化工原理课程设计(规整填料塔)

填料塔化工原理课程设计填料塔是一种常见的化工设备，广泛应用于化工、环保、石油等领域。

填料作为塔内的主要组成部分，对于塔内的传质、反应等过程起着至关重要的作用。

因此，在化工原理课程设计中，填料塔的设计和优化是必不可少的一部分。

填料塔化工原理课程设计主要包括以下内容：一、填料的选择和设计填料的种类繁多，不同的填料有着不同的物理化学性质和结构特征，对于塔内传质、反应等过程有着重要的影响。

在填料选择时，需要根据实际工艺要求和特定条件进行选择，同时考虑填料的成本、维护和清洗难度等因素。

设计填料塔需要考虑的因素包括：填料堆积密度、总塔体积、填料层数、塔径、塔高、塔底和塔顶结构等。

这些因素需要通过计算和模拟来确定最佳的设计参数，以满足特定的工艺要求。

二、塔内流体传输和传质填料塔中的流体传输和传质是塔内传质过程的关键。

塔内传质过程可以用物理和数学模型来描述和分析，以确定传质速率、传质效率等基本参数。

主要的传质模型包括：对流传质、扩散传质、反应传质等。

对于填料塔的设计和优化，需要进行流体传输和传质的数值模拟和实验验证。

实验验证可以通过建立实验装置，通过对工艺参数和填料种类的变化，来实现对塔内传质的观测和分析。

数值模拟可以基于参数偏微分方程或者多相流模型，来模拟塔内传质过程，从而得到设计和优化的基本参数。

三、塔内反应过程填料塔中的反应过程是化工原理课程设计的另一个关键部分。

填料塔由于具有大量的表面积、液膜和气液界面，为反应过程提供了良好的反应条件。

塔内反应过程主要包括：吸收、脱吸附、萃取、沉淀等反应过程。

在设计和优化填料塔反应过程时，需要考虑多种因素，如反应物浓度、反应速率、塔高、填料种类等。

通过物理学和化学动力学等基本原理，可以建立反应过程的模型，从而对反应过程进行分析和优化设计。

四、优化设计与实践填料塔化工原理课程设计的最后一部分是优化设计与实践。

通过对填料塔的设计和优化，可以实现工艺目标的达成。

同时，优化设计也需要根据实际情况和运行经验进一步调整和改善，以适应工艺的不断发展和变化。

化工原理课程设计-填料吸收塔的设计课程设计题目：填料吸收塔的设计教学院：化学与材料工程学院专业：化学工程与工艺（精细化工方向）学号：学生姓名：指导教师：2012 年 5 月31 日《化工原理课程设计》任务书2011～2012 学年第2学期学生姓名：专业班级：化学工程与工艺(2009) 指导教师：工作部门：化工教研室一、课程设计题目：填料吸收塔的设计二、课程设计内容（含技术指标）1. 工艺条件与数据煤气中含苯2%（摩尔分数），煤气分子量为19；吸收塔底溶液含苯≥0.15%（质量分数）；吸收塔气-液平衡y*=0.125x；解吸塔气-液平衡为y*=3.16x；吸收回收率≥95%；吸收剂为洗油，分子量260，相对密度0.8；生产能力为每小时处理含苯煤气2000m³；冷却水进口温度＜25℃，出口温度≤50℃。

2. 操作条件吸收操作条件为：1atm、27℃，解吸操作条件为：1atm、120℃；连续操作；解吸气流为过热水蒸气；经解吸后的液体直接用作吸收剂，正常操作下不再补充新鲜吸收剂；过程中热效应忽略不计。

3. 设计内容①吸收塔、解吸塔填料层的高度计算和设计；②塔径的计算；③其他工艺尺寸的计算。

三、进度安排1．5月14日：分配任务；2．5月14日-5月20日：查询资料、初步设计；3．5月21日-5月27日：设计计算，完成报告。

四、基本要求1. 设计计算书1份：设计说明书是将本设计进行综合介绍和说明。

设计说明书应根据设计指导思想阐明设计特点，列出设计主要技术数据，对有关工艺流程和设备选型作出技术上和经济上的论证和评价。

应按设计程序列出计算公式和计算结果，对所选用的物性数据和使用的经验公式、图表应注明来历。

设计说明书应附有带控制点的工艺流程图。

设计说明书具体包括以下内容：封面；目录；绪论；工艺流程、设备及操作条件；塔工艺和设备设计计算；塔机械结构和塔体附件及附属设备选型和计算；设计结果概览；附录；参考文献等。

填料精馏塔实例甲醇和水目录第1章概述 (1)1.1 与物性有关的因素 (1)1.2 与操作条件有关的因素 (1)1.3 本章小结 (2)第2章流程确定和说明 (3)2.5 加热方式 (4)2.6 加热器 (4)2.7 本章小结 (4)第3章精馏塔的设计计算 (5)3.1 操作条件与基础数据 (5)3.2 精馏塔工艺计算 (7)3.3 精馏塔主要尺寸的设计计算 (12)3.4 填料的选择 (17)3.5 塔径的设计计算 (18)3.6 填料层高度的计算 (19)3.7 本章小结 (20)第4章附属设备及主要附件的选型计算 (21)4.1 冷凝器 (21)4.2 加热器 (21)4.3 塔内管径的计算及选择 (21)4.4 液体分布器 (20)4.5 填料及支撑板的选择 (21)4.6 塔釜设计 (22)4.7 除沫器 (22)4.8 本章小结 (22)结论 (26)在炼油、石油化工、精细化工、食品、医药及环保等部门，塔设备属于使用量大，应用面广的重要单元设备。

