填料吸收塔設計任務書.doc

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填料吸收塔設計任務書 一、 設計題目 填料吸收塔設計 二、 設計任務及操作條件 １、原料氣處理量：5000m3/h。 ２、原料氣組成：98％空氣＋2.5％的氨氣。 ３、操作溫度：20℃。 ４、氫氟酸回收率：98％。 ５、操作壓強：常壓。 ６、吸收劑：清水。 ７、填料選擇：拉西環(huán)。 三、 設計內容 1. 設計方案的確定及流程說明。 2. 填料吸收塔的塔徑，填料層的高度，填料層的壓降的計算。 3. 填料吸收塔的附屬機構及輔助設備的選型與設計計算。 4. 吸收塔的工藝流程圖。 5. 填料吸收塔的工藝條件圖。 目　錄 第一章 設計方案的簡介 …………………………………………………（4） 第一節(jié) 塔設備的選型………………………………………………………（4） 第二節(jié) 填料吸收塔方案的確定……………………………………………（6） 第三節(jié) 吸收劑的選擇………………………………………………………（6） 第四節(jié) 操作溫度與壓力的確定……………………………………………（7） 第二章 填料的類型與選擇 ………………………………………………（7） 第一節(jié) 填料的類型…………………………………………………………（7） 第二節(jié) 填料的選擇 ………………………………………………………（9） 第三章 填料塔工藝尺寸 ……………………………………………… （10） 第一節(jié) 基礎物性數據 ………………………………………………… （10） 第二節(jié) 物料衡算…………………………………………………………（11） 第三節(jié) 填料塔的工藝尺寸的計算………………………………………（12） 第四節(jié) 填料層壓降的計算 ………………………………………………（16） 第四章 輔助設備的設計與計算 ……………………………………（16） 第一節(jié) 液體分布器的簡要設計 …………………………………………（16） 第二節(jié) 支承板的選用 ……………………………………………………（17） 第三節(jié) 管子、泵及風機的選用 …………………………………………（18） 第五章 塔體附件設計 ……………………………………………………（20） 第一節(jié) 塔的支座 ………………………………………………………（20） 第二節(jié) 其他附件 ………………………………………………………（20） 第一章 設計方案的簡介 第一節(jié) 塔設備的選型 塔設備是化工、石油化工、生物化工制藥等生產過程中廣泛采用的氣液傳質設備。根據塔內氣液接觸構件的結構形式，可分為板式塔和填料塔兩大類。 1、板式塔 板式塔為逐級接觸式氣液傳質設備，是最常用的氣液傳質設備之一。 傳質機理如下所述：塔內液體依靠重力作用，由上層塔板的降液管流到下層塔板的受液盤，然后橫向流過塔板，從另一側的降液管流至下一層塔板。溢流堰的作用是使塔板上保持一定厚度的液層。氣體則在壓力差的推動下，自下而上穿過各層塔板的氣體通道（泡罩、篩孔或浮閥等），分散成小股氣流，鼓泡通過各層塔板的液層。在塔板上，氣液兩相密切接觸，進行熱量和質量的交換。在板式塔中，氣液兩相逐級接觸，兩相的組成沿塔高呈階梯式變化，在正常操作下，液相為連續(xù)相，氣相為分散相。 一般而論，板式塔的空塔速度較高，因而生產能力較大，塔板效率穩(wěn)定，操作彈性大，且造價低，檢修、清洗方便，故工業(yè)上應用較為廣泛。 ２、填料塔 填料塔是最常用的氣液傳質設備之一，它廣泛應用于蒸餾、吸收、解吸、汽提、萃取、化學交換、洗滌和熱交換等過程。幾年來，由于填料塔研究工作已日益深入，填料結構的形式不斷更新，填料性能也得到了迅速的提高。