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一、 设计方案的确定 (一) 操作条件的确定1．1吸收剂的选择1．2装置流程的确定1．3填料的类型与选择1．4操作温度与压力的确定45℃ 常压（二）填料吸收塔的工艺尺寸的计算2．1基础物性数据①液相物性数据对于低浓度吸收过程，溶液的物性数据可近似取质量分数为30%MEA 的物性数据7.熔 根据上式计算如下：混合密度是：1013.865KG/M3混合粘度0.001288 Pa ·s暂取CO2在水中的扩散系数表面张力б=72.6dyn/cm=940896kg/h 3②气相物性数据混合气体的平均摩尔质量为M vm =y i M i =0.133*44+0.0381*64+0.7162*14+0.00005*96+0.1125*18 =20.347混合气体的平均密度ρvm = =⨯⨯=301314.805.333.101RT PMvm 101.6*20.347/（8.314*323）=0.769kg/m 3混合气体粘度近似取空气粘度，手册28℃空气粘度为μV =1.78×10-5Pa ·s=0.064kg/(m?h)查手册得CO2在空气中的扩散系数为D V =1.8×10-5m 2/s=0.065m 2/h由文献时CO 2在MEA 中的亨利常数：在水中亨利系数E=2.6⨯105kPa 相平衡常数为m=1.25596.101106.25=⨯=P E 溶解度系数为H=)/(1013.218106.22.997345kPa m kmol E M s ∙⨯=⨯⨯=-ρ 2.2物料衡算进塔气相摩尔比为Y1=0.133/（1-0.133）= 0.153403出塔气相摩尔比为Y2= 0.153403×0.05=0.00767进塔惰性气相流量为V=992.1mol/s=275.58kmol/h 该吸收过程为低浓度吸收，平衡关系为直线，最小液气比按下式计算，即 2121min /X m Y Y Y ）V L （--=对于纯溶剂吸收过程，进塔液组成为X2=0 2121min /X m Y Y Y ）V L （--==（0.153403-0.00767）/（0.1534/1.78）=1.78 取操作液气比（？）为L/V=1.5L/V=1.5×1.78=2.67L=2.67×275.58=735.7986kmol/h∵V(Y1-Y2)=L(X1-X2)∴X1=0.054581①塔径计算采用Eckert 通用关联图计算泛点气速气相质量流量为 W V =13.74kg/s=49464kg/h液相质量流量计算即W L =735.7986×（0.7*18+0.3*54）=21190.99968kg/hEckert 通用关联图横坐标为0.011799 查埃克特通用关联图得226.02.0=∙∙L LV F F g u μρρϕφ（查表相差不多） 查表（散装填料泛点填料因子平均值）得1260-=m F φUf=3.964272m/s取u=0.8u F =0.8×3.352=2.6816m/s由=1.839191m圆整塔径，取D=1.9m泛点率校核 u=s m /12.26.0785.03600/15002=⨯ = 4.724397m/s 100522.212.2⨯=F u u ﹪=84.18％(在允许范围内) = 4.724397=70.9%填料规格校核：82425600>==d D =1900/25=76》8 液体喷淋密度校核，取最小润湿速率为 （L W ）min =0.08m 3/m ·h查塑料阶梯环特性数据表得：型号为DN25的阶梯环的比表面积 a t =228 m 2/m 3U min =(L W )min a t =0.08×228=18.24m 3/m 2·h U=min 251.76.0785.02.998/312121U 。
填料塔工艺尺寸的计算包括塔径的计算、填料能高度的计算及分段塔径的计算1. 空塔气速的确定——泛点气速法 对于散装填料，其泛点率的经验值u/u f =~贝恩（Bain ）—霍根（Hougen ）关联式 ，即：2213lg V F L L u a gρμερ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎢⎥⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎣⎦=A-K 1418V L V L w w ρρ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ （3-1） 即：112480.23100 1.18363202.59 1.1836lg[()1]0.0942 1.759.810.917998.24734.4998.2Fu ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭所以：2F u /（100/3）（）=UF=3.974574742m/s其中：f u ——泛点气速，m/s;g ——重力加速度，9.81m/s 2 23t m /m α--填料总比表面积，33m /m ε--填料层空隙率33V 998.2/1.1836kg /m l kg m ρρ==液相密度。