塔设备广泛用于蒸馏、吸收、萃取、洗涤、传热等单元操作中。

所以塔设备的研究一直是国内外学者普遍关注的重要课题。

塔设备按其结构形式基本上可分为两类：板式塔和填料塔。

以前，在工业生产中，当处理量大时多用板式塔，处理量小时采用填料塔。

近年来由于填料塔结构的改进，新型的、高负荷填料的开发，既提高了塔的通过能力和分离效能又保持了压降小以性能稳定等特点。

因此填料塔已被推广到大型汽液操作中。

在某些场合还代替了传统的板式塔。

如今，直径几米甚至几十米的大型填料塔在工业上已非罕见。

随着对填料塔的研究和开发，性能优良的填料塔必将大量用于工业生产中。

板式塔为逐级接触式汽液传质设备，它具有结构简单、安装方便、操作弹性大、持液量小等优点。

同时也有投资费用较高、填料易堵塞等缺点。

本设计目的是分离甲醇-水混合液，处理量不大，故选用填料塔。

塔型的选择因素很多。

主要因素有物料性质、操作条件、塔设备的制造安装和维修等。

化工课程设计填料塔设计一、教学目标本节课的学习目标包括：知识目标：学生需要掌握填料塔的基本概念、类型和设计方法；了解填料塔在化工过程中的应用和重要性。

技能目标：学生能够运用所学的知识，独立完成填料塔的设计计算；能够分析并解决实际工程中的问题。

情感态度价值观目标：培养学生对化工行业的兴趣和热情，提高学生对工程实践的重视，培养学生的创新意识和团队合作精神。

二、教学内容本节课的教学内容主要包括：1.填料塔的基本概念和类型：介绍填料塔的定义、结构和工作原理，分析不同类型填料塔的特点和应用范围。

2.填料塔的设计方法：讲解填料塔的设计步骤和方法，包括填料的选择、塔径的确定、塔高的计算等。

3.填料塔在化工过程中的应用：介绍填料塔在化工过程中的重要作用，分析其在不同领域的应用案例。

4.实际工程案例分析：通过分析实际工程中的填料塔设计案例，使学生能够将理论知识应用于实际问题解决。

三、教学方法为了提高教学效果，本节课将采用多种教学方法：1.讲授法：教师通过讲解填料塔的基本概念、设计方法和应用案例，使学生掌握相关理论知识。

2.讨论法：学生进行小组讨论，分享不同类型的填料塔设计和应用经验，培养学生的团队合作精神和创新意识。

3.案例分析法：分析实际工程中的填料塔设计案例，引导学生运用所学知识解决实际问题。

4.实验法：安排实验室实践环节，让学生亲自操作填料塔设备，增强学生的实践能力和操作技能。

四、教学资源为了支持本节课的教学内容和教学方法，将采用以下教学资源：1.教材：选用权威的化工教材，为学生提供系统的理论知识。

2.参考书：推荐相关领域的参考书籍，丰富学生的知识体系。

3.多媒体资料：制作精美的PPT课件，通过图片、图表和动画等形式，直观地展示填料塔的原理和设计方法。

4.实验设备：提供填料塔实验装置，让学生亲身体验填料塔的操作和应用。

五、教学评估本节课的评估方式包括：1.平时表现：通过观察学生的课堂参与、提问回答、小组讨论等，评估学生的学习态度和积极性。

化工原理课程设计—填料塔的设计说明书化学与化工学院制目录一、绪论 (3)二、设计任务及操作条件 (3)三、设计方案的确定 (4)1、装置流程的确定 (4)2、吸收剂选择 (5)3、操作温度与压力的确定 (5)4、填料的类型与选择 (6)四、基础物性参数的确定 (8)1、液相物性参数 (8)2、气相物性参数 (8)3、气液相平衡参数 (9)4、物料衡算 (9)5、填料物性参数 (10)五、填料塔工艺尺寸的确定 (11)1、塔径的计算 (11)2、填料层高度计算 (14)六、填料层压降计算 (16)七、填料塔内件的类型与设计 (17)八、总结 (18)九、参考文献 (19)十、后记......................................................................................................... 错误！未定义书签。

十一、符号说明.. (19)一、绪论塔设备是炼油、化工、石油化工等生产中广泛应用的气液传质设备。

根据塔内气液接触部件的形式，可以分为填料塔和板式塔。

板式塔属于逐级接触逆流操作，填料塔属于微分接触操作。

工业上对塔设备的主要要求：（1）生产能力大（2）分离效率高（3）操作弹性大（4）气体阻力小结构简单、设备取材面广等。

塔型的合理选择是做好塔设备设计的首要环节，选择时应考虑物料的性质、操作的条件、塔设备的性能以及塔设备的制造、安装、运转和维修等方面的因素。

板式塔的研究起步较早，具有结构简单、造价较低、适应性强、易于放大等特点。

填料塔由填料、塔内件及筒体构成。

填料分规整填料和散装填料两大类。

塔内件有不同形式的液体分布装置、填料固定装置或填料压紧装置、填料支承装置、液体收集再分布装置及气体分布装置等。

与板式塔相比，新型的填料塔性能具有如下特点：生产能力大、分离效率高、压力降小、操作弹性大、持液量小等优点。

填料塔的类型很多，其设计的原则大体相同，一般来说，填料塔的步骤如下：根据设计任务和工艺要求，确定设计方案；根据设计任务和工艺要求，合理地选择填料；确定塔径、填料层高度等工艺尺寸；计算填料层的压降；进行填料塔塔内件的设计和选型。