金屬鞍環(huán)，改型鮑爾環(huán)及波紋填料等大通量、低壓力降、高效率填料的開發(fā)，使大型填料塔不斷地出現，并已推廣到大型汽—液系統(tǒng)操作中，尤其是孔板波紋填料，由于具有較好的綜合性能，使其不僅在大規(guī)模生產中被采用，且由于其在許多方面優(yōu)于各種塔盤而越來越得到人們的重視，在某些領域中，有取代板式塔的趨勢。近年來，在蒸餾和吸收領域中，最突出的變化是新型填料，特別是規(guī)整填料在大直徑塔中的采用，它標志作塔填料、塔內件及塔設備的綜合設計技術已進入到一個新的階段。 填料塔是以塔內的填料作為氣液兩相間接觸構件的傳質設備。填料塔的塔身是一直立式圓筒（如右圖所示），底部裝有填料支承板，填料以亂堆或整砌的方式放置在支承板上。填料的上方安裝填料壓板，以防被上升氣流吹動。液體從塔頂經液體分布器噴淋到填料上，并沿填料表面流下。氣體從塔底送入，經氣體分布裝置（小直徑塔一般不設氣體分布裝置）分布后，與液體呈逆流連續(xù)通過填料層的空隙，在填料表面上，氣液兩相密切接觸進行傳質。填料塔屬于連續(xù)接觸式氣液傳質設備，兩相組成沿塔高連續(xù)變化，在正常操作狀態(tài)下，氣相為連續(xù)相，液相為分散相。 當液體沿填料層向下流動時，有逐漸向塔壁集中的趨勢，使得塔壁附近的液流量逐漸增大，這種現象稱為壁流。壁流效應造成氣液兩相在填料層中分布不均，從而使傳質效率下降。因此，當填料層較高時，需要進行分段，中間設置再分布裝置。液體再分布裝置包括液體收集器和液體再分布器兩部分，上層填料流下的液體經液體收集器收集后，送到液體再分布器，經重新分布后噴淋到下層填料上。填料塔具有生產能力大，分離效率高，壓降小，持液量小，操作彈性大等優(yōu)點。 3、板式塔和填料塔的比較 如下表格所示 表1-1板式塔與填料塔的比較 序號 填料塔 板式塔 １ Φ800mm以下，造價低，直徑大則價高 Φ600mm以下時，安裝困難 ２ 用小填料時，小塔的效率高，塔徑增大，效率下降，所需高度急增 效率較穩(wěn)定。大塔板效率比小塔板有所提高 ３ 空塔速度（生產能力）低 空塔速度高 ４ 大塔檢修費用高，勞動量大 檢修清理比填料塔容易 ５ 壓降小。對阻力要求小的場合較適用（如：真空操作） 壓降比填料塔大 ６ 對液相噴淋量有一定要求 氣液比的適應范圍大 ７ 內部結構簡單，便于非金屬材料制作，可用于腐蝕較嚴重的場合 多數不便于非金屬材料的制作 ８ 持液量小 持液量大 表1-2 塔型選用順序 而本次設計用到的物料是氫氟酸，氫氟酸是具有腐蝕性的物料，因此選擇填料塔。 4、選塔的基本原則： 1、 生產能力大，有足夠的彈性。 2、 滿足工藝要求，分離效率高。 3、 運行可靠性高，操作、維修方便，少出故障。 4、 結構簡單，加工方便，造價較低。 5、 塔壓降小。 綜上考慮，吸收5000m3/h含2.5%的生產任務不是很大，由于它結構簡單，造價較低，便于采用耐蝕材料使得壽命較長，而且本次設計用到的物料是氫氟酸，氫氟酸是具有腐蝕性的物料，因此我們采用填料吸收塔完成該項生產任務。 第二節(jié) 填料吸收塔方案的確定 1、 裝置流程的確定 裝置流程的主要有以下幾種： a.逆流操作　 氣相自塔底進入由塔頂排出，液相由塔頂流入由塔底流出，其傳質速率快，分離效率高，吸收劑利用率高。工業(yè)生產中多采用此操作。 b.并流操作　 氣液兩相均由塔頂流向塔底，其系統(tǒng)不受液流限制，可提高操作氣速，以提高生產能力。通常用于以下情況：當吸收過程的平衡曲線較平坦時，液流對推動力影響不大；易溶氣體的吸收或吸收的氣體不需吸收很完全；吸收劑用量很大，逆流操作易引起液泛。 c.吸收劑部分循環(huán)操作　 在逆流操作過程中，用泵將吸收塔排除的一部分冷卻后與補充的新鮮吸收劑一同送回塔內，通常以下情況使用：當吸收劑用量較少，為提高塔的噴淋密度；對于非等溫吸收過程，為控制塔內的溫度升高，需取出一部分熱量。