水吸收丙酮化工原理及機械設備課程設計說明化工原理課程設計說明書學生：指導教師：班級：專業：應用化學課程設計任務書設計題目：設計一個填料塔，回收混合氣中的丙酮。進塔氣在操作條件下(101.3kPa，250C)的流量為0.5+(學號后兩位)m3/s，其丙酮含量為5%(摩爾分數)，要求塔內吸收率達98%。(其它條件自行根據實際條件確定，但要合理)。要求：設計包括設備的工藝設計和機械設計工藝設計包括塔的各部分尺寸計算、填料的選擇、塔內各種輔助件的確定等內容；機械設計包括塔的壁厚、補強，強度的校核等內容；在設計過程確定吸收過程的控制過程；設計包括設計說明書和設備裝配圖。1概述與設計方案的確定 11.1填料塔簡述 11.2設計方案的確定 11.2.1裝置流程的確定 11.2.2填料的選擇 21.2.3吸收劑的選擇 31.3操作參數的選擇 41.3.1操作溫度的選擇 41.3.2操作壓力的選擇 42.設計計算 52.1基礎物性數據 52.1.1液相物性數據 52.1.2氣相物性數據 52.1.3氣液相平衡數據 62.2物料衡算 62.3填料塔的工藝尺寸的計算 72.3.1塔經的計算 72.3.2泛點率校核 72.3.3填料規格校核 82.3.4液體噴淋密度校核 82.4填料塔填料高度計算 82.4.1傳質單元高度計算 82.4.2傳質單元數的計算 102.4.3填料層高度的計算 102.4.4填料塔附屬高度計算 102.5填料層壓降計算 112.6.液體分部器計算和再分部器的選擇和計算 122.6.1液體分布器的選型 122.6.2分布點密度計算 122.6.2液體保持管高度 132.7其他附屬塔內件的選擇 142.7.1液體分部器 142.7.2液體再分布器 152.7.3填料支承板 152.7.4料壓板與床層限制板 152.7.5氣體進出口裝置與排液裝置 152.8吸收塔的流體力學參數計算 162.8.1吸收塔的壓力降 162.8.2吸收塔的泛點率 172.8.3氣體動能因子 182.8.4離心泵的選擇與計算 183.8.5進出管工藝尺寸的計算 18總結 19工藝設計計算結果匯總與主要符號說明 20化工機械設備部分 23一、設計條件 23二、按計算壓力計算塔體與封頭厚度 23三、塔設備的質量載荷計算 24四、風載荷與彎矩計算 25五、地震彎矩計算 27六、各種載荷引起的軸向應力 28七、塔體與裙座危險截面的強度與穩定校核 30八、塔體水壓實驗 32九、水壓試驗時應力校核 33十、基礎環設計 34十一、地腳螺栓承受的最大拉應力 35化工原理部分1概述與設計方案的確定1.1填料塔簡述塔設備在化工、石油化工、生物化工、醫藥、食品等生產過程中廣泛應用的汽液傳質設備[1]。其作用實現氣—液相或液—液相之間的充分接觸，從而達到相際間進行傳質及傳熱的過程。根據塔內氣液接觸部件的結構形式，可將塔設備分為兩大類：板式塔和填料塔。板式塔內沿塔高度裝有若干層塔板，液體靠重力作用由頂部逐板流向塔釜，并在各塊板面上形成流動的液層，氣體靠壓強差推動，由塔底向上依次穿過各塔板上的液層而流向塔頂。氣液兩相在塔內進行逐級接觸，兩相組成沿塔高呈階梯式變化。填料塔則在塔體內裝填填料，液體由上而下流動中在填料上分布匯合，氣體則在填料縫隙中向上流動。填料為氣液傳質提供了較大的氣液接觸面積。填料塔的基本特點是結構簡單，壓力降小，傳質效率高，便于采用耐腐蝕材料制造等，對于熱敏性及容易發泡的物料，更顯出其優越性。過去，填料塔多推薦用于0.6∽0.7m以下的塔徑。