化工原理课程设计（规整填料塔）填料精馏塔设计任务书一、设计题目：填料塔设计二、设计任务：苯-甲苯精馏塔设计三、设计条件：1、年处理含苯41%（质量分数，下同）的苯-甲苯混合液3万吨；2、产品苯含量不低于96%；3、残液中苯含量不高于1%；4、操作条件：填料塔的塔顶压力：4kPa（表压）进料状态：自选回流比：自选加热蒸汽压力：101.33kPa（表压）5、设备型式：规整填料塔6、设备工作日：300天/年，24h连续运行四、设计内容和要求序号设计内容要求1 工艺计算物料衡算、热量衡算、理论塔板数等2 结构设计塔高、塔径、分布器、接口管的尺寸等3 流体力学验算塔板负荷性能图4 冷凝器的传热面积和冷却介质的用量计算5 再沸器的传热面积和加热介质的用量计算6 计算机辅助计算将数据输入计算机，绘制负荷性能图7 编写设计说明书目录、设计任务书、设计计算及结果、流程图、参考资料等目录第1章流程的确定和说明 (3)1.1加料方式 (3)1.2进料状态 (3)1.3冷凝方式 (3)1.4回流方式 (3)1.5加热方式 (3)1.6加热器 (4)第2章精馏塔设计计算 (5)2.1操作条件和基础数据 (5)2.1.1操作压力 (5)2.1.2基础数据 (5)2.2精馏塔工艺计算 (7)2.2.1物料衡算 (7)2.2.2热量衡算 (9)2.2.3理论塔板数计算 (11)2.3精馏塔的主要尺寸 (12)2.3.1精馏塔设计的主要依据 (12)2.3.2塔径设计计算 (15)2.3.3填料层高度的计算 (16)第3章附属设备及主要附件的选型计算 (17) 3.1冷凝器 (17)3.1.1计算冷却水流量 (18)3.1.2冷凝器的计算与选型 (18)3.2再沸器 (18)3.2.1间接加热蒸汽 (18)3.2.2再沸器加热面积 (18)3.3塔内其他结构 (19)3.3.1接管的计算与选择 (19)3.3.2液体分布器 (20)3.3.3除沫器 (21)3.3.4液体再分布器 (22)3.3.5填料支撑板的选择 (22)3.3.6塔底设计 (23)3.3.7塔的顶部空间高度 (23)第4章结束语 (24)参考文献 (25)第1章流程的确定和说明1.1加料方式加料分两种方式：泵加料和高位槽加料。

化工原理填料吸收塔课程设计引言：填料吸收塔是化工工艺中常用的一种设备，用于将气体中的有害物质通过吸收剂吸附或反应的方式去除。

本次课程设计旨在通过对填料吸收塔的设计和工艺参数的优化，实现高效的气体净化效果。

一、填料吸收塔的基本原理及结构填料吸收塔是利用填料表面积大、内部通道多、与气体充分接触的特点，通过物理吸附或化学吸收的方式将气体中的有害成分去除。

其基本结构包括进气口、出气口、填料层和液体循环系统等。

二、填料的选择及特性填料是填料吸收塔中起到关键作用的部分，其选择应根据气体的性质和处理效果的要求来确定。

常用的填料包括球状填料、骨架填料和网状填料等，它们具有不同的表面积、孔隙率和液体分布性能，对吸收效果和塔内气液分布起到重要影响。

三、填料吸收塔的设计步骤及要点1. 确定气体的物理和化学性质，包括流量、温度、压力、组成等；2. 选择合适的填料类型和尺寸，考虑填料的表面积、孔隙率和液体分布性能；3. 确定填料层数和塔径高比，以及液体循环系统的设计参数；4. 进行塔内气液分布的模拟和优化，保证填料与气体充分接触；5. 进行设备的结构设计和材料选择，考虑耐腐蚀性和操作安全性；6. 进行设备的动态模拟和优化，确定最佳操作条件和效果。