該流程特別適用于相平衡常數m較小的情況，通過吸收液的部分再循環(huán)，提高吸收劑的利用率。需注意吸收劑的部分再循環(huán)較逆流操作費用的平均推動力較小，且需設置循環(huán)泵，操作費用提高。 由于氫氟酸在水中的溶解度很大。逆流操作時平均推動力大，傳質速率快，分離效率高，吸收劑利用率高。逆流操作是完成該項任務的最佳選擇。 第三節(jié) 吸收劑的選擇 吸收過程是依靠氣體溶質在溶劑中的溶解來實現的，因此，吸收劑的性能的和優(yōu)劣，是決定吸收操作效果的關鍵之一，選擇時有以下考慮方面： a.溶解度　吸收劑對溶質組分的溶解度要大，以提高吸收速率并減少吸收劑的用量。 b.選擇性　吸收劑對溶質組分要有良好的選擇吸收能力，而對混合氣體中的其他組分不吸收或吸收甚微，否則不能直接實現有效的分離。 c.揮發(fā)度要低　操作溫度下吸收劑的蒸汽壓要低，要減少吸收和再生過程中吸收劑的揮發(fā)和損失。 d.粘度　吸收劑在操作溫度下的粘度越低，其在塔內的流動性越好，有助于傳質速率和傳熱速率的提高。 e.其他　所選的吸收劑盡量的滿足無毒性、無腐蝕性、不易燃易爆、不發(fā)泡、冰點低、廉價易得以及化學性質穩(wěn)定等要求。 在吸收空氣中少量的氫氟酸時，水是最理想的溶劑，由于氫氟酸在水中的溶解度很大；常溫常壓下，水的揮發(fā)度很??；粘度較?。粌r格低廉等。 第四節(jié) 操作溫度與壓力的確定 1、操作溫度的確定 由于吸收過程的氣液平衡關系可知，溫度降低可增加溶質組分的溶解度。即低溫有利于吸收，當操作溫度的低限應由吸收系統(tǒng)的具體情況決定。 2、操作壓力的確定 由吸收過程的氣液平衡關系可知，壓力升高可增加溶質組分的溶解度，即加壓有利于吸收。但隨著操作壓力的升高，對設備的加工制造要求提高，且能耗增加因此需結合具體工藝的條件綜合考慮，以確定操作壓力。 在該任務中，由于在常溫常壓下操作且在此條件下氨的溶解度很大，且受溫度與壓力的影響不大，在此不做過多的考慮。 第二章 填料的類型與選擇 第一節(jié) 填料的類型 填料的選擇包括確定填料的種類、規(guī)格及材質等。所選填料既要滿足生產工藝的要求，又要使設備投資和操作費用最低。 填料的種類很多，根據裝填的方式的不同，可分為散裝填料和規(guī)整填料兩大類。 1、 散裝填料 散裝填料是一個個具有一定集合形狀和尺寸的顆粒體一般以隨機的方式堆積在塔內的，又稱為亂堆填料和顆粒填料。散裝填料根據結構特點不同，又可分為環(huán)形填料、鞍形填料、和環(huán)鞍的填料等。以下是典型的散裝填料： a.拉西環(huán)填料　拉西環(huán)填料是最早提出的工業(yè)填料，其結構為外徑與高度相等的圓環(huán)，可用陶瓷、塑料、金屬等材質制成。拉西環(huán)填料的氣液分布較差、傳質效率低、阻力大、通量小，目前工業(yè)上用得較少。 b.鮑爾環(huán)填料　鮑爾環(huán)是在拉西環(huán)的基礎上改進而得。其結構為在拉西環(huán)的側壁上開出兩排長方形的窗口，被切開的環(huán)壁的一側仍與壁面相連，另一側向環(huán)內彎曲，形成內伸的舌葉諸舌葉的側邊與環(huán)中間相搭，可用陶瓷、塑料、金屬制造鮑耳環(huán)由于環(huán)內開孔，大大提高了環(huán)內空間及環(huán)內表面的利用率氣流阻力小，，液體分布均勻。與拉西環(huán)相比通量可提高50%以上，傳質效率提高30%左右。鮑爾環(huán)是目前應用較廣的填料之一。 c.階梯環(huán)填料　階梯環(huán)是對鮑爾環(huán)的改進。鮑爾環(huán)相比階梯環(huán)高度減少了一半，并在一端增加了一個錐形的翻邊由于高徑比減少，使得氣體繞填料外外壁的平均路徑大為縮短，減少了氣體通過填料層的阻力。