年处理量---吨二氧化硫气体吸收的设计任务书.doc

吉林化工学院化工原理课程

程设计任务书
1、设计题目：年处理量为　3153.34　吨SO2的工艺设计；
矿石焙烧炉送出的气体冷却到25℃后送入填料塔中，用20℃清水洗涤除去其中的SO2。入塔的炉气流量为3290m3/h，其中进塔SO2的摩尔分率为0.05，要求SO2的吸收率为98％。吸收塔为常压操作，因该过程液气比很大，吸收温度基本不变，可近似取为清水的温度。吸收剂的用量为最小用量的1.5倍。
2、工艺操作条件：
（1）操作平均压力 常压
（2）操作温度 t=20℃
（3）每年生产时间：300天。
（4）选用填料类型及规格自选。
3、设计任务：
完成二氧化硫吸收的工艺设计与计算，有关附属设备的设计计算和选型，绘制吸收系统带控制点工艺流程图和吸收塔的工艺条件图，编写设计说明书。（注：两图采用电子和手绘各一张）

目录
前言………………………………………………………..…………………………….……….……….… 4
第一章 绪论………………………………………………..…………………………….……….……5
1.1 吸收技术简介…………………………………………………..………………………………5
1.2 吸收设备的发展…………………………………………………..…………………………….5
1.3 吸收在工业中的应用……………………………………………………..………………………6
第二章 吸收塔的设计方案……………………………………………………..…………………7
2.1吸收剂的选择………………………………………………..…………………………….……7
2.2.1吸收工艺流程的确定 8
2.2.2吸收工艺流程图及工艺过程说明 8
2.3吸收塔设备及填料的选择 10
2.3.1吸收塔设备的选择 10
2.3.2填料的选择 11
2.4吸收剂再生方法的选择 13
2.5 操作参数的选择 14
2.5.1操作温度的确定 14
2.5.2操作压力的确定 14
第三章 吸收塔工艺条件的计算 15
3.1基础物性数据 15
3.1.1液相物性数据 15
3.1.2气相物性数据 15
3.1.3气液两相平衡时的数据 15
3.2物料衡算 16
3.3填料塔的工艺尺寸计算 16
3.3.1塔径的计算 16
3.3.2泛点率校核和填料规格 17
填料规格校核 17
3.3.3液体喷淋密度校核 17
3.4填料层高度计算 18
3.4.1传质单元数的计算 18
3.4.2传质单元高度的计算 18
3.4.3填料层高度的计算 20
3.5填料塔附属高度的计算 20
3.6液体分布器的简要设计 21
3.6.1液体分布器的选型 21
3.6.2分布点密度及布液孔数的计算 22
3.6.3塔底液体保持管高度的计算 23
3.7其它附属塔内件的选择 23
3.7.1 填料支撑板 23
3.7.2 填料压紧装置与床层限制板 24
3.7.3气体进出口装置与排液装置 24
3.8流体力学参数计算 25
3.8.1填料层压力降的计算 25
3.8.2泛点率 26
3.9附属设备的计算与选择 26
3.9.1吸收塔主要接管的尺寸计算 26
工艺设计计算结果汇总与主要符号说明 29
设计方案讨论 34
附录 35
参考文献 36
结束语 37
设备条件图 37

38

一、 前言
课程设计是本学科教程教学过程中综合性和实践性比较强的教学环节，通过课程设计，使得学生将理论与实际相联系，实际与理论相结合，实际不断完善，灵活应用理论知识。同时，也使得学生亲身体会实际问题的复杂多变，学习化工原理课程基本知识的初次尝试。在课程设计的过程中，促使学生充分应用本课程的基本知识，同时，查阅相关资料提升学生的知识面，将理论与实际融会贯通。
要求学生在规定时间内完成课程设计的任务，让学生得到化工设计的训练，了解化工设计的基本内容，掌握设计的程序和方法，培养学生提出问题，分析问题，解决问题的能力，提升分析能力和创新能力，以及实事求是，严谨认真，负责的工作态度。
课程设计，增强学生工程的概念，，提高独立思考的能力，将所学的基本知识灵活应用，有助于处理在生活中遇到的问题，为今后在工作中处理实际问题做好了准备。