气相密度W L =㎏/h W V =7056.6kg/h A=； K=；取u= F u =2.78220m/s0.7631D === （3-2）圆整塔径后 D=0.8m 1. 泛点速率校核：260003.31740.7850.83600u ==⨯⨯ m/s3.31740.83463.9746F u u ==则Fuu 在允许范围内 2. 根据填料规格校核：D/d=800/50=16根据表3-1符合 3. 液体喷淋密度的校核：(1) 填料塔的液体喷淋密度是指单位时间、单位塔截面上液体的喷淋量。
(2) 最小润湿速率是指在塔的截面上，单位长度的填料周边的最小液体体积流量。
对于直径不超过75mm 的散装填料，可取最小润湿速率()3min 0.08m /m h w L ⋅为。
()32min min 0.081008/w t U L m m h α==⨯=⋅ （3-3）225358.895710.6858min 0.75998.20.7850.8L L w U D ρ===>=⨯⨯⨯⨯ （3-4） 经过以上校验，填料塔直径设计为D=800mm 合理。
第一章设计任务依据和要求一、设计任务及操作条件：1、混合气体（空气中含SO2气体的混合气）处理量为：106Kmol/h2、混合气组成：SO2含量为6.7% （mol% ），空气为：93.3 %（mol%）3、要求出塔净化气含SO2为：0.148 %（mol%），H2O为：1.172 kmol/h4、吸收剂为水，不含SO25、常压，气体入塔温度为25℃，水入塔温度为20℃。
二、设计内容：1、设计方案的确定。
2、填料吸收塔的塔径、填料层高度及填料层压降的计算。
3、填料塔附属结构的选型与设计。
4、填料塔工艺条件图。
三、H2O-SO2在常压20℃下的平衡数据X Y X Y0.00281 0.0776 0.000423 0.007630.001965 0.00513 0.000281 0.00420.001405 0.0342 0.0001405 0.001580.000845 0.0185 0.0000564 0.000660.000564 0.0112四、气体及液体的物性数据1、气体的物性：气体粘度()0.0652/G u kg m h =⋅气体扩散系数20.0393/G D m s = 气体密度31.383/G kg m ρ=2、液体的物性：液体粘度µL =3.6 kg /(m ·h); 液体扩散系数D L =5.3×10-6m 2/s; 密度ρL =998.2 kg /m 3;液体表面张力 4273/92.7110/L dyn cm kg h σ==× 五、 设计要求1、设计计算说明书一份2、填料塔图（2号图）一张第二章 SO 2净化技术和设备 一、SO 2的来源、性质及其危害二氧化硫的来源包括微生物活动，火山活动，森林火灾以及海水飞沫。
主要有自然来源和人为来源两大类：自然来源主要是火山活动，喷出的火山气体中含有大量的二氧化硫气体，地质深处的天然硫元素在火山喷发过程中燃烧氧化为二氧化硫，随火山灰一起喷射到大气中。
填料塔设计2012-11-20一、填料塔构造填料塔是以塔内装有大量的填料为相间接触构件的气液传质设备。
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。
在填料的上方安装填料压板，以限制填料随上升气流的运动。
液体从塔顶参加，经液体分布器喷淋到填料上，并沿填料外表流下。
气体从塔底送入，经气体分布装置〔小直径塔一般不设置〕分布后，与液体呈逆流接触连续通过填料层空隙，在填料外表气液两相密切接触进展传质。
填料塔属于连续接触式的气液传质设备，正常操作状态下，气相为连续相，液相为分散相。
二、填料的类型及性能评价填料是填料塔的核心构件，它提供了气液两相接触传质的相界面，是决定填料塔性能的主要因素。
填料的种类很多，根据装填方式的不同，可分为散装填料和规整填料两大类。
散装填料根据构造特点不同，分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料等；规整填料按其几何构造可分为格栅填料、波纹填料、脉冲填料等，目前工业上使用最为广泛的是波纹填料，分为板波纹填料和网波纹填料；填料的几何特性是评价填料性能的根本参数，主要包括比外表积、空隙率、填料因子等。
1.比外表积：单位体积填料层的填料外表积，其值越大，所提供的气液传质面积越大，性能越优；2.空隙率：单位体积填料层的空隙体积；空隙率越大，气体通过的能力大且压降低；3.填料因子：填料的比外表积与空隙率三次方的比值，它表示填料的流体力学性能，其值越小，外表流体阻力越小。
三、填料塔设计根本步骤1.根据给定的设计条件，合理地选择填料；2.根据给定的设计任务，计算塔径、填料层高度等工艺尺寸；3.计算填料层的压降；4.进展填料塔的构造设计，构造设计包括塔体设计及塔内件设计两局部。
四、填料塔设计1.填料的选择填料应根据别离工艺要求进展选择，对填料的品种、规格和材质进展综合考虑。
应尽量选用技术资料齐备，适用性能成熟的新型填料。
对性能相近的填料，应根据它的特点进展技术经济评价，使所选用的填料既能满足生产要求，又能使设备的投资和操作费最低。