錐形翻邊不僅提高了填料的機械強度，而且使填料之間由線接觸為主變?yōu)辄c接觸為主，這樣不但增加了填料層之間的空隙，同時成為液體沿填料表面流動的匯集分散點，可以促進液膜的表面更新。有利于傳質效率的提高。階梯環(huán)的綜合性能優(yōu)于鮑爾環(huán)，成為目前環(huán)形填料中最為優(yōu)良的一種。 2、規(guī)整填料 規(guī)整填料是按一定的的幾何圖形排列，整齊堆砌的填料。規(guī)整填料種類很多，根據其幾何結構分為格柵填料、波紋填料、脈沖填料。工業(yè)上使用的絕大多數規(guī)整填料為波紋填料。波紋填料按結構分為網波紋填料和板波紋填料可用陶瓷、塑料、金屬制造。 金屬絲波紋填料是網波紋填料的主要形式，是由金屬絲制成。其特點是壓降低、分離效率高，特別適用于精密精餾及真空精餾裝置，為難分離物系、熱敏性的精餾提供了有效的手段。盡管造價高，但因性能優(yōu)越仍得到了廣泛的應用。 金屬板波紋填料是板填料的主要形式。該填料的波紋板片上沖壓有許多Φ4mm~Φ6mm的小孔，可起到粗分配板片上的液體、加強橫向混合的作用。波紋板片上扎成細小溝紋，可起到細分配板片上的液體、增強表面潤濕性能的作用。金屬孔板波紋填料強度高，耐腐蝕性強，特別適用于大直徑塔及氣液負荷較大的場合。 波紋填料的優(yōu)點是結構緊湊，阻力小，傳質效率高，處理能力大，比表面積大。其缺點是不適用于處理粘度大、易聚合或有懸浮物的物料，且裝卸、清洗困難、造價高。 第二節(jié)　填料的選擇 1、 填料種類的選擇：填料種類的選擇要考慮分離工藝的要求，通?？紤]以下幾個方面： a.傳質效率要高 一般而言，規(guī)整填料的傳質效率高于散裝填料 b.通量要大 在保證具有較高傳質效率的前提下，應選擇具有較高泛點氣速或氣相動能因子的填料 c.填料層的壓降要低 d.填料抗污堵性能強，拆裝、檢修方便 2、填料規(guī)格的選擇 填料規(guī)格是指填料的公稱尺寸或比表面積。 （1）散裝填料規(guī)格的選擇 工業(yè)塔常用的散裝填料主要有DN16、DN25、DN38、DN50、DN76等幾種規(guī)格。同類填料，尺寸越小，分離效率越高，但阻力增加，通量減少，填料費用也增加很多。而大尺寸的填料應用于小直徑塔中，又會產生液體分布不良及嚴重的壁流，使塔的分離效率降低。因此，對塔徑與填料尺寸的比值要有一規(guī)定，一般塔徑與填料公稱直徑的比值D/d應大于8。 （2）規(guī)整填料規(guī)格的選擇 工業(yè)上常用規(guī)整填料的型號和規(guī)格的表示方法很多，國內習慣用比表面積表示，主要有125、150、250、350、500、700等幾種規(guī)格，同種類型的規(guī)整填料，其比表面積越大，傳質效率越高，但阻力增加，通量減少，填料費用也明顯增加。選用時應從分離要求、通量要求、場地條件、物料性質及設備投資、操作費用等方面綜合考慮，使所選填料既能滿足技術要求，又具有經濟合理性。 應予指出，一座填料塔可以選用同種類型，同一規(guī)格的填料，也可選用同種類型不同規(guī)格的填料；可以選用同種類型的填料，也可以選用不同類型的填料；有的塔段可選用規(guī)整填料，而有的塔段可選用散裝填料。設計時應靈活掌握，根據技術經濟統(tǒng)一的原則來選擇填料的規(guī)格。 3. 填料材質的選擇 填料的材質分為陶瓷、金屬和塑料三大類。 (1)陶瓷填料 陶瓷填料具有很好的耐腐蝕性及耐熱性，陶瓷填料價格便宜，具有很好的表面潤濕性能，質脆、易碎是其 最大缺點。在氣體吸收、氣體洗滌、液體萃取等過程中應用較為普遍。 (2)金屬填料 金屬填料可用多種材質制成，選擇時主要考慮腐蝕問題。碳鋼填料造價低，且具有良好的表面潤濕性能，對于無腐蝕或低腐蝕性物系應優(yōu)先考慮使用；不銹鋼填料耐腐蝕性強，一般能耐除Cl– 以外常見物系的腐蝕，但其造價較高，且表面潤濕性能較差，在某些特殊場合（如極低噴淋密度下的減壓精餾過程），需對其表面進行處理，才能取得良好的使用效果；鈦材、特種合金鋼等材質制成的填料造價很高，一般只在某些腐蝕性極強的物系下使用。 