第一章 绪论

1.1 吸收技术简介

当气体混合物与适当的液体接触，气体中的一个或几个组分溶解于液体中，而不能溶解组分仍留在气体中，使气体得以分离，吸收过程使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，实现各组分的单元操作。
实际生产过程中，吸收过程所用的吸收剂常需回收利用，故一般来说，完整的吸收过程应包含吸收和解吸两部分，因而在设计上应将两部分综合考虑，才能得到较为理想的设计结果，所以应将吸收和解吸两部分作为一个完整的单元过程综合考虑其工艺设计，方可提高综合处理工程问题的能力。作为吸收过程的工艺设计，其一般性问题在给定混合气体处理量、混合气体组分、温度、压力以及分离要求的条件下，完成以下工作：
①根据给定的分离任务，确定吸收方案。
②根据流程进行过程的物料及热量衡算，确定工艺参数。
③依据物料及热量衡算进行过程的设备选型或设备设计。
④绘制工艺流图及设备的工艺条件图。
⑤编写工艺设计说明书。

1.2吸收设备的发展

吸收设备有多种类型，如填料塔、板式塔、喷洒塔和鼓泡塔等，最常用的有填料塔与板式塔。填料塔中装有诸如瓷环之类的填料；气液接触在填料中进行，板式塔中有筛孔塔板，气液亮相在塔板上鼓泡进行接触。
工业模型的填料塔始于1881年的蒸馏操作中，1904年采用于炼油工业，当时的填料是碎砖瓦、小石块和管子缩节等。20世纪初，填料塔进入一个新的发展阶段，在瓷环填料亦称拉西环填料被广泛采用后，弧鞍型填料继问世，特别是出现了斯特曼填料后，便大大的促进了规整填料的发展，除了各种填料大大涌现外，还发展了多管塔、乳化塔等成为高效填料塔的新塔型。
从20世纪60年代起新型填料有了较多的发展，属于颗粒型填料的有：海佐涅尔填料、阶梯环填料、多角螺旋填料、金属鞍环填料、比阿雷茨基环、莱瓦填料以及它们的改进形式。属于规整填料有：苏采尔填料、重叠式丝网波纹板填料、重叠式金属波形板填料、格里希栅格填料、格子填料、拉伸金属网填料、塑料蜂窝填料、Z 形格子填料、Perform 喷射式填料和脉冲填料等。同时还创建了使小球浮动来强化传质的湍球格。
进入20世纪70年代后，至于新型填料的研究，希望找到有利于气液分布均匀、高效和制造方便的填料。
近年来随着化工产业的发展，大规模的吸收设备已经广泛用于实际生产当中。具有了很高的吸收效率，以及在节能方面也日趋完善。填料塔的工艺设计内容是在明确了装置的处理量，操作温度及操作压力及相应的相平衡关系的条件下，完成填料塔的工艺尺寸及其它塔内设计。在今后的化学工艺的生产中，对吸收设备的要求及效率将会有更高的要求，所以日益完善的吸收设备会逐渐应用于实际的工业生产中。