近年來，隨著高效新型填料和其他高性能塔內件的開發，以及人們對填料流體力學、放大效應及傳質機理的深入研究，使填料塔技術得到了迅速發展。1.2設計方案的確定1.2.1裝置流程的確定吸收裝置的流程主要有以下幾種。塔內氣液兩相流動方式可以是逆流也可以是并流。通常采用逆流操作，氣體自塔低通入，液體從塔頂灑下，因此溶液從塔底流出前與剛進入塔的氣相接觸，可使溶液的濃度盡量提高，經吸收后的氣體從塔頂排除前與剛入塔的液體接觸，又可使出塔氣體中溶質濃度盡量降低。在逆流操作下，在相同的進出口組成條件下，逆流吸收流程具有較大的平均傳質推動力，可以減少設備尺寸，提高吸收率和吸收劑使用效率，可以實現多級理論級操作，氣體凈化程度較高，常在工業上應用。而并流吸收流程是氣液兩相均從塔頂流向塔底，只有一個理論級操作，氣體凈化程度不很高，但卻可以避免塔的液泛現象。吸收劑部分再循環操作在逆流操作系統中，用泵將吸收塔排出液體的一部分冷卻后與補充的新鮮吸收劑一同送回塔內，即為部分再循環操作。通常用于已下情況：當吸收劑用量較小，為提高塔的液體噴淋密度；對于非等溫吸收過程，為控制塔內的溫升，需取出一部分熱量。該流程特別適宜于平衡常數m很小的情況，通過吸收液的部分再循環，提高吸收劑的使用效率。多塔串聯操作若設計的填料層高度過大，或由于所處理物料等原因需經常清理填料，為便于維修，可把填料層分裝在幾個串聯的塔內，每個吸收塔通過的吸收劑和氣體量都相等，即為多塔串聯操作。此種操作因塔內需留較大空間，輸液，噴淋，支撐板等輔助裝置增加，使設備投資加大。串—并聯混合操作若吸收處理的液量很大，如果用通常的流程，則液體在塔內的噴淋密度過大，操作氣速勢必很小（否則易引起液泛），塔的生產能力很低。實際生產中可采用氣相作串聯，液相作并聯的混合流程；若吸收過程處理的液量不大而氣相流量很大時，可采用液相作串聯，氣相作并聯的混合流程。根據以上述說和本設計條件應選擇:逆流吸收流程1.2.2填料的選擇填料的選擇包括確定填料的種類、尺寸及材質等.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較低.并且各種填料的結構差異較大，具有不同的優缺點，因此在使用上應根據具體情況選擇不同的塔填料。在選擇塔填料時，應該考慮如下幾個問題：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,還要確保有較高的傳質效率.除此之外,還應選擇具有較高泛點氣速或氣相動能因子的填料,這樣可以使通量增大,塔的處理能力也增大.填料層壓降是填料的主要應用性能,填料層的壓降愈低,動力消耗就愈低,操作費用愈小.填料的操作性能主要指操作彈性、抗污堵性及抗熱敏性等.所選填料應具有較大的操作彈性,以保證塔內氣液負荷發生波動時維持操作穩定.同時還應具有一定的抗污堵、抗熱敏能力,以適應物料的變化及塔內溫度的變化.2.填料尺寸的選擇實踐表明，填料塔的塔徑與填料直徑的比值應保持不低于某一下限值，以防止產生較大的壁效應，造成塔的分離效率下降。一般來說，填料尺寸大，成本低，處理量大，但是效率低，使用大于50mm的填料，其成本的降低往往難以抵償其效率降低所造成的成本增加。所以，一般大塔經常使用50mm的填料。表2—2填料尺寸與塔徑的對應關系塔徑/填料尺寸/ D≤300 300≤D≤900D≥90020～2525～3850～803.填料材質的選擇選擇填料材質應根據吸收系統的介質以及操作溫度而定，一般情況下，可以選用塑料，金屬，陶瓷等材料。