四、填料吸收塔的性能评价及优化填料吸收塔的性能评价主要包括吸收效率、压降和能耗等指标。

通过调整填料层数、液体循环系统和操作条件等参数，可以实现吸收效率的提高和能耗的降低。

同时，还应考虑填料的寿命和维护等方面的因素，以保证设备的稳定运行和经济性。

五、填料吸收塔的应用及发展趋势填料吸收塔广泛应用于化工、环保和能源等行业，用于废气处理、脱硫和脱硝等工艺。

随着环保要求的提高和技术的进步，填料吸收塔的设计和优化将更加注重能耗和运行成本的降低，同时也将更加重视对废气中微量有害物质的去除效果。

结论：填料吸收塔作为一种重要的气体净化设备，在化工工艺中发挥着重要作用。

通过合理的设计和优化，可以实现高效的气体净化效果和能耗降低。

填料塔课设一、引言填料塔是化工工艺中常用的设备，用于气体和液体的传质和反应。

本次课设将围绕填料塔展开，包括填料塔的基本原理、设计和操作等方面进行详细介绍。

二、填料塔的基本原理填料塔是一种用于气体和液体接触的设备，通过填料的形成，增大气液接触界面，提高传质效果。

填料塔的基本原理如下：1.气液接触：填料塔中，气体从底部进入，液体从顶部注入。

气体和液体在填料层中进行接触，通过气泡、液滴等形式，实现气液质量传递。

2.填料形成：填料是填料塔中的关键组成部分，它可以增大气液接触界面。

常见的填料有环形填料、球形填料等，其表面积大、孔隙率高，有利于传质效果的提高。

3.传质过程：填料塔中的传质过程主要包括物质的吸收、吸附、反应等。

气体和液体之间通过填料的形成，实现了物质的传递和反应。

三、填料塔的设计填料塔的设计是根据具体工艺要求和传质效率来确定的。

以下是填料塔设计的一般步骤：1.确定传质要求：根据工艺需求和传质效率要求，确定填料塔的传质要求。

传质要求包括传质速率、传质效率等。

2.选择填料类型：根据传质要求和工艺特点，选择合适的填料类型。

不同的填料类型具有不同的传质特性，需要根据具体情况进行选择。

3.计算填料高度：根据传质要求和填料特性，计算填料塔的填料高度。

填料高度的选择直接影响传质效果。

4.确定液气流量：根据工艺要求和填料特性，确定液体和气体的流量。

流量的选择需要考虑传质效率和设备的承载能力。

5.设计填料塔尺寸：根据填料高度、液气流量等参数，设计填料塔的尺寸。

尺寸的选择需要满足传质要求和操作要求。

四、填料塔的操作填料塔的操作是保证传质效果和设备安全运行的关键。

以下是填料塔的操作要点：1.操作规程：制定填料塔的操作规程，明确操作流程和注意事项。

操作人员应按照规程进行操作，确保操作的安全和有效。

2.监测参数：监测填料塔的关键参数，包括液位、温度、压力等。

及时发现异常情况，采取相应的措施进行处理。

3.维护清洁：定期对填料塔进行维护和清洁。

目录第1章概述 (3)1.1吸收技术概况 (3)1.2吸收设备的发展 (3)1.3吸收在工业生产中的应用 (4)1.4丙酮的性质 (5)第2章方案比选 (7)2.1方案选择与对比 (7)2.2吸收剂的比选 (8)2.3填料的作用以及选择 (9)2.4操作参数的选择 (12)2.5流向选择 (12)2.6吸收剂再生方法的选择 (12)2.7操作参数的选择 (13)第3章吸收塔的工艺计算 (14)3.1基础物性数据 (14)3.1.1 气液相物性数据 (14)3.1.2物料计算 (14)3.2塔径计算 (15)3.3填料层高度确定 (18)3.3.1. 传质单元数计算 (18)3.3.2 传质单元高度计算 (18)3.3.3填料层高度的计算 (20)第四章塔的结构设计 (21)4.1筒体的设计 (21)4.2封头设计 (21)4.3除沫器设计 (21)4.4液体进料管的设计 (22)4.5液体出料管的设计 (22)4.6气体进料管的设计 (22)4.7气体出料管的设计 (23)4.8填料支撑板设计 (23)4.9填料压板 (23)4.10体分布装置 (23)4.11再分布器 (24)4.12气体入塔分布器 (24)4.13法兰的设计 (25)4.14手孔的设计 (25)4.15吸收塔支座的设计 (25)4.16泵的选择 (26)4.17吸收塔高度的计算 (26)填料吸收塔主要尺寸 (27)课程设计心得 (28)参考文献 (29)第1章概述1.1吸收技术概况气体吸收过程是化工生产中常用的气体混合物的分离操作，其基本原理是利用气体混合物中各组分在特定的液体吸收剂中的溶解度不同，实现各组分分离的单元操作。

在化工生产中，原料气的净化，气体产品的精制，治理有害气体保护环境等方面得到了广泛的应用。

在研究和开发吸收过程中，在方法上多从吸收过程的传质速率着手，希望在整个设备中，气液两相为连续微分接触过程，这一特点则与填料塔得到了较好的结合。

《化工原理》课程设计水吸收氨气过程填料塔的设计学院专业制药工程班级姓名学号指导教师2013 年 1 月 15 日目录设计任务书 (4)第一节前言 (3)1.1 填料塔的有关介绍 (4)1.2 塔内填料的有关介绍.............................. 错误!未定义书签。

第二节填料塔主体设计方案的确定 .. (5)2.1 装置流程的确定 (5)2.2 吸收剂的选择 (5)2.3 填料的类型与选择 (7)2.4 液相物性数据 (6)2.5 气相物性数据 (8)2.6 气液相平衡数据 (7)2.7 物料横算 (7)第三节填料塔工艺尺寸的计算 (8)3.1 塔径的计算 (8)3.2 填料层高度的计算及分段 (9)3.2.1 传质单元数的计算 (10)3.2.2 传质单元高度的计算 (10)3.2.3 填料层的分段 (11)第四节填料层压降的计算 (12)第五节填料塔内件的类型及设计 (13)第六节填料塔液体分布器的简要设计 (13)参考文献 (15)对本设计的评述及心得 (15)附表：附表1填料塔设计结果一览表 (15)附表2 填料塔设计数据一览 (15)附件一：塔设备流程图 (17)设计任务书(一)、设计题目：水吸收氨气过程填料吸收塔的设计试设计一座填料吸收塔，用于脱除混于空气中的氨气。

混合气体的处理量为7500 m3/h，其中含氨气为5％（体积分数），要求塔顶排放气体中含氨低于0.02％（体积分数）。

采用清水进行吸收，吸收剂的用量为最小用量的1.5倍。

(二)、操作条件（1）操作压力常压（2）操作温度 20℃.(三)填料类型选用聚丙烯阶梯环填料，填料规格自选。

(四)工作日每年300天，每天24小时连续进行。

(五)厂址厂址为衡阳地区(六)设计内容1.吸收塔的物料衡算；2.吸收塔的工艺尺寸计算；3.填料层压降的计算；4.液体分布器简要设计5.吸收塔接管尺寸计算；6.绘制吸收塔设计条件图；7.对设计过程的评述和有关问题的讨论。