填料塔计算和设计填料塔计算和设计Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】填料塔设计2012-11-20一、填料塔结构填料塔是以塔内装有大量的填料为相间接触构件的气液传质设备。
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。
在填料的上方安装填料压板，以限制填料随上升气流的运动。
液体从塔顶加入，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（小直径塔一般不设置）分布后，与液体呈逆流接触连续通过填料层空隙，在填料表面气液两相密切接触进行传质。
填料塔属于连续接触式的气液传质设备，正常操作状态下，气相为连续相，液相为分散相。
二、填料的类型及性能评价填料是填料塔的核心构件，它提供了气液两相接触传质的相界面，是决定填料塔性能的主要因素。
填料的种类很多，根据装填方式的不同，可分为散装填料和规整填料两大类。
散装填料根据结构特点不同，分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料等；规整填料按其几何结构可分为格栅填料、波纹填料、脉冲填料等，目前工业上使用最为广泛的是波纹填料，分为板波纹填料和网波纹填料；填料的几何特性是评价填料性能的基本参数，主要包括比表面积、空隙率、填料因子等。
1.比表面积：单位体积填料层的填料表面积，其值越大，所提供的气液传质面积越大，性能越优；2.空隙率：单位体积填料层的空隙体积；空隙率越大，气体通过的能力大且压降低；3.填料因子：填料的比表面积与空隙率三次方的比值，它表示填料的流体力学性能，其值越小，表面流体阻力越小。
三、填料塔设计基本步骤1.根据给定的设计条件，合理地选择填料；2.根据给定的设计任务，计算塔径、填料层高度等工艺尺寸；3.计算填料层的压降；4.进行填料塔的结构设计，结构设计包括塔体设计及塔内件设计两部分。
四、填料塔设计1.填料的选择填料应根据分离工艺要求进行选择，对填料的品种、规格和材质进行综合考虑。
填料塔计算公式填料塔是化工、环保等领域中常用的气液传质设备，要想设计和操作好填料塔，掌握相关的计算公式那可是相当重要！先来说说填料塔的塔径计算公式。
这就好比给塔选一件合适的“衣服”，太大了浪费材料，太小了又影响工作效率。
塔径的计算主要考虑气体的体积流量、空塔气速等因素。
计算公式大致是：D = √（4Vs / πu），这里的 D 表示塔径，Vs 是气体体积流量，u 是空塔气速。
咱就拿一个实际例子来说吧，之前我在一个化工厂实习的时候，就碰到了填料塔塔径计算的问题。
当时厂里要对一个旧的填料塔进行改造，以提高生产效率。
我们首先得确定气体的流量，这可不是个简单的事儿，得通过各种测量仪表，像流量计啥的，获取准确的数据。
然后再根据工艺要求和经验，确定合适的空塔气速。
这个空塔气速的选择可不能马虎，选高了，气体阻力增大，能耗增加；选低了，塔的处理能力又不够。
我们那时候是反复讨论、计算，才最终确定了一个比较理想的塔径。
再来说说填料层高度的计算公式。
这就像是给塔盖房子，得盖多高才能让气液充分接触，完成传质任务呢？常用的计算公式有传质单元数法和等板高度法。
传质单元数法呢，需要先计算出传质单元数，然后乘以传质单元高度，就得到了填料层高度。
等板高度法呢，是先确定理论板数，再乘以等板高度。
我记得有一次，在设计一个新的填料塔时，为了确定填料层高度，我们可是费了好大的劲儿。
先是在实验室里做小试，模拟实际的操作条件，测量各种数据。
然后根据实验结果进行计算和分析，不断调整参数，优化设计方案。
那几天，我们办公室的灯常常亮到很晚，大家都在为了这个项目努力。
还有填料的压降计算也不能忽视。
压降大了，会增加能耗；压降小了，又可能影响传质效果。
总之，填料塔的计算公式虽然看起来有点复杂，但只要我们认真研究，结合实际情况，多做实验和计算，就一定能设计出性能优良的填料塔，为生产和环保事业做出贡献。
希望我讲的这些能让您对填料塔的计算公式有更清楚的了解，在实际应用中少走弯路，提高工作效率和质量！。
2装置流程 逆流操作 吸收剂操作温度 水 20 C操作压力 常压填料类型 聚丙烯阶梯环（塑料填料）填料规格D N 25 ( D d 8 )1 液相物性数据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， 20 C 时水的有关物性数据如下： 密度（ L） 998.2kg/ m3粘度（L）0.001Pa s=3.6kg/(mh)表面张力（L）940896kg/ h22 气相物性参数设计压力： 101.3kPa , 温度： 20 C 氨气在水中的扩散系数： D L1.76 10 cm / s 9 2 6.336 10 m / h6 2二 基础物性参数的确定本设计方案信息如下表所示：氨气在空气中的扩散系数：查表得，氨气在 0°C ，101.3kPa 在空气中的扩散系数为 0.17cm / s ，2根据关系式换算出 20 C 时的空气中的扩散系数：3 3P 0 D VD 0T 0.17 1293.15 2PT 0273.150.189cm 2/ s 0.06804m 2/ h混合气体的平均摩尔质量为M Vmy i M i 0.05 17 0.98 29 29.27混合气体的平均密度为PM Vm101.3 29.27 1.217kg m3VmRT 8.314 293.15混合气体的粘度可近似取空气的粘度，查手册得20 C 空气粘度为1. 