對于腐蝕性介質應采用相應的抗腐蝕性材料，如陶瓷，塑料，玻璃，石墨，不銹鋼等，對于溫度較高的情況，應考慮材料的耐溫性能。綜合考慮以上各個因素,本設計中選用DN38聚丙烯塑料階梯環填料,有關特性數據如下表:表2-3聚丙烯塑料階梯環填料特性數據公稱直徑DNmm外徑×高×厚d×h×δ,mm比表面積αm2/m3空隙率ε%個數nm-3堆積密度ρpkg/m3干填料因子φm-13838×19×1.0132.5912720057.51751.2.3吸收劑的選擇對于吸收操作，選擇適宜的吸收劑，具有十分重要的意義。其對吸收操作過程的經濟性有著十分重要的影響。一般情況下，選擇吸收劑，要著重考慮如下問題：1對溶質的溶解度大。2對溶質有較高的選擇性。3.揮發度要低。4再生性能好。5吸收劑的黏度小，有利于氣液兩相接觸良好，提高傳質速率。6吸收劑應具有良好化學穩定性好，不易燃，無腐蝕性，無毒，易得，廉價等特點。1.3操作參數的選擇1.3.1操作溫度的選擇對于物理吸收而言,降低操作溫度,對吸收有利.但低于環境溫度的操作溫度因其要消耗大量的制冷動力而一般是不可取的,所以一般情況下,取常溫吸收較為有利.對于特殊條件的吸收操作必須采用低于環境的溫度操作.對于化學吸收,操作溫度應根據化學反應的性質而定,既要考慮溫度對化學反應速度常數的影響,也要考慮對化學平衡的影響,使吸收反應具有適宜的反應速度.對于再生操作,較高的操作溫度可以降低溶質的溶解度,因而有利于吸收劑的再生1.3.2操作壓力的選擇對于物理吸收,加壓操作一方面有利于提高吸收過程的傳質推動力而提高過程的傳質速率,另一方面,也可以減小氣體的體積流率,減小吸收塔徑.所以操作十分有利.但工程上,專門為吸收操作而為氣體加壓,從過程的經濟性角度看是不合理的,因而若在前一道工序的壓力參數下可以進行吸收操作的情況下,一般是以前道工序的壓力作為吸收單元的操作壓力.對于化學吸收,若過程由質量傳遞過程控制,則提高操作壓力有利,若為化學反應過程控制,則操作壓力對過程的影響不大,可以完全根據前后工序的壓力參數確定吸收操作壓力,但加大吸收壓力依然可以減小氣相的體積流率,對減小塔徑仍然是有利的.對于減壓再生(閃蒸)操作,其操作壓力應以吸收劑的再生要求而定,逐次或一次從吸收壓力減至再生操作壓力,逐次閃蒸的再生效果要優于一次閃蒸效果.用水吸收丙酮屬易溶氣體的吸收過程為提高傳質效率，選用逆流吸收過程。因用水作吸收劑，若丙酮不作為產品，則采用純溶劑；若丙酮作為產品，則采用含一定丙酮的水溶液。現以純溶劑為例進行設計。對于水吸收丙酮的過程，操作溫度及操作壓力較低，塑料可耐一般的酸堿腐蝕，所以工業上通常選用塑料散裝填料。在塑料散裝填料中，階梯環填料氣體通量大、流動阻力小、傳質效率高，故此選用DN38聚丙烯階梯環填料。本設計采用水做吸收劑。2.設計計算2.1基礎物性數據2.1.1液相物性數據對低濃度吸收過程，溶液的物性資料可近似取純水的物性數據。由手冊[1]查得，25℃時水的有關物性資料如下：密度為=997.08kg/m粘度為=3.217kg/(m·h)表面張力為查手冊[2]丙酮在水中的擴散系數為：式中——丙酮在水中的擴散系數，T——溫度，K；——溶液的黏度，；——容積的摩爾質量，；——溶質的摩爾體積，——溶劑的締合因子（水為2.26）查手冊得時丙酮在水中的擴散系數為則時丙酮在水中的擴散系數為:2.1.2氣相物性數據混合氣體的平均摩爾質量為MVm混合氣體的平均密度為ρ混合氣體的粘度可近似取為空氣的粘度，由化工原理（上冊）附錄五查得25℃空氣的粘度為μ由手冊查得，15℃時丙酮在空氣中的擴散系數為DO則時丙酮在空氣中的擴散