化工原理填料塔课程设计-V1化工原理填料塔课程设计填料塔是化工工艺中常见结构之一，用于分离混合物、提纯化合物等操作。

设计填料塔的关键是确定塔中填料的种类、形状、数量以及操作条件等因素。

接下来，我们将深入介绍化工原理填料塔课程设计相关知识。

一、填料的选择与优化填料是填充塔中的物质，用于增加塔内表面积，以便实现更好的物质传递效率。

不同的填料形状和材料会影响填料塔的操作特性和效果。

常见的填料形状有球形、圆柱形、环状等，材料则包括金属、陶瓷、塑料等。

因此，在设计填料塔时，需要综合考虑恒温、流量、相对湿度、物种等多种因素，制定精确的填料选择和优化方案。

二、塔的结构设计塔的结构设计涉及内部结构、流体层流规律以及材料抗蚀性等问题。

内部结构有气液分布板、塔板式、流体进出口、底板式等多种形式。

气液分布板的设计直接影响内部流体的分布情况和混合情况，必须根据填料形状、流体属性等相关因素设计得合理。

塔板式适用于低流量、高分离需求的情况，底板式则用于大流量、高浓度需求的情况。

三、工艺参数的确定工艺参数的确定是填料塔设计的重要环节。

这些参数包括液位、进料浓度、回流比、气流速度、温度等。

液位和回流比与传质效率和分离效果密切相关，通常通过计算和实验等方式确定。

气体流速和温度则对内部传质速率和塔的运行条件有着关键作用。

四、优化方案的确定化工原理填料塔课程设计最终要求设计出一个合理的优化方案。

这个方案应按照实际需求进行设计，同时考虑成本、安全、环保等因素。

优化方案应包括填料材料的选择、填料形状的设计、结构参数的确定等多个因素，并且需要根据实际情况进行不断调整和优化。

综上所述，化工原理填料塔课程设计需要对填料的选择和优化、塔的结构设计、工艺参数的确定以及优化方案的确定等多个方面进行深度考虑。

只有充分考虑各种因素，才能设计出一个有效的填料塔，实现化工工艺的高效运行。

第二部分填料塔设计一、化工原理课程设计的目的与要求 (31)二、化工原理课程设计的内容 (31)三、安排与要求 (32)四、设计步骤 (33)1、收集基础数据 (33)2、工艺流程的选择 (33)3、做全塔的物料平衡 (33)4、确定操作条件 (34)5、确定回流比 (36)6、理论板数 (37)7、填料 (37)8、填料塔直径的计算 (39)9、填料层的压降 (42)10、蒸馏过程填料层高度计算 (43)11、填料塔的附属结构及设备 (49)12、关于填料精馏塔总图的绘制 (51)13、关于设计说明书的编写 (52)参考文献 (53)设计任务书 (54)第二部分填料塔设计一、化工原理课程设计的目的与要求通过理论课的学习和生产实习，学生已经掌握了不少理论知识和生产实际知识，对于一个未来的工程技术人员来说，如何运用所学知识去分析和解决实际问题是至关重要的，本课程设计的目的也是如此。

化工原理课程设计是化工专业的学生在校期间第一次进行的设计，要求每个同学独立完成一个实际装置（本次设计为精馏装置）的设计。

设计中应对精馏原理、操作、流程及设备的结构、制造、安装、检修进行全面考虑，最终以简洁的文字、表格及图纸正确地把设计表达出来。

本次设计是在教师指导下，由学生独立进行的设计。

因此，对学生的独立工作能力和实际工作能力是一次很好的锻炼机会，是培养化工技术人员的一个重要环节。

通过设计，学生应培养和掌握：1、正确的设计思想和认真负责的设计态度。

设计应结合实际进行，力求经济、实用、可靠和先进。

设计应对生产负责。

设计中的每一数据，每一笔一划都要准确可靠，负责到底。

2、独立的工作能力及灵活运用所学知识分析问题和解决问题的能力。

设计由学生独立完成，教师只起指导作用，学生在设计中碰到的问题可和教师进行讨论。

教师只做提示和启发，由学生自己去解决问题，指导教师原则上不负责检查计算结果的准确性，学生应自己负责计算结果的准确性，可靠性。

填料塔化⼯原理课程设计摘要在化⼯⽣产中，⽓体吸收过程是利⽤⽓体混合物中，各组分在液体中溶解度或化学反应活性的差异，在⽓液两相接触是发⽣传质，实现⽓液混合物的分离。

在化学⼯业中，经常需将⽓体混合物中的各个组分加以分离，其⽬的是：①回收或捕获⽓体混合物中的有⽤物质，以制取产品；②除去⼯艺⽓体中的有害成分，使⽓体净化，以便进⼀步加⼯处理；或除去⼯业放空尾⽓中的有害物，以免污染⼤⽓。