一般來說，金屬填料可制成薄壁結構，它的通量大、氣體阻力小，且具有很高的抗沖擊性能，能在高溫、高壓、高沖擊強度下使用，應用范圍最為廣泛。 (3)塑料填料 塑料填料的材質主要包括聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）及聚氯乙烯（PVC）等，國內一般多采用聚丙烯材質。塑料填料的耐腐蝕性能較好，可耐一般的無機酸、堿和有機溶劑的腐蝕。其耐溫性良好，可長期在100C以下使用。 塑料填料質輕、價廉，具有良好的韌性，耐沖擊、不易碎，可以制成薄壁結構。它的通量大、壓降低，多用于吸收、解吸、萃取、除塵等裝置中。塑料填料的缺點是表面潤濕性能差，但可通過適當的表面處理來改善其表面潤濕性能。 綜上對各種類型、各種規(guī)格填料的分析，對于在20℃，101.3KPa下吸收5000m3/h空氣含2.5%的氫氟酸，由于操作溫度及操作壓力較低，工業(yè)上常用散裝填料。故選用DN38瓷質拉西環(huán)填料。 2、凈化塔強度設計和穩(wěn)定校核 2.1 筒體和封頭的壁厚計算 2.1.1 材料選擇 根據設計溫度 T=320 ℃，設計壓力P=0.6MPa ,塔殼外表面保溫層厚度為0.8mm,保溫層材料的密度為1.117g/cm3，塔殼厚度附加量C=3等因素,材料可以選用普通碳素鋼Q235系列或低合金Q345R等.但由于介質為有毒氣體,且其具有腐蝕性，故不能選用Q235 系列鋼板.而低合金鋼中 Q345 R為屈服點σs = 340MPa 的壓力容器專用鋼 板,具有良好的綜合力學性能和制造工藝性能,且價格便宜,使用廣泛,故選用Q345 R . 2.1.2 按設計壓力計算筒體壁厚 筒體壁厚 式中 Di—塔內徑 Di為2400mm 則 由于 Q345 R鋼板厚度為 7.5~25mm 時的鋼板負偏差 C1 = 0.8mm ,腐蝕裕度 C2 = 3mm,則設計厚度δ d = δ+ C 2 = 5.4+3=8.4 mm 考慮剛度,穩(wěn)定性及各種載荷的影響取名義厚度 δ n = 12mm , 有效厚度 δ e = δn–(C1 + C2 )=12-(0.8+ 3) = 8.2mm 2.1.3 封頭壁厚計算 1)封頭選擇 2)壁厚計算 標準橢圓封頭壁厚 其中, Di = 2400mm , H i = 640mm . 計算壓力 Pc = 0.77 MPa ; 所以, 設計厚度δ d = δ+C2 = 5.4+3=8.3mm ; 考慮制造安裝方便且由文獻[14]查得取名義厚度 δ n = 12mm ,有效厚度δe =δn-(C1 + C2 )= 12 -(0.8+3) = 8.2mm 圖2-2橢圓形封頭 第三章 填料塔工藝尺寸 第一節(jié)　基礎物性數據 1、液相物性數據 對于低濃度吸收過程，溶液的物性數據可近似取純水的物性數據。由手冊查得，20℃水的物性數據： 密度為 =998.2kg/m3 粘度為 =0.001Pas=3.6kg/(mh) 表面張力 L=72.6dyn/cm=940896kg/h2 HF在水中的擴散系數為 =2.0710-5cm2/s=7.4510-6m2/h 2、氣相物性數據 混合氣體的平均摩爾質量為 =（0.02517.03）+（0.9829）=28.85 混合氣體的平均密度 對于低濃度該氣體粘度近似的取空氣粘度。