8 1 150P a s0. 0k6g5 m ( h)3 气液相平衡数据由手册查得，常压下 20 C 时，氨气在水中的亨利系数E 相平衡常数76.3kPamEP 溶解度系数H76.30.7532101.3L998.2 0.7260 kmol kPa m3EM s76.3 18.024 物料衡算进塔气相摩尔比y 1Y 1 =1 y 10.05 0.052631 0.05出塔气相摩尔比Y 2Y 1(13A) 0.05263(1 0.98) 1.053 10VL12混合气体流量0.1013 (273.15 20)33Q V Q N0.1013 273.1516.10 10 m h惰性气体摩尔流量VQ V 273.15(1 0.05) 636.16kmol h22.4 273.15 20该吸收过程属低浓度吸收，平衡关系为直线，最小液气比可按下式计算：L Y 1 Y 2 VY 1 m X 2对于纯溶剂吸收过程，进塔液相组成X 2 0L Vmin0.05263 0.001053 0.73810.05263 0.7532取操作液气比为L 1. 4 LVVm i nL1. 4 0. 7 3 8 1 1. 0 3 3 3 VL 1. 0 3 3 3 6 3 6. 1 66k 5m 7.o 3l 4hX V(Y 1 Y 2 )X 636.16 (0.05263 0.001053) 0.0499657.34填料物性参数查表得：聚丙烯阶梯环 D N 25 散装填料物性参数塔径与填料公称直径的比值值 D/d 的推荐 D d >8关联常数 A 0.204 关联常数 K1.75填 料 材 质 的 临 界 表 面 张 力 值 c33（ d yn/cm ） 直径 高 厚 25 12.5 1.4比表面积 (m 2m 3)228 空隙率 (m 3m 3) 0.90堆积密度P( kg m 3)97.8 个数 n （ m 3）81500干填料因子 (m )1312填料形状系数1.45散装填料分段高度推荐 h/D8 ~ 15 值h max6散装填料泛点填料因子平均值 F（ 1/m ） 260散装填料压降填料因子平均值P（ 1/m ） 176表 2-4-15 吸收塔的工艺尺寸计算5.1 塔径计算采用 Eckert 通用关联图计算泛点气速。
GBL-T5102丝网波纹填料塔内件设计说明书2.1设计方案的确定根据用户要求，本设计采用BX(500)丝网波纹填料塔进行分离。
BX(500)的相关参数见第4节。
2.2水力性能的计算2.2.1填料塔上段(1)喷淋密度322484543.0168/3.1410431.4S L m m h S L⨯===⨯⨯(2)泛点气速118420.213lg ()()()F l l v A K l g v l w u a w νρρμρρε⎡⎤=-⎢⎥⎦⎢⎣112840.23403353785000.3044lg ()()0.30 1.759.811024.50.90.30440.451042.5()F u ⎡⎤=-⎢⎦⎢⎣⨯ u F =5.44m/s(3)空塔气速3.62/u m s === (4) 液泛率3.6266.5%5.44F uu == (5)持液量质量 m=4033×0.042=169.386Kg体积3169.3960.162481042.5V m == 填料体积2'34.154224V H m D π== 持液量 V/V ’=0.16248/4.15422=0.039112 m 3/ m 3(6)压降△P=2.7×5×10=135Pa（7）操作弹性由所选液体分布器：308个小孔直径为2mm ，布液管直径为20mm ，分配管及液位管直径130mm当分配管内液流速最大0.3m/s 时，求得最大允许流量2max 1042.5360014936.250.3Kg/h 40.13Q π⨯==⨯⨯⨯ 而填料允许最小喷淋密度为1 m 3/(m 2h)时2min 1042.536001604.761Kg/h 4 1.4Q π⨯⨯==⨯⨯液相负荷上限 4845×1.2=5814 Kg/h ＜Qmax液相负荷下限 4845×0.5=2422.5 Kg/h ＞Qmin操作弹性为 14936.75/1604.76=9.3所以设计合理。
填料塔计算部分要点
一、填料塔简介
填料塔是一种用于换热、搅拌和分离固液混合物的工艺设备。
它具有广泛的应用，如分离液体、气体、液体和固体，以及蒸馏、萃取、松弛和干燥等工序。
由于其灵活性和可靠性，填料塔在化工、石油炼制、精细化工和冶金等行业中得到了广泛的应用，是传统的碱法精细化工的重要设备之一、此外，由于101工业流程的改进和提升，填料塔也成为生产线自动化设备中的主要构件。
填料塔通常由填料泵、填料塔本体、流速计、压力表、流量计以及连接件组成，其中最重要的元件是填料塔本体，它的主要作用是将介质传送到填料塔的上部分，然后沿着填料塔的周围区域流动并通过不同的介质逐渐混合，直到最终输出。