系數為:——擴散系數，；P——總壓強，；T——溫度，K；——分別為AB兩種物質的摩爾質量，kg/kmol——分別為A，B兩物質的分子體積，2.1.3氣液相平衡數據化工單元操作設計手冊(化學工業部化學工程設計技術中心站主編)表2--1查得常壓下25℃時丙酮在水中的亨利系數為[4]E=211.5kPa相平衡常數為m=E溶解度系數：H=2.2物料衡算出塔丙酮含量:y回流比L氣體處理量G=0.503可得出吸收劑用量為L=6919.71kg/h全塔物料衡算：G可得x2.3填料塔的工藝尺寸的計算2.3.1塔經的計算填料塔直徑的計算采用式子D=4計算塔徑關鍵是確定空塔氣速,采用泛點氣速法確定空塔氣速.泛點氣速是填料塔操作氣速的上限,填料塔的操作空塔氣速必須小于泛點氣速才能穩定操作.泛點氣速的計算可以采用EcKert通用關聯圖查圖計算,但結果不準確,且不能用于計算機連續計算,因此可采用貝恩-霍根公式計算:lg式中uf——泛點氣速，m/s;ρG、ρLg——重力加速度，9.81m/s2UL——液體粘度，mpa.sat——填料總比表面積，m2/m3WL、WG——液相、氣相質量流量，kg/hε——填料層空隙率，m3/m2A、K——關聯常數因此g=9.81m/s2at=132.5m2/m3ρG=1.245kg/m3ρL=997.08kg/m3A=0.204K=1.75WL=6919.71kg/hWG=2254.45kg/hε=0.91代入以上數據解得泛點氣速uf=2.3667m/s取u=0.6uf=1.4200m/s則塔經D=取整后D=0.6717m=700mm2.3.2泛點率校核u=f=在50%-80%之間,所以符合要求2.3.3填料規格校核有Dd2.3.4液體噴淋密度校核對于直徑不超過75的散裝填料塔,取最小潤濕速率為：（本設計中填料塔的噴淋密度為:U=最小噴淋密度:UU>U說明填料能獲得良好的潤濕效果經以上校核可知，填料塔直徑選用D=700mm能較好地滿足設計要求。2.4填料塔填料高度計算2.4.1傳質單元高度計算傳質過程的影響因素十分復雜,對于不同的物系、不同的填料及不同的流動狀況與操作條件,傳質單元高度迄今為止尚無通用的計算方法和計算公式.目前,在進行設計時多選用一些準數關聯式或經驗公式進行計算,其中應用較普遍的是修正的恩田()公式:查得液體質量通量為Ua17989.627a氣膜吸收系數有下式計算；氣體質量通量為；UK液膜吸收系數由下式計算：kL，查得則kk因為,所以必須對和進行校正,校正計算如下:由得則氣相總傳質系數為:進塔惰性氣體流量為由2.4.2傳質單元數的計算解吸因數為氣相總傳質單元數為：2.4.3填料層高度的計算由得設計取填料層高度為查對于階梯環填料，h/D=8～15,取,則計算得填料塔高度為6m，故不需分段’2.4.4填料塔附屬高度計算塔上部空間高度可取1.8m,塔底液相停留時間按5min考慮,則塔釜所占空間高度為考慮到氣相接管所占的空間高度,底部空間高度可取2m,所以塔的附屬高度可以取4m.所以塔高為2.5填料層壓降計算通用壓降關聯圖根據氣體通過填料層的壓降采用Eckert關聯圖計算,其中橫坐標為查散裝填料壓降填料因子平均值表得縱坐標為查埃克特通用關聯圖得填料層壓力降2.6.