查手冊地20℃空氣的粘度為 =1.8110-5 Pas=0.065 kg/(mh) 查手冊得HF在空氣中的擴散系數為 DV=0.224cm2/s=0.08064m2/h 3、氣液相平衡數據 由手冊查得，常壓下，20℃時，HF在水中的亨利系數為 E=76.99kPa 相平衡常數為 m=E/P=76.99/101.3=0.76 溶解度系數為 第二節(jié)　物料衡算 進塔的氣相摩爾比為 出塔的氣相摩爾比為 進塔惰性氣相流量為 該吸收過程屬低濃度吸收，平衡關系為一條直線，最小液氣比為 ==0.7524 取操作液氣比為 =1.40.7524=1.053 L =1.053*V=1.053*244.58=257.54 kmol/h = = 第三節(jié) 填料塔的工藝尺寸的計算 1、塔徑計算 采用Eckert通用關聯圖計算泛點氣速。 氣相的質量流量為 =50001.196=5980kg/h 液相質量流量可近似按純水的質量流量計算，即 =L18.02=257.5418.02=4640.87 kg/h Eckert通用關聯圖的橫坐標為 ==0.0269 查Eckert通用關聯圖得 =0.23 查表拉西環(huán)填料泛點填料因子平均值為 =600 m-1 取 u=0.7uF=0.4930.7=0.345m/s 由==2.265m 圓整塔徑，取D=2.4m 泛點率校核： =100% =62.27% (在允許范圍內) 填料規(guī)格校核： =2400/38=63.16>8 （滿足要求） 液體噴淋密度校核： 取最小潤濕率為 =0.08 m3/mh 查表得： DN38拉西環(huán)填料的比表面積 =140m2/m3 ==0.08140=11.2 m3/m2h U==1.028< （注：可能由于某些數據問題，U無法校核到大于） 2、填料層高度的計算 =0.760.0241=0.0183 =0 脫吸因數為 = 氣相總傳質單元數為 = 氣相總傳質單元高度采用修正的恩田關聯式計算： 查表得：=61dyn/cm=790560kg/h2 液體的質量通量為 = =0.224 氣膜吸收系數由下式計算 氣體質量通量為 = 0.0324 液膜系數由下式計算 =0.142 m/h 由查表得 =1 則 =0.03240.22414011.1=1.016 =0.1420.224132.510.4=4.4531kmol/(m2skpa) =0.307/0.493=62.27%>50% 由 =[1+9.5（0.6227-0.5）1.4] 1.016 =1.528 kmol/(m3skpa) =[1+2.6(0.6227-0.5)2.2]4.4531 =4.568 kmol/(m3skpa) 由 設計取填料塔的高度為 =8 m 查表,由散裝填料分段高度推薦值得： 對DN38拉西環(huán)填料 =2.5， 取=2.5，則 h=2.52400=6000 mm 第四節(jié) 填料層壓降的計算 采用Eckert通用關聯圖計算填料層壓降。 橫坐標為 == 0.027 查表，DN38拉西環(huán)填料因子平均值為 =450 m-1 縱坐標為 查Eckert關聯圖得 = 40Pa/m 填料層壓降為 = 408=320 Pa 第四章 輔助設備的設計與計算 第一節(jié) 液體分布器和氣體分布器的簡要設計 一、液體分布器選擇 1、液體分布器的選型 在選擇液體分布器時，應考慮以下幾方面： a.具有與塔填料相匹配的分液點密度，并保證分布均勻 b.操作彈性較大，定位性好 c.為氣體提供最大的自由截面率，實現氣體均布，而且阻力小 d.抗污性能好，不易賭塞，不易產生物泡沫夾帶和發(fā)泡 e.結構合理，便于安裝、調整和維護 其結構形式有： a.管式噴淋器 其結構形式比較簡單 b.蓮蓬式噴灑器 一般用于直徑600mm以下的塔 c.盤式分布器 適用于直徑800mm以上的塔 d.槽式分布器 對于大塔徑的分布器可采用板式或槽式分布器 該吸收塔液相負荷較大，可采用槽式液體分布器。 第二節(jié) 支承板的選用 填料支承板的首要目的是支承填料床層，并且不過分的限制氣體和液體的流動，同時也起到重新分布氣液兩相作用。除非仔細設計，否則支承板會引起塔內過早的發(fā)生液泛。因此支承板的設計對塔的壓力降和穩(wěn)定操作范圍有直接影響。 