二、填料塔计算要点
1.填料体积：首先要确定填料体积，该体积是指填料塔内部空间的容积，所以在绘制填料塔时，应该将设备内部的介质容积计算入内。
2.体积流量：体积流量是指介质从填料塔进入到填料空间时泵出来的流量，所以在计算过程中，应将体积流量的大小纳入考虑。
3.平均流速：平均流速是指平均的由介质流过填料塔空间的速度，应该考虑的因素有介质的密度、温度及填料塔空间的容积。
填料塔吸收实验（二氧化碳）计算示例一、实验目的二、基本原理三、实验装置与流程四、实验步骤与注意事项五、实验数据记录与处理1.实验数据记录2.数据处理当进气流量G'=2m3/h，水的流量L'=400L/h时,式中，m为相平衡常数；E：亨利系数，Pa,根据液相温度测定值由附录查表得 1.572 105PaP：总压，pa，绝对压力。
P=式中，塔径D=100mm T操作为气温，P操作为总压；T标准，P示准为标准情况下将wt%换算成mol%x2=0式中，塔高z=2m液相总传质系数©a L/H O L 2830.856/6.011 470.945932kmol/(h m2)气相总传质系数：1.结果总表六、思考题1.本实验中，为什么塔底要液封？液封高度如何计算？答：防止塔内气体外漏，防止塔外气体进入塔内；利用塔内正负压与大气压的差值计算。
2.测定填料塔的流体力学性能有什么工程意义？答：可以通过流体力学性能来判断填料塔的一系列性能。
3.测定K X a有什么工程意义？答：由K xa可以确定传质单元高度，从而可找出填料层高度。
4.为什么CO2吸收过程属于液膜控制？答：易容气体的吸收是气膜控制，吸收时的阻力主要在气相，反之事液膜控制，对于CO2 ，溶解度低，应属于液膜控制。
5.当气体温度和液体温度不同时，应用什么温度计算亨利系数？答：液体温度。
因为亨利定律一般适用于稀溶液，如难容气体的溶解，这种溶解的传质过程应属于液膜控制，液体的影响比较大，故选择液体温度。
填料吸收塔设计任务书一、设计题目填料吸收塔设计二、设计任务及操作条件１、原料气处理量：5000m3/h。
２、原料气组成：98％空气＋2.5％的氨气。
３、操作温度：20℃。
４、氢氟酸回收率：98％。
５、操作压强：常压。
６、吸收剂：清水。
７、填料选择：拉西环。
三、设计内容1.设计方案的确定及流程说明。
2.填料吸收塔的塔径，填料层的高度，填料层的压降的计算。
3.填料吸收塔的附属机构及辅助设备的选型与设计计算。
4.吸收塔的工艺流程图。
5.填料吸收塔的工艺条件图。
目录第一章设计方案的简介 (4)第一节塔设备的选型 (4)第二节填料吸收塔方案的确定 (6)第三节吸收剂的选择 (6)第四节操作温度与压力的确定 (7)第二章填料的类型与选择 (7)第一节填料的类型 (7)第二节填料的选择 (9)第三章填料塔工艺尺寸 (10)第一节基础物性数据 (10)第二节物料衡算 (11)第三节填料塔的工艺尺寸的计算 (12)第四节填料层压降的计算 (16)第四章辅助设备的设计与计算 (16)第一节液体分布器的简要设计 (16)第二节支承板的选用 (17)第三节管子、泵及风机的选用 (18)第五章塔体附件设计 (20)第一节塔的支座 (20)第二节其他附件 (20)第一章设计方案的简介第一节塔设备的选型塔设备是化工、石油化工、生物化工制药等生产过程中广泛采用的气液传质设备。
根据塔内气液接触构件的结构形式，可分为板式塔和填料塔两大类。
1、板式塔板式塔为逐级接触式气液传质设备，是最常用的气液传质设备之一。
传质机理如下所述：塔内液体依靠重力作用，由上层塔板的降液管流到下层塔板的受液盘，然后横向流过塔板，从另一侧的降液管流至下一层塔板。
溢流堰的作用是使塔板上保持一定厚度的液层。
气体则在压力差的推动下，自下而上穿过各层塔板的气体通道（泡罩、筛孔或浮阀等），分散成小股气流，鼓泡通过各层塔板的液层。
在塔板上，气液两相密切接触，进行热量和质量的交换。
填料塔计算部分范文填料塔是一种常用的固体分离设备，适用于化工、石油、制药等多个行业。
它的主要功能是通过不同填料层的接触和作用，将气体和液体的混合物分离为洁净的组分。
在填料塔的设计和计算中，需要考虑多个参数和工艺要求，包括填料选择、填料层高度、气体和液体流量等。
下面将详细介绍填料塔计算的相关部分。
首先，填料的选择是填料塔计算的关键步骤之一、填料的种类繁多，包括板式填料、环状填料、网状填料等。
不同的填料具有不同的特性，如表面积、孔隙率、压降等。
在选择填料时，需要考虑操作条件、物料性质和设备成本等因素。
通常情况下，需要选取一种具有较大表面积和孔隙率的填料，以提高分离效果。
其次，填料层高度的计算是填料塔设计的重要部分。
填料层高度一般根据物料质量传递要求、液体停留时间和压降等因素来确定。
物料质量传递要求通常由输入和输出组分的浓度差异来衡量，较大的浓度差异需要更高的填料层高度。
液体停留时间是指液体在填料层中停留的平均时间，通常需要满足物料传递速率和回流比例的要求。
压降是指气体在填料层中通过的单位高度的压力损失，需要在一定范围内控制。
此外，填料塔计算还需要考虑气体和液体的流量。
气体的流量通常以体积流率或质量流率来表示，取决于不同的场景。
液体的流量一般由输入和输出组分的速率来确定。