液體分部器計算和再分部器的選擇和計算2.6.1液體分布器的選型液體負荷較小，故選用排管式噴淋器2.6.2分布點密度計算Eckert的散裝填料塔分布點密度推薦值塔徑，mm分布點密度，塔截面D=400330D=750170D≥120042按Eckert建議值，D為700mm時，可取n=200點/m2布液點數為點，因此取布液點數n=70布液計算：由式中：小孔直徑，mn：布液點個數，個：孔流系數（雷諾數大于1000的情況下，可取0.60~0.62）g：重力加速度，m/s2h：液位高度，m取，則因為液體負荷較小，所以可采用排管式噴淋器得布液點數n=70，噴淋密度=70/(0.785×0.72)=182點/m2查手冊【8】塔直徑主管直徑排數（支管）排管外緣直徑最大流量m3/h7005046607支承板型號支承板外徑支承板分塊數支承板圈厚度支承板圈寬度梁型氣體噴68021040射式支承板進氣管：進出口氣速按12~15m/s設計取15m/s計算：查手冊得：用一般中低壓無縫鋼管：液體進料管：流速按3~5計算2.6.2液體保持管高度取布液孔直徑為5.5m，則液位保持管中的液位高度為：式中：d：布液孔直徑，m

L：液體流率，m3/s

n：布液孔數

k：孔流系數

h：液體高度，m

g：重力加速度，m/s2

k值由小孔液體流動雷諾數決定可取k=0.620.62設計取液位高度2.7其他附屬塔內件的選擇本裝置的直徑較小可采用簡單的進氣分布裝置,同時排放的凈化氣體中的液相夾帶要求嚴格,應設除液沫裝置,為防止填料由于氣流過大而是翻,應在填料上放置一個篩網裝置,防止填料上浮。2.7.1液體分部器液體在填料塔頂噴淋的均勻狀況是提供塔內氣液均勻分布的先決條件，也是使填料達到預期分離效果的保證。為此，分布器設計中應注意以下幾點：（1）、為保證液體在塔截面上均布，顆粒型（散裝）填料的噴淋點數為40——80個/m2（環形填料自分布性能差應取高值），此外，為減少壁流效應，噴淋孔的分布應使近塔壁5——20﹪區域內的液體流量不超過總液量的10﹪。規整填料一般為100——200個/㎡噴淋點。（2）、噴淋孔徑不宜小于2㎜，以免引起堵塞，孔徑也不宜過大，否則液位高度難維持穩定。液體分布器有以下幾種形式:1.多孔型液體分布器多孔型液體分布器系借助孔口以上的液層靜壓或泵送壓力使液體通過小孔注入塔內。2.直管式多孔分布器根據直管液量的大小，在直管下方開2～4排對稱小孔，孔徑與孔數依液體的流量范圍確定，通常取孔徑2～6㎜，孔的總面積與及進液管截面積大致相等，噴霧角根據塔徑采用30°或45°，直管安裝在填料層頂部以上約300㎜。此形分布器用于塔徑600～800㎜，對液體的均布要求不高的場合。根據要求，也可以采用環形管式多孔分布器。3.排管式多孔分布器支管上孔徑一般為3～5㎜，孔數依噴淋點要求決定。支管排數、管心距及孔心距依塔徑和液體負荷調整。一般每根支管上可開1～3排小孔，孔中心線與垂直線的夾角可取15°、22.5°、30°或45°等，取決于液流達到填料表面時的均布狀況。主管與支管直徑由送液推動力決定，如用液柱靜壓送液，中間垂直管和水平主管內的流速為0.2～0.3m/s，支管流速取為0.15～0.2m/s；采用泵送液則流速可提高。2.7.2液體再分布器液體再分布器的作用是將流到塔壁近旁的液體重新匯集并引向中央區域。填料層較高時，應分段安裝，段與段間設液體分布器。比較完善的裝置可以做成像上述升氣管篩板型液體分布器的樣子，只是要在各升氣管口之上加笠形罩，以防止從上段填料層底部落下的液體進入升氣管。平盤底部各處的液層高度大體相同，于是各處篩孔所流下的液體速度大致相同。本設計中塔高為6米,不需要分段,故不需要安裝液體再分布器2.7.3填料支承板填料支撐板既要具備一定的機械強度以承受填料層及其所持液體的重量，又要留出足夠的空隙面積空氣、液流量，氣體通過支承板空隙的線速不能不等于通過填料層空隙的線速度，否則便會在填料層內尚未發生液泛之前，已在支撐板處發生液泛。