填料支承安裝在填料層底部，主要有以下幾個作用： （1） 阻止填料穿過填料支承而掉下來 （2） 支承操作狀況下填料床層的重量 （3） 具有足夠的自由面積以使氣液兩相自由通過 （用于小塔徑的填料支撐） （分塊式填料支撐） （用于散裝填料的氣液分流式填料支承） （整體式填料支撐） 上圖列出了集中常見的填料支撐裝置。支承裝置的選擇，主要的依據是塔徑、填料種類及型號、塔體及填料的材質、氣液流率等。 第三節(jié) 管子、泵及風機的選用 1、管子的選用 (1) 液體管道的選用 液體的質量流量為 =4640.87 kg/h = 4640.87/（998.23600）=0.00129m3/s 取液體的流速為2.6m/s 則 =25 mm 取公稱直徑= 25mm 壁厚 S=3.5mm 外徑為Dw= 32mm 流速 (2) 氣體管道的選用 =5000/3600=1.39 m3/s 取氣體的流速為12 m/s =0.384m= 384mm 取公稱直徑為 =450mm 壁厚 S=9mm 外徑為Dw=480mm 流速 8.74m/s 2、管子的阻力的計算 (1)液體的管路計算 （3103<65631.65<3106） 用顧硫珍公式： =0.0056+0.500/Re0.25 =0.0368 令管子的總長度為（）=10m =0.0368(10/0.025)2.632/(29.81)=5.19m =8+5.19=13.19m (2)氣體的管路計算 =61.75 =64/61.75=1.0364 令管路的總長（）=2.5m =1.0364(2.5/0.384)8.742 /(29.81)=25.28m =25.28+18.2= 43.48m 3、離心泵的選用 選用的離心泵為IS50-32-125型其性能表為： 表4-1 型號 流量 （m3/h） 揚程 轉速 (r.p.m) 效率 功率（kw） 允許吸上真空高度 軸 電機 IS50-32-125 15 18.5 2900 0.60 1.26 2.2 8.1 第四節(jié)、除霧器的設計與選型 吸收塔均應裝備除霧器，在正常運行狀態(tài)下除霧器出口煙氣中的霧滴濃度應該不大于75mg/m3[9] 。 除霧器一般設置在吸收塔頂部（低流速煙氣垂直布置）或出口煙道（高流速煙氣水平布置),通常為二級除霧器。除霧器設置沖洗水，間歇沖洗沖洗除霧器。濕法煙氣脫硫采用的主要是折流板除霧器，其次是旋流板除霧器。 ① 除霧器的選型 折流板除霧器 折流板除霧器是利用液滴與某種固體表面相撞擊而將液滴凝聚并捕集的，氣體通過曲折的擋板，流線多次偏轉，液滴則由于慣性而撞擊在擋板被捕集下來。通常，折流板除霧器中兩板之間的距離為20-30mm，對于垂直安置，氣體平均流速為2－3m/s；對于水平放置，氣體流速一般為6－10m/s。氣體流速過高會引起二次夾帶。 旋流板除霧器 氣流在穿過除霧器板片間隙時變成旋轉氣流，其中的液滴在慣性作用下以一定的仰角射出作螺旋運動而被甩向外側，匯集流到溢流槽內，達到除霧的目的，除霧率可達90％－99％。 噴淋塔除霧區(qū)分成兩段，每層噴淋塔除霧器上下各設有沖洗噴嘴。最下層沖洗噴嘴距最上層噴淋層（3-3.5）m，距離最上層沖洗噴嘴（3.4-32）m。 第三節(jié)、吸收塔裙式支座選擇計算 立式容器的支座主要有耳式支座、腿式支座、支承式支座和裙式支座四種。中小型直立容器采用前三種支座，高大的塔設備 ，則采用裙式支座。 本設計中，吸收塔（噴淋塔）內徑為2400mm，而吸收塔（噴淋塔）的高度為30m,根據服表4-9[3]可知，選用的裙座規(guī)格為： 地腳螺栓個數20個，公稱直徑M27 裙座的材料選用Q238-AR鋼材，塔體與裙座采用對接焊接，塔體接頭焊接系，裙座的壁厚取12mm,裙座的壁厚附加量取C=2mm。 