在计算过程中，需要确保气体和液体能够充分接触和混合，以实现有效的分离效果。
为此，可以采用计算模型或实验数据来进行流量的估算和验证。
综上所述，填料塔计算部分的关键内容包括填料选型、填料层高度的计算、气体和液体流量的确定等。
在计算过程中，需要考虑多个因素和要求，并结合具体的工艺条件和设备特点来进行综合评估。
通过合理的填料塔计算，可以提高设备的性能和效率，实现更好的分离效果。
填料汲取塔设计任务书一、设计题目填料汲取塔设计二、设计任务及操作条件１、原料气办理量： 5000m3/h。
２、原料气构成： 98％空气＋2.5 ％的氨气。
３、操作温度： 20℃。
４、氢氟酸回收率： 98％。
５、操作压强：常压。
６、汲取剂：清水。
７、填料选择：拉西环。
三、设计内容1. 设计方案确实定及流程说明。
2. 填料汲取塔的塔径，填料层的高度，填料层的压降的计算。
3. 填料汲取塔的隶属机构及协助设施的选型与设计计算。
4. 汲取塔的工艺流程图。
5. 填料汲取塔的工艺条件图。
目录第一章设计方案的简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（4）第一节塔设施的选型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（4）第二节填料汲取塔方案确实定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（6）第三节汲取剂的选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（6）第四节操作温度与压力确实定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（7）第二章填料的种类与选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（7）第一节填料的种类⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（7）第二节填料的选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（9）第三章填料塔工艺尺寸⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（10）第一节基础物性数据⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（10）第二节物料衡算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（ 11）第三节填料塔的工艺尺寸的计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（ 12）第四节填料层压降的计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（16）第四章协助设施的设计与计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（ 16）第一节液体散布器的简要设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（16）第二节支承板的采纳⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（17）第三节管子、泵及风机的采纳⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（18）第五章塔体附件设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（20）第一节塔的支座⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（20）第二节其余附件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（20）2第一章设计方案的简介第一节塔设施的选型塔设施是化工、石油化工、生物化工制药等生产过程中宽泛采纳的气液传质设施。
二 基础物性参数的确定本设计方案信息如下表所示：1 液相物性数据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，20C ︒时水的有关物性数据如下：2 气相物性参数设计压力：101.3kPa ,温度：20C ︒氨气在水中的扩散系数：92621.7610/ 6.33610/L D cm s m h --=⨯=⨯ 氨气在空气中的扩散系数：查表得，氨气在0°C ，101.3kPa 在空气中的扩散系数为0.17 2/cm s ，根据关系式换算出20C ︒时的空气中的扩散系数：332200022293.150.171273.150.189/0.06804/VP T D D P T cm s m h ⎛⎫⎛⎫⎛⎫==⨯⨯ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭==混合气体的平均摩尔质量为m