％；温度： 35℃； ③进塔吸收剂(清水)的温度：25℃； ④丙酮回收率： 93％； ⑤操作压强： 常压操作。

[设计计算]

一、吸收工艺流程的确定

采用常规逆流操作流程．流程说明从略。 二、物料计算

l. 进塔混合气中各组分的量

近似取塔平均操作压强为101.325kPa，故：

混合气量 n＝ 1450*

273273?3522.4*

1 ＝ 57.38 (kmol／h)

混合气中丙酮量n ＝ 57．38×0.0213 ＝1.22 (kmol／h) m ＝ 1.22×58＝70.89 (kg／h)

查化工原理附录，35℃饱和水蒸气压强为5623．4Pa，则每kmoI相对湿度为70％的混合

气中含水蒸气量＝

5623.4*0.7101.325*103?0.7*5623.457.38*0.0404(1?0.0404)=0.0404 kmol水气/ kmol（空气十丙酮）

混合气中水蒸气含量n＝＝2.23 （kmol／h）

北京汇丰方圆石化设备有限责任公司填料塔内件安装手册

填料塔内件安装手册

（试行版）

北京汇丰方圆石化设备有限责任公司

2006．

1

北京汇丰方圆石化设备有限责任公司填料塔内件安装手册

前言

本手册由北京汇丰方圆石化设备有限责任公司提出。

本手册由北京汇丰方圆石化设备有限责任公司工程部和设计部起草。 本手册主要起草人：张昌华、严新松

2

北京汇丰方圆石化设备有限责任公司填料塔内件安装手册

填料塔内件安装手册

本标准规定了北京汇丰方圆石化设备有限责任公司（以下简称本公司）关于填料塔塔内件安装的技术要求及验收标准，用于指导由本公司设计的，或由本公司授权设计的，应用本公司相关塔内件专利技术或专有技术的填料塔的内件的安装及验收。

填料塔的内件指填料、填料支承、填料压紧装置、液体分布器、液体收集器、液体收集再分布器、气体分布器、液体预分布管等结构件。

在遵守本标准的同时还应符合“HGJ211-85 ”《化工塔类设备施工及验收规范》中第三章第四节中相关规定的要求，本标准如与上述标准或图纸技术要求发生矛盾时，应以要求严格者为准。

1．安装前的准备工作 1.1 塔内件的清点和验收

交付安装的塔

实验五、填料吸收塔实验

一、实验目的及任务

1.了解填料吸收装置的基本流程及设备结构； 2. 掌握总体积吸收系数的测定方法；

3.了解气体空塔速度和喷淋密度对总吸收系数的影响； 4.了解气体流速与压降的关系； 5. 测定规定条件下的总吸收系数；

6. 综合几个组的实验结果，分析操作条件对总吸收系数的影响； 3. 测定填料塔的流体力学性能。

二、基本原理

2.1流体力学实验

填料塔的压力降与泛点气速是填料塔设计与操作的重要流体力学参数。气体通过填料层的压力降将随气液流量的变化而改变。填料层的压力降△P/Z与空塔气速U的关系如图所示。

当无液体喷淋（L=0）时，△P/Z～U关系在双对数座标中为一斜率在1.8～2.0之间的直线。如图中AB线。当有一定的喷淋量时，（图中曲线1，2，3对应的流体喷淋量依次增大）。△P/Z～U的关系变成折线，并存在两个转折点，下转折点称为“载点”，上转折点称为“泛点”。这两个转折点将△P/Z～U的关系线分为三个区段，即恒持液量区、载液区与液泛区。当液体喷淋密度达到一定值（如L=L1）后，液体以液膜状流径填料表面，A1B1为恒持液区，此区段中空塔气速较低，气体流速对填料表面上覆盖的液

膜厚度无明显影响，填料层内的持液量与空塔