一般要求支承板的自由截面積之比大于填料層的空隙率。最簡單的支承裝置是用扁鋼條制作的格柵或開孔的金屬板。格柵的間隙或孔板的孔徑如果過大，容易使填料落下，此時可于支承裝置上先鋪一層尺寸較大的同類填料。氣體噴射支承板，適于在大直徑塔中使用，從塔底上升的氣體通過水平部分的孔流下。通氣孔的總截面積可以做到大于塔的截面積，這種設計使得氣流阻力小而通過能力大，并排除了在支承板上發生液泛的危險。2.7.4料壓板與床層限制板填料壓板系藉自身質量壓住填料但不致壓壞填料；限制板的質量輕，需固定于塔壁上。一般要求壓板或限制板自由截面分率大于70％。2.7.5氣體進出口裝置與排液裝置（1）氣體進出口裝置填料塔的氣體進口既要防止液體倒灌，更要有利于氣體的均勻分布。對500mm直徑以下的小塔，可使進氣管伸到塔中心位置，管端切成45°向下斜口或切成向下切口，使氣流折轉向上。對1.5m以下直徑的塔，管的末端可制成下彎的錐形擴大器，或采用其它均布氣流的裝置。氣體出口裝置既要保證氣流暢通，又要盡量除去被夾帶的液沫。最簡單的裝置是在氣體出口處裝一除沫擋板，或填料式、絲網式除霧器，對除沫要求高時可采用旋流板除霧器。本設計中選用折板除霧器。折板除霧器的結構簡單有效，除霧板由的角鋼組成，板間橫向距離為25mm，垂直流過的氣速可按下式計算：式中——氣速，m；——液相及氣相密度，；——系數，0.085-0.10；本設計中取，則流過的氣速所需除霧板組的橫斷面為由上式確定的氣速范圍，除霧板的阻力為49-98pa，此時能除去的最小霧滴直徑約為0.05mm，即50.（2）排液裝置液體出口裝置既要使塔底液體順利排出，又能防止塔內與塔外氣體串通，常壓吸收塔可采用液封裝置。常壓塔氣體進出口管氣速可取10～20m/s（高壓塔氣速低于此值）；液體進出口氣速可取0.8～1.5m/s（必要時可加大些）管徑依氣速決定后，應按標準管規定進行圓整.2.8吸收塔的流體力學參數計算2.8.1吸收塔的壓力降填料塔的的壓力降為：(1)氣體進出口壓降:取氣體進出口接管的內徑為200mm,則氣體的進出口流速為則進口壓強為（突然擴大=1）出口壓強為（突然縮小=0.5）(2)他塔內件的壓降:其他塔內件的壓降較小,在此處可以忽略.所以吸收塔的總壓降為（3）持液量計算持液量計算方法較多，但大部分都是對拉西環填料的測試數據進行關聯的公式。本設計采用Leva及大竹、岡田的關聯式： Leva關聯式：式中——總持液量，液體填料；L——液相流率，；——填料當量直徑，m；大竹、岡田發表的持液量關聯式：式中——動持液量，液體填料；——填料的公稱直徑，m；——液相密度，；——液相空塔線速度，m/s；——液相粘度，——重力加速度，9.81；上述兩式的計算誤差為20%，本設計中填料的持液量為：2.8.2吸收塔的泛點率吸收塔操作氣速為1.308m/s，泛點氣速為2.3367m/s所以泛點率為f=對于散裝填料，其泛點率的經驗值為：所以符合。2.8.3氣體動能因子氣體動能因子簡稱F因子,其定義為其中為空塔氣速.本設計中氣體動能因子為氣能因子在常用的范圍內2.8.4離心泵的選擇與計算計算過程如下：所選管為熱軋無縫鋼管校核管內流速則雷諾數局部阻力損失：三個標準截止閥全開;三個標準90°彎頭；管路總壓頭損失 揚程流量3.8.5進出管工藝尺寸的計算本設計中填料塔有多處接管，在此分別以液體進料管和氣體進料管的管徑計算為例進行說明。