第四節(jié)、 質量及各種載荷計算 2.2.1 塔的質量載荷: m0 :塔的操作質量; m01:塔殼體和裙座質量; m02:內件質量; m03:保溫層質量; m04:扶梯，平臺質量 m05:操作時塔內物料質量; ma :人孔,接管,法蘭等附件質量; mw :充水質量 . （1） 殼體和裙座質量 m01 = （2） 人孔,接管,法蘭等附件質量 ma =0.2m01= （3） 內件質量 m02= （4） 保溫層質量 m05= （5） 扶梯，平臺質量m04= （6） 操作時塔內物料質量 m05= （7） 操作時塔內物料質量 m05= （8） 充水質量mw （9） 塔器的最大質量 mmax=m01+m02+m03+m04+mw+ma （10） 塔器的最小質量 mmin= m01+0.2m02+m03+m04+ma （11） 塔的操作質量m0=m01+m02+m03+m04+m05+ma 2、風載荷和風彎矩的計算 I-I截面風彎矩 II-II截面風彎矩 3、塔體的強度及穩(wěn)定性校核 塔底截面（II-II）的軸向應力計算 塔底危險截面（II-II）抗壓強度及軸向穩(wěn)定性驗算 該截面上的最大軸向壓縮應力發(fā)生在空塔時， 式中 組合系數K=1.2 因此此塔塔底II-II截面滿足抗壓強度及軸向穩(wěn)定條件 塔底II-II截面抗拉強度校核 塔底II-II截面上的最大拉應力 該截面滿足抗拉強度要求 綜合以上各項計算，在各種不同危險工況下塔體壁厚取12mm,可以滿足整個塔體的強度、剛度和穩(wěn)定性要求。 第五節(jié)、裙座的強度及穩(wěn)定性校核 （1） 裙座底部0-0截面強度校核 裙座底部0-0截面的軸向應力計算 抗壓強度及軸向穩(wěn)定性驗算 式中 組合系數K=1.2 因此裙座底部0-0截面滿足抗壓強度及軸向穩(wěn)定條件。 （2） 裙座檢查孔處I-I界面強度校核 裙座檢查孔0-0截面的軸向應力計算 抗壓強度及軸向穩(wěn)定性驗算 式中 組合系數K=1.2 因此檢查孔處I-I截面滿足抗壓強度及軸向穩(wěn)定條件。 （3） 裙座焊縫強度校核 此塔裙座與塔體采用對焊接，焊縫承受的組合拉應力為 滿足裙座焊縫強度要求。 第六節(jié)、水壓試驗時塔的強度和穩(wěn)定性驗算 （1） 水壓實驗時塔體II-II截面的強度校核 式中 因此滿足水壓試驗強度的要求。 （2） 水壓試驗時裙座底部0-0截面的強度和軸向穩(wěn)定要求 水壓試驗時裙座底部截面滿足穩(wěn)定性要求。 第七節(jié)、基礎環(huán)的設計 1、 基礎環(huán)尺寸 裙座基礎環(huán)的結構如圖2-1及圖2-2所示，分為無筋板的結構及有筋板的結構的兩類。基礎環(huán)的內、外直徑按下式選取。 外徑 Dob = Di s+ ( 0.16 ~ 0.40 ) m 內徑 Dib = Dis - ( 0.16 ~ 0.40 ) m 則取 D0b = Dis + 300 = 2400 + 300 = 2700mm Dib = Dis + 200 = 2400 - 200 = 2200mm 圖2-1 有筋板的基礎環(huán) 圖2-2 無筋板的基礎環(huán) 2、混凝土強度校核 正常操作時： 水壓試驗時： 以上應力均小于各種標號混凝土的壓應力許用值4MPa,滿足強度要求。 2、基礎環(huán)厚度設計 由于該塔較高，塔底裙座采用加筋結構，基礎環(huán)板采用 第五章 塔體附件設計 第一節(jié) 塔的支座 選用裙座為塔的支座，其座體為圓筒，上端與塔體的封頭焊接，下端與基礎環(huán)，肋板焊接?；A肋板間還組成螺栓座的結構，用以安裝地腳螺栓，以將塔設備固定于基礎上。它具有足夠的強度和剛度，承受塔體操作重量，風力，地震等引力的載荷。裙座可選用碳素鋼，也可選用鑄鐵。 第二節(jié) 其他附件 （1）接管 接管采用標準的法蘭連接。 （2）人孔 人孔的直徑選用400mm (3) 吊耳、吊柱、平臺和爬梯等 按標準設計。