i 0.05170.982929.27V i M y M ==⨯+⨯=∑ 混合气体的平均密度为3m 101.329.271.2178.314293.15V Vm PM kg m RT ρ⨯===⨯ 混合气体的粘度可近似取空气的粘度，查手册得20C ︒空气粘度为51.81100.065()V P a s k g m h μ-=⨯∙=∙ 3 气液相平衡数据由手册查得，常压下20C ︒时，氨气在水中的亨利系数76.3a E kP =相平衡常数76.30.7532101.3E m P === 溶解度系数3s998.20.726076.318.02LH kmol kPa m EM ρ===∙⨯4 物料衡算进塔气相摩尔比1=110.050.05263110.05y Y y ==-- 出塔气相摩尔比321(1)0.05263(10.98) 1.05310A Y Y ϕ-=-=-=⨯混合气体流量330.1013(273.1520)16.10100.1013273.15V N Q Q m h ⨯⨯+==⨯⨯惰性气体摩尔流量273.15(10.05)636.1622.4273.1520V Q V kmol h =⨯-=+ 该吸收过程属低浓度吸收，平衡关系为直线，最小液气比可按下式计算：1212L Y Y V Y m X -⎛⎫= ⎪-⎝⎭对于纯溶剂吸收过程，进塔液相组成20X =min0.052630.0010530.73810.052630.7532L V -⎛⎫== ⎪⎝⎭ 取操作液气比为 m i n1.4L L V V ⎛⎫= ⎪⎝⎭1.40.7381 1.0333LV=⨯= 1.0333636.16657.34L k m o l h=⨯= 1212()636.16(0.052630.001053)0.0499657.34V Y Y X X L -⨯-=+==填料物性参数查表得：表2-4-15 吸收塔的工艺尺寸计算5.1 塔径计算采用Eckert通用关联图计算泛点气速。
Eckert通用关联图：气体质量流量为3416.1010 1.217 1.959410V V Vm w Q kg h ρ==⨯⨯=⨯液体质量流量可近似按纯水的流量计算：657.3418.0211845.267L w L M k g h==⨯=S Eckert 通用关联图的横坐标为0.50.5411845.267 1.2170.021111.959410998.2Vm L V L w w ρρ⎛⎫⎛⎫== ⎪⎪⨯⎝⎭⎝⎭根据关联图对应坐标可得20.20.18V F L L u gρφψμρ⎛⎫= ⎪⎝⎭由表2-4-1可知F φ=260 1m -8.22.360/17F u m s === 取 0.80.8 2.360 1.888F u u m s ==⨯= 由6001.737D ===m 圆整塔径（常用的标准塔径有400mm 、500mm 、600mm 、800mm 、1000mm 、1200mm 、1400mm 、1600mm 、2000mm 、2200mm 等）本设计方案取D=2000mm 。
泛点率校核： 224416100/3600 1.424/3.14 2.0s V u m s D π⨯===⨯ 1.424100%60.34%2.360F u u =⨯= 因为填料塔的适宜空塔气速一般取泛点气速的50%-80%，泛点率值在允许范围内。
填料塔规格校核：200080825D d ==>（在允许范围之内） 液体喷淋密度校核： 取最小润湿速率为3m i n ()0.08/W L mm h =∙由表2-4-1可知：23min min min22228()0.0822818.284/411845.267/998.2 3.783.14 2.0w L L m m U L w U U D σσρπ-===⨯=⨯===<⨯ 由于喷淋密度过小，可采用增大回流比或采用液体再循环的方法加大液体流量，以保证填料的润湿性能；也可适当的增加填料层高度的办法予以补偿。
5.2填料层高度计算*11*220.75320.04990.037580Y mX Y mX ==⨯===脱吸因数为 0.7532636.160.7289657.34mV S L ⨯=== 气相总传质单元数为*12*221ln (1)110.052630ln (10.7289)0.72899.80710.72890.0010530OG Y Y N S S S Y Y ⎡⎤-=-+⎢⎥--⎣⎦-⎡⎤=-+=⎢⎥--⎣⎦ 气相总传质单元高度采用修正的恩田关联式计算：0.10.20.750.052221e x p 1.45w c L t L L t L t L L L L t U U U a g ασαασμρρσα-⎧⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎪⎪=--⎨⎬ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎪⎪⎩⎭ 查表2-4-1得233/427680c dyn cm kg h σ== 液体质量通量为2220.750.10.050.222284411845.2673772.38/()3.14 