相關數據查參考書1、液體進料管進料管的結構類型很多，有直管進料管、彎管進料管、T型進料管。本設計采用直管進料管，管徑計算如下：所以查參考書取管徑為流速校正:在正常范圍內.2、氣體進料管采用直管進料。取氣速設計取進料管管徑所以查參考書取管徑為總結1、通過本次課程設計，使我對從填料塔設計方案到填料塔設計的基本過程的設計方法、步驟、思路、有一定的了解與認識。它相當于實際填料塔設計工作的模擬。在課程設計過程中，基本能按照規定的程序進行，先針對填料塔的特點和收集、調查有關資料，然后進入草案階段，其間與指導教師進行幾次方案的討論、修改，再討論、逐步了解設計填料塔的基本順序，最后定案。設計方案確定后，又在老師指導下進行擴初詳細設計，并計算物料守衡，傳質系數，填料層高度，塔高等；最后進行塔附件設計。2、此次課程設計基本能按照設計任務書、指導書、技術條件的要求進行。同學之間相互聯系，討論，整體設計基本滿足使用要求，但是在設計指導過程中也發現一些問題。理論的數據計算不難，困難就在于實際選材，附件選擇等實際問題。這些方面都應在以后的學習中得以加強與改進。以上足本次課程設計的指導過程中的心得與體會以及對課程設計完成情況的總結，希望在以后的學習當中能揚長避短，以取得更好的教學效果。工藝設計計算結果匯總與主要符號說明⒈吸收塔的吸收劑用量計算總表意義及符號結果混合氣體處理量G1810.8m3/h氣液相平衡常數m2．088進塔氣相摩爾分率y10.05出塔氣相摩爾分率y20.001進塔液相摩爾分率x10.01596出塔液相摩爾分率x20最小液氣比L/V2.046混合氣體平均式量30.45g/mol混合氣體的密度ρ1.245kg/m3混合氣體的粘度μ0.06606kg/(m.h)吸收劑用量L384.4283kmol/h⒉塔設備計算總表意義及符號結果塔徑D700mm填料層高Z6.0m氣相總傳質單元高度0.5621m氣相總傳質單元數8.7999布液孔數n70個空塔氣速1.308m/s泛點氣速2.3367泛點率f55.25%⒊填料計算總表意義及符號結果孔隙率%91填料比表面積a132.5m2/m3填料因子175m-1填料常數A0.2041、英文字母—填料層的有效傳質比表面積（m2/m3）—填料層的潤滑比表面積m2/m3；——吸收因數;無因次;——填料直徑，mm；——填料當量直徑，mm;——擴散系數，m2/s；塔徑;——亨利系數，KPa;——重力加速度，kg/(m2.h);——溶解度系數，kmol/(m3.KPa);——氣相傳質單元高度，m;——液相傳質單元高度，m;——氣相總傳質單元高度，m;——液相總傳質單元高度，m;—氣膜吸收系數,kmol/(m3.s.KPa);——吸收液質量流速kg/(m2.h);——液體噴淋密度;——相平衡常數，無因次;——氣相傳質單元數，無因次;——液相傳質單元數，無因次;——氣相總傳質系數，無因次;——液相總傳質系數，無因次;——總壓，KPa;——分壓，KPa;——氣體通用常數，kJ/(kmol.K);——解吸因子;——溫度，0C;——空塔速度，m/s;——液泛速度，m/s;