实际过程往往同时兼有净化和回收双重⽬的。

吸收是利⽤混合⽓体中各组分在液体中的溶解度的差异来分离⽓态均相混合物的⼀种单元操作。

在化⼯⽣产中主要⽤于原料⽓的净化，有⽤组分的回收等。

⽓液两相的分离是通过它们密切的接触进⾏的，在正常操作下，⽓相为连续相⽽液相为分散相，⽓相组成呈连续变化，⽓相中的成分逐渐被分离出来。

填料塔是⽓液呈连续性接触的⽓液传质设备，属微分接触逆流操作过程。

塔的底部有⽀撑板⽤来⽀撑填料，并允许⽓液通过。

⽀撑板上的填料有整砌和乱堆两种⽅式。

填料层的上⽅有液体分布装置，从⽽使液体均匀喷洒于填料层上。

填料层的空隙率超过90%，⼀般液泛点较⾼，单位塔截⾯积上填料塔的⽣产能⼒较⾼，研究表明，在压⼒⼩于0.3MPa 时，填料塔的分离效率明显优于板式塔。

这次课程设计的任务是⽤⽔吸收空⽓中的⼆氧化硫，然后再进⾏解吸处理得到⼆氧化硫。

要求设计包括塔径、填料塔⾼度、塔管的尺⼨等，需要通过物料衡算得到所需要的基础数据，然后进⾏所需尺⼨的计算得到各种设计参数，为图的绘制打基础，提供数据参考。

⽬录摘要.............................................................. I ⽬录............................................................. II 第⼀章设计⽅案的内容 (1)1.1流程⽅案 (1)1.2设备⽅案 (1)第⼆章设计⽅案的确定 (2)2.1吸收流程选择 (2)2.1.1吸收⼯艺流程的确定 (2)2.1.2流程装置的确定 (3)2.2吸收剂的选择 (3)2.3吸收剂再⽣⽅法的选择 (4)2.4操作温度和压⼒的确定 (4)2.4.1操作温度的确定 (4)2.4.2操作压⼒的确定 (5)第三章吸收塔设备及填料类型与选择 (6)3.1吸收塔设备的选择 (6)3.2填料类型的选择 (6)3.3填料规格的选择 (7)3.4填料材质的选择 (7)第四章吸收塔⼯艺条件的计算 (8)4.1基础物性数据 (8)4.1.1液相物性数据 (8)4.1.2⽓相物性数据 (8)4.2确定⽓液平衡的关系 (9)4.3吸收剂及操作线的确定 (9)4.3.1吸收剂⽤量的确定 (9)4.3.2操作线⽅程的确定 (10)4.4塔径计算 (11)4.4.1采⽤Eckert通⽤关联图法计算泛点速率 (11) 4.4.2操作⽓速： (13)4.4.3塔径计算： (13)4.4.4单位⾼度填料层压降的校核 (14)4.5填料层⾼度计算 (14)4.5.1传质系数的计算 (14)4.5.2 填料层⾼度 (17)4.6填料塔附属⾼度的计算 (18)第五章填料吸收塔附属装置的选型 (19)5.1液体分布器的简要设计 (19)5.1.1液体分布器的选型 (19)5.1.2分布点密度及布液孔数的计算 (20)5.2.塔底液体保持管⾼度的计算 (21)5.3其它附属塔内件的选择 (22)5.3.1 填料⽀撑板 (22)5.3.2 填料压紧装置与床层限制板 (22)第六章辅助设备的选型 (23)6.1管径的选择 (23)6.1.1进液管管径 (23)6.1.2出液管管径 (23)6.1.3进⽓管管径 (24)6.1.4出⽓管管径 (24)6.2泵的选取： (24)6.3风机的选型： (26)第七章关于填料塔设计的选材 (27)参考⽂献 (28)附录 (29)致谢 (34)第⼀章设计⽅案的内容1.1流程⽅案指完成设计任务书所达的任务采⽤怎样的⼯艺路线，包括需要哪些装置设备，物料在个设备间的⾛向，哪些地⽅需要有观测仪表、调节装置，那些取样点以及是否需要有备⽤设备等，按上述内容绘制流程图。

一、设计方案的确定1.1填料塔的结构填料塔的主要构件为包括：填料、液体分布器、填料支承板、液体再分布器、气体和液体进出口管等。

其塔体为一圆形筒体，筒体内分层装有一定高度的填料。

液体由塔顶自上而下沿填料的表面成膜状流下。

如填料层较高，一般设有液体再分布器，以减弱壁流现象带来的不良影响。

气液两相在塔内进行接触传质。

其填料塔的结构见图如下：1.2吸收剂的选择对于SO2的吸收，常用的吸收剂有浓碳酸、亚硫酸盐水溶液、柠檬水溶液，水，鉴于水对SO2具有一定程度的溶解度，蒸气压不高、粘度适中、不易发泡，具有良好的化学稳定性和热稳定性，不易燃、不易爆，安全可靠。

而且水平常易得，经济成本较低，吸收后的溶液相对较易处理，再生和循环性较好，易于实现无害化处理。

因而选择清水作为吸收SO2的吸收剂。

1.3吸收操作条件的确定吸收条件也即吸收塔的操作温度和操作压力。

在本设计中，清水的温度为20℃，气体的进口温度为25℃，吸收温度为20℃，为等温吸收。

操作压力为常压操作，也即101.325kPa。

1.4吸收操作流程气、液两相在塔内的流动有逆流和并流两种方式。

在逆流操作条件下，两相传质平均推动力最大，可以减少设备的尺寸，提高吸收率和吸收剂的使用效率，因而逆流操作优于并流操作。

但是，如果处理的气体溶解度大，并流和逆流的操作推动力相差不大，采用并流操作可以不受泛液的限制，提高操作气速，增大生产能力。

对于SO 2而言，当水温为20℃时，查《化工原理》（化学工业出版社）P187图5-2，可得20℃时SO 2在水中的溶解度大约为8)](1000/[)(22O H g SO g ，也即SO 2在水中的溶解度不大，此时应该选择逆流操作。