2.04276804619.2851.45940896228 3.61exp 04619.2852284619.285998.2 1.2710998.2940896228L L w t w U kg m h D παα-⨯===∙⨯⎧⎫⎛⎫⎛⎫-⨯⨯⎪⎪ ⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭⎪⎪=-=⎨⎬⎛⎫⎛⎫⨯⎪⎪⨯ ⎪ ⎪⎪⎪⨯⨯⨯⨯⎝⎭⎝⎭⎩⎭.2222 气膜吸收系数可由下式计算：10.730.237V V t VG t V V V U D k D RT μααμρ⎛⎫⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭气体质量通量为：32224416.1010 1.2176240.03()3.14 2.0V V V Q U kg m h D ρπ⨯⨯⨯===∙⨯ 10.7327640.060.0652280.068040.2372280.065 1.2170.068048.314293.150.1102/()G k k m o l m h k P a ⨯⎛⎫⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪ ⎪⨯⨯⨯⎝⎭⎝⎭⎝⎭=∙∙ 液膜吸收系数由下式计算：211323121833260.00953772.38 3.6 3.6 1.27100.00952280.2222 3.6998.2 6.33610998.20.2313/L L L L W L L L L U g k D m h μμαμρρ---⎛⎫⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎛⎫⨯⨯⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪ ⎪⨯⨯⨯⨯⎝⎭⎝⎭⎝⎭= 由 1.1G G W k a k a ψ=得1.11.130.11020.2222228 1.458.402/()G G Wk a k a k m o l m h k P a ψ==⨯⨯⨯=∙∙ 0.40.430.23130.2222228 1.4513.596/()L L W k a k a k m o l m h k P aψ==⨯⨯⨯=∙∙73.90%50%Fuu => ，需选用下面的关系式对气膜和液膜系数进行校核修正。
1.42.219.50.51 2.60.5GG F LL F u k a k a u u k a k a u ⎡⎤⎛⎫'⎢⎥=+- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦⎡⎤⎛⎫'⎢⎥=+- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦修正结果：()()1.432.2319.50.73900.58.40219.163/()1 2.60.73900.513.59615.1126/()GLk a kmol m h kPa k a kmol m h kPa ⎡⎤'=+⨯-⨯=∙∙⎣⎦⎡⎤'=+⨯-⨯=∙∙⎣⎦则311111119.1630.726015.11266.977/()G GL K a k a Hk a kmol m h kPa ==++''⨯=∙∙2636.160.26027.687101.3 1.440.26029.807 2.5518OG Y G OG OG V V H m K a K aP Z H N m π====ΩΩ⨯⨯⨯==⨯= 考虑恩田公式的最大误差，为了安全取设计填料层高度为 1.25 2.5518 3.18Z m '=⨯= 设计取填料层高度为Z '=4.0m在填料塔计过程中，对于阶梯环填料，max 8~15,6hh mm D=≤， 取8hD=，则 8200016000h mm =⨯=计算得填料层高度为4000mm ，故不需分段 5.3 填料层压降计算 采用Eckert 通用关联图计算 横坐标为0.50.02111Vm L V L w w ρρ⎛⎫= ⎪⎝⎭由表2-4-1得，1176P m φ-= 纵坐标为220.20.21.7441761 1.21710.066539.81998.2V P L L u gρφψμρ⎛⎫⨯⨯=⨯⨯= ⎪⎝⎭查Eckert 通用关联图，P ∆/Z 位于40g ~50gPa/m 范围内，取P ∆/Z=45g=441.45Pa/m填料层压降为P ∆=441.45⨯4.0=1765.80Pa6 液体分布器的简要设计6.1 液体分布器的选型本设计的吸收塔气液相负荷相差不大，无固体悬浮物和液体粘度不大，加上设计建议是优先选用槽盘式分布器，所以本设计选用槽盘式分布器。
6.2 分布点密度计算按Eckert 建议值，1200D ≥时，喷淋点密度为42点/2m ，由于该塔喷淋密度较小，设计区分喷淋点密度为90点/2m 。
布液点数为 22.090282.72834n π=⨯⨯=≈点点 按分布点几何均匀与流量均匀原则，进行布点设计。
其结果为：二级槽共设七道，在槽侧面开孔，槽宽度为80mm ，槽高度为210mm ，两槽中心矩为160mm 。