——混合氣體體積流量，m3/s;——液膜吸收系數，kmol/(m2.s.kmol/m3);—氣膜吸收系數，kmol/(m2.s);——氣相總吸收系數kmol/(m2.s);—液膜吸收系數，kmol/(m2.s);—氣相總吸收系數，kmol/(m2.s.kpa);—液相總吸收系數kmol/(m2.s);—吸收劑用量kmol/h;kmol/s;—是吸收液量kmol/h；—吸收液質量流量kg/h；—吸收液流量，m3/s—密度kg/m3—填料因子，m-1;2、下標——液相的——氣相的——混合氣流量kmol/s——混合氣質量流量x——溶質組分在液相中的摩爾分率無因次X——溶質組分在氣相中的摩爾比無因次y——溶質組分在液相中的摩爾分率無因次Y——溶質組分在氣相中的摩爾比無因次Z——填料層高度mZs——填料層分段高度m3.希臘字母——粘度Pa.s——密度kg/m3——表面張力N/mm——平均的，對數平均的min——最小的max——最大的1——塔底2——塔頂化工機械設備部分一、設計條件塔體與裙座的的機械設計條件如下：塔體內經DI=700mm，塔高取H=10000mm：圓筒：8425mm：裙座：1400mm計算壓力PC=0.1013MPa，設計溫度t=25℃設置地區：基本風壓值，地震設防烈度為8度，場地土壤：Ⅱ類，設計地震分組第二組，設計基本地震加速度為0.40g塔內裝有塑料聚氯乙烯階梯環散堆填料4.0m，填料密度為57.5kg/m3在卸料口處和塔頂各加一個圓形平臺。平臺寬度：B=800mm，高度H=1000mm。在裙座上開一個檢查孔，在填料層下端、進氣管上部開兩個手孔，裙座高度取1400mm，圓筒形塔體與封頭材料選用Q235-B，其裙座材料選用Q235-B，。塔體與封頭對接焊接，塔體焊接接頭系數φ=0.85塔體、封頭與裙座壁厚附加量C=2mm。二、按計算壓力計算塔體與封頭厚度1塔體厚度計算：考慮到壁厚附加量C=2mm，運輸、安裝等，經圓整。取。2、封頭厚度計算采用標準橢圓封頭：考慮到壁厚附加量C=2mm，運輸、安裝等，經圓整取三、塔設備的質量載荷計算1、筒體圓筒、封頭和裙座質量筒質量：m裙座質量：m封頭質量：m封頭法蘭質量：m說明：（1）塔體圓筒總高度（2）查得DN=700mm，厚度8mm的圓筒質量為139kg/m（3）查得DN=700mm，厚度8mm的封頭質量為37.7kg（封頭曲面深度175mm，直邊高度25mm）。（4）裙座高度1400mm，（厚度按8mm2、塔內構件質量m說明：支承裝置近似按篩板塔盤質量計算為65kg/m23、平臺、扶梯質量m03說明：由手冊查得，平臺質量：，籠式扶梯質量：，籠式扶梯總高，平臺數量：n=2.4、操作時物料質量m04說明：5、附件質量ma按經驗取附件質量為ma=0.25m01=370kg6、充水質量7、各種質量載荷匯總（將全塔分成3段）塔段0~11~22~3合計塔段長度70070086009000手孔與平臺數1034填料層001197.313512461478————169169282814501461——5545250724.333.8276.9335——5529022957149.6251.83773.93950各塔段最小質量149.6196.83006.73307.8全塔操作質量全塔最小質量水壓試驗時最大質量四、風載荷與彎矩計算風載荷計算式中：Pi-水平風力，N；q0-基本風壓值，N/ｍ2，但均不應小于250N/ｍ2；Li-第計算段長度，mmfi-風壓高度變化系數；K1-體型系數，圓柱直立設備取0.7；Dei-塔設備各計算段的有效直徑，mm；K2i-塔設備各計算段的風振系數，當塔高H≤20m時，取K2i=1.7；當籠式扶梯與塔頂管線布置成90°時，取下列兩式中的較大值：式中：Doi-塔設備各計算段的外徑，mm；d0-塔頂管線外徑，mm；ps-管線保溫層厚度，mm；si-塔設備器第i段保溫層厚度，mm；K3-籠式扶梯當量寬度；當無確切數據時，可K3=400mm；K4-操作平臺當量寬度，mm；可取；∑A-第i段內