吸收流程如附图所示。

二、 填料塔吸收工艺计算2.1 物料衡算2.1.1 吸收剂（水）的流量计算 该设计中，矿石焙烧炉送出的气体流量为1800+95⨯10=2750 m 3/h 惰性气体流量为G=4.222750×2515.27315.273+×（1-0.005）=106.85kmol/hy 1=0.005，Y 1=y 1/(1-y 1)0526.0005.01005.0=- 吸收效率 η=1-Y 2/Y 1=0.96，Y 2=（1-0.96）Y 1=2.10×10-3 x 2=0，X 2=0 查表（《化工原理》P189表5-1）得SO 2水溶液在20℃时的亨利系数为 E=3550kPam=E/p=325.1013550=35.04其汽液相平衡近似服从亨利定律，则Y 1=mX 1*，X 1*=Y 1/m=50.104.330526.0=×10-3 最小液气比为（G L ）min =33111050.11010.20526.02*2--⨯⨯-=--X X Y Y =33.67 取G L =1.3（GL）min =1.3×33.67=43.77 L=43.77G=4676.82kmol/hG L =2121X X Y Y -- ⇒ X 1=GL Y Y /21-=1.15×10-3 操作线方程为Y=32221010.244.43])([-⨯+=-++X X GLY Y X G L 2.2 塔径的计算吸收塔的吸收为等温吸收，其温度为20℃。

（完整版）化工原理填料塔毕业课程设计化工原理课程设计设计题目：清水吸收氨气的填料塔装置设计专业：应用化学学生姓名：学生学号：院级班：指导老师：前言：课程设计是比较综合性和实践性较强的教学环节，是理论联系实际的桥梁，是使学生体察工程实际问题复杂性、学习化工设计基本知识的初次尝试。

通过课程设计，要求学生能综合利用本课程和前修课程的基本知识，进行融会贯通的独立思考，在规定的时间内完成指定的化工设计任务，从而得到化工工程设计的初步训练。

通过课程设计，要求学生了解工程设计的基本内容，掌握化工设计的程序和方法，培养学生分析和解决工程实际问题的能力。

同时，通过课程设计，还可以使学生树立正确的设计思想，培养实事求是、严肃认真、高度责任感的工作作风。

课程设计是增强工程观念，培养提高学生独立工作能力的有益实践。

经过学习,我知道，填料塔吸收净化工艺不单应用在化工领域 ,在低浓度工业废气净化方面也能很好地发挥作用。

工程实践表明,合理的系统工艺和塔体设计 ,是保证净化效果的前提。

这次课程设计我把聚丙烯阶梯填料应用于水吸收氨过程的工艺设计以及工程问题。

目录第一章绪论 (5)第二章填料塔的设计内容和设计条件 (6)2.1填料塔的主体结构与特点 (6)2.3填料塔的设计任务 (6)2.3填料塔的设计条件 (6)第三章填料塔的设计方案 (7)3.1吸收剂的选择 (7)3.2装置流程图的确定及流程说明 (7)3.3填料的类型与选择 (8)3.3.1填料种类的选择 (8)3.3.2填料规格的选择 (8)3.3.3填料材质的选择 (9)3.3.4填料尺寸的选择 (9)3.4基础物性数据 (9)3.4.1液相物性数据 (9)3.4.2气相物性数据 (10)3.4.3气液平衡数据 (10)第四章填料塔的工艺计算 (10)4.1物料衡算，确定塔顶、塔底的气液流量和组成 (11)4.2塔径的计算 (12)4.3填料层高度的计算 (14)4.4填料层压降的计算 (16)第五章填料塔内件的类型及设计 (17)5.1塔内件类型 (17)5.2塔内件的设计 (17)5.2.1填料支撑件的设计 (17)5.2.2填料床层压板和限制器的设计 (17)5.2.3液体分布器的设计 (18)5.2.4液体收集再分布器的设计 (19)第六章吸收塔塔体材料的选择 (19)6.1吸收塔塔体材料 (19)6.2吸收塔的内径 (19)6.3壁厚的计算 (19)6.4强度校核 (20)第七章封头的选型依据，材料及尺寸规格 (20) 7.1封头的选型：标准的椭圆封头 (20)7.2封头材料的选择 (20)7.3封头的高 (20)7.4封头的壁厚 (21)第八章液体的喷淋装置 (21)第九章除沫装置 (22)9.1设计气速的计算 (22)9.2丝网盘的直径 (22)9.3丝网层厚度H的确定 (22)第十章管结构 (23)10.1气体和液体的进出的装置 (23)10.2填料卸出口 (23)10.3塔体各开孔补强设计 (23)第十一章填料塔高度的确定（除去支座） (24) 11.1吸收高度 (25)11.2支持圈高度 (25)11.3栅板高度 (25)11.4支持板高度 (25)11.5液体再分布装置高度 (25)11.6液体喷淋装置高度 (25)11.7塔底除雾沫器高度 (25)11.8塔底段高度 (25)11.9封头高度 (26)第十二章塔体总设备总质量 (26)12.1塔体的质量 (26)12.2封头的质量 (26)12.3填料质量 (26)12.4内部结构及其它附件总质量 (27)12.5水压试验的质量 (27)第十三章容器的支座与焊接 (27)第十四章设计一览表 (27)第十五章主要符号说明 (28)第十六章总结 (29)第十七章参考文献 (30)第一章绪论填料塔属于化工单元操作中蒸馏（精馏）、吸收等的过程设备。

前言本题目数据来自某石油炼厂的催化重整，重整产生的芳烃有苯、甲苯和二甲苯等，经精馏分离得到各种芳烃，苯—甲苯精馏是其中精馏分离过程的重要一步在化学工业和石油工业中广泛应用的诸如吸收、解吸、精馏、萃取等单元操作中，气液传质设备必不可少。

塔设备就是使气液成两相通过精密接触达到相际传质和传热目的的气液传质设备之一。

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流动时，有逐渐向塔壁集中的趋势，使得塔壁附近的液流量逐渐增大，这种现象称为壁流。

壁流效应造成气液两相在填料层中分布不均，从而使传质效率下降。

因此，当填料层较高时，需要进行分段，中间设置再分布装置。

液体再分布装置包括液体收集器和液体再分布器两部分，上层填料流下的液体经液体收集器收集后，送到液体再分布器，经重新分布后喷淋到下层填料上。

填料塔具有生产能力大，分离效率高，压降小，持液量小，操作弹性大等优点。

填料塔也有一些不足之处，如填料造价高；当液体负荷较小时不能有效地润湿填料表面，使传质效率降低；不能直接用于有悬浮物或容易聚合的物料；对侧线进料和出料等复杂精馏不太适合等。

但近年来又倾向于认为在一定塔径范围内，采用新型高效填料（如鲍尔环或鞍型填料）可以得到很好的经济效果。

总之根据不同的具体情况（特别是在小直径塔，或压降有一定限制，或有腐蚀情况时），填料塔还是具有很多适用的。

本次课程设计就是针对苯-甲苯系而进行的常压二元填料精馏塔的设计及相关设备选型苯-甲苯最新分离工艺苯、甲苯、是重要的石油化工原料。

化工原理填料精馏塔课程设计(1)化工原理填料精馏塔是当今化工行业中非常重要的设备之一。

它广泛应用于石油、化工、制药等领域，用于分离混合物中各种化学成分。

设计一台高效的填料精馏塔对于现代化工工艺的优化具有非常重要的意义。

以下是本文的详细分析：一、填料精馏塔的基本原理填料精馏塔通过气液两相不断交替接触和分离，使得混合物中各组分按照它们的相对挥发度的差异逐层分离。

填料从底部铺设，分散和扩散气液两相，以增加它们的接触面积。

当气液两相分别在填料中上升或下降时，有机物质被逐渐降解，而氮气被压缩并逐渐减少，从而实现了对混合物中化学成分的有效分离。

二、填料的设计和选择原则填料的设计是塔设计的重要部分，直接影响塔的传质效率和分离效率。

一般来说，设计填料需考虑以下几个方面：1.适合进行填充的物理和化学特性，如表面特性、成分和温度等。

2.填料的特性、密度和尺寸，如图案、强度和形状等。

3.填料表面积和孔隙度，以保证充分的液体和气体交互。

4.填料的摩擦程度和磨损程度，以保证填料的长久使用。

三、塔的设计和操作条件填料精馏塔的设计和操作条件，直接影响其在生产中的效率和维护。

此外，塔的设计和操作条件也对其在工艺流程中的稳定性和可靠性起着关键作用。

1.塔的结构和材料：塔本身的结构和制作材料需要考虑制造成本、塔的使用寿命和催化效果等因素。

2.操作条件：包括压力和温度等因素，这些要求越高，就会使整个塔的成本越高。

3.塔的尺寸和高度：这两个因素直接关系到底部或顶部对于反应器的入口和出口以及催化剂的管道的连接类型。

四、塔的效率和性能考虑塔的效率和性能是衡量其适用性和优越性的重要指标之一。

一般来说，考虑以下因素：1.温度梯度：温度在塔内的分布最好能够均匀，确保每一层都能充分地切割底面的原料。

2.压力梯度：压力的变化应该尽可能地小，确保气体分布均匀，并且在塔的底部更好。

3.填料特性：填料的形状、材料和表面积等要求越高，那么填料的传质速度也就越快，从而促进了混合物的分离。

填料塔课设1. 引言填料塔是一种常见的化工设备，广泛应用于石油、化工、冶金等行业中。

填料塔通过将液体和气体经过填料层进行接触和传质，实现物质的分离、反应和提纯等目的。

本次课设将围绕填料塔展开，包括填料塔的结构与工作原理、设计计算方法以及关键参数的确定等内容。

2. 填料塔的结构与工作原理2.1 结构填料塔一般由下部液体分布器、上部气体收集器和中间的填料层组成。

液体分布器通常由喷嘴或板式分布器构成，用于将液体均匀地喷洒在填料层上。

气体收集器则起到收集上升气流并导向出口的作用。

2.2 工作原理当气体从底部进入填料塔时，通过填料层时会与液体进行接触。

在接触过程中，气体中溶解的物质可能会被吸附到液体表面上，同时也有可能从液相转移到气相中。

而液相则可能会从液膜中挥发出来，形成气相。

通过填料层的接触和传质作用，物质的分离和提纯得以实现。

3. 设计计算方法3.1 填料选择填料的选择是填料塔设计中非常重要的一步。

合适的填料能够提高传质效率和分离效果。

常见的填料有环状填料、球状填料、片状填料等。

在选择填料时需要考虑到具体工艺要求、物理化学性质以及经济因素等。

3.2 填充度计算填充度是指填充在塔内的有效填料体积与总体积之比。

根据不同的工艺要求和经验公式，可以进行填充度的初步估算。

3.3 塔径与塔高确定塔径和塔高是设计中需要确定的重要参数。

根据流量、液体停留时间、传质效率等要求，可以通过经验公式或者模拟计算来确定合适的塔径和塔高。

4. 关键参数确定4.1 液体停留时间液体停留时间是指液体在填料层中停留的平均时间。

根据具体工艺要求，可以通过液体流量和塔体积来计算得到。

4.2 传质效率传质效率是评价填料塔性能的重要指标之一。

传质效率的高低直接影响到分离效果。

常用的评价指标有传质高度、传质系数等。

4.3 填料高度填料高度是指填料层在塔内所占的高度。

根据经验公式或者模拟计算，可以确定合适的填料高度。

5. 结论本次课设中我们对填料塔进行了全面详细、完整且深入的研究。