1.3吸收在工业中的应用

在化工生产中所处理的原料﹑中间产物﹑粗产品等几乎都是混合物，而且大部分是均相混合物，为进一步加工和使用，常需将这些混合物分离为较纯净或几乎纯态的物质。对于均相物系，要想进行组分间的分离，必须要造成一两个物系，利用原物系中各组分间某种物性的差异，而使其中某个组分（或某些组分）从一相转移到另一相，以达到分离的目的。物质在相间的转移过程称为物质传递过程。吸收单元操作是化学工业中常见的传质过程。
气体的吸收在化工生产中主要用来达到以下几种目的 ：
①有用组分的回收。例如用硫酸处理焦炉气以回收其中的二氧化硫，用气油处理焦炉气以回收其中的芳烃，用液态烃处理裂解气以回收其中的乙烯、丙烯等。
②原料气的净化。例如用水和碱液脱除合成二氧化硫原料气中的二氧化碳，用丙酮脱除裂解气中的乙炔等。
③某些产品的制取。例如用水吸收二氧化氮以制造硝酸，用水吸收氯化氢以制备盐酸，用水吸收甲醛以制备福尔马林溶液等。
④废气的治理。例如：电厂的锅炉尾气含二氧化硫。硝酸生产尾气含一氧化氮等有害气体，均须用吸收方法除去。

第二章 吸收塔的设计方案

2.1 吸收剂的选择

吸收操作，选择适宜的吸收剂，具有十分重要的意义。其对吸收操作过程的经济性有着十分重要的影响。一般情况下，选择吸收剂，要着重考虑如下问题：
1． 对溶质的溶解度大
所选的吸收剂对溶质的溶解度大，则单位量的吸收剂能够溶解较多的溶质，在一定的处理量和分离要求条件下，吸收剂的用量小，可以有效地减少吸收剂循环量，这对于减少过程功耗和再生能量消耗十分有利。另一方面，在同样的吸收剂用量下，液相的传质推动力大，则可以提高吸收速率，减小塔设备的尺寸。
2． 对溶质有较高的选择性
对溶质有较高的选择性，即要求选用的吸收剂应对溶质有较大的溶解度，而对其它组分则溶解度要小或基本不溶，这样，不但可以减小惰性气体组分的损失，而且可以提高解吸后溶质气体的纯度。
3． 不易挥发
吸收剂在操作条件下应具有较低的蒸汽压，以避免吸收过程中吸收剂的损失，提高吸收过程的经济性。
4． 再生性能好
由于在吸收剂再生过程中，一般要对其进行升温或气提等处理，能量消耗较大，因而，吸收剂再生性能的好坏，对吸收过程能耗的影响极大，选用具有良好再生性能的吸收剂，往往能有效地降低过程的能量消耗。
以上四个方面是选择吸收剂时应该考虑的主要问题，其次，还应该注意所选择地吸收剂应该具有良好的物理、化学性能和经济性。其良好的物理性能主要指吸收剂的粘度要小，不易发泡，以保证吸收剂具有良好的流动性能和分布性能。良好的化学性能主要指具有良好的化学稳定性和热稳定性，以防止在使用中发生变质，同时要求吸收剂尽可能无毒、无易燃易爆性，对相关设备无腐蚀性（或较小的腐蚀性）。吸收剂的经济性主要指应尽可能选择用廉价易得的溶剂，两种吸收剂如下：
物理吸收剂：吸收容量（溶解度）正比于溶质分压；吸收热效应很小（适用于等温）；常用降压闪蒸解吸；适用于溶质含量高，而净化度要求不太高的场合；对设备腐蚀性小，不易变质。
化学吸收剂：吸收容量对溶质分压不太敏感；吸收热效应显著；用低压蒸汽提解吸；适于溶质含量不高，而净化度要求很高的场合；对设备腐蚀性大，易变质。

2.2 吸收流程选择.

图2-1

吸收SO2的流程包括吸收和解吸两大部分。混合气体冷却至20℃ 下进入吸收塔底部，水从塔顶淋下，塔内装有填料以扩大气液接触面积。在气体与液体接触的过程中，气体中的SO2 溶解于水，使离开吸收塔顶的气体二氧化硫含量降低至允许值，而溶有较多二氧化硫的液体由吸收塔底排出。为了回收二氧化硫并再次利用水，需要将水和二氧化硫分离开，称为溶剂的再生。解吸是溶剂再生的一种方法，含二氧化硫的水溶液经过加热后送入解吸塔，与上升的过热蒸汽接触，二氧化硫从液相中解吸至气相。二氧化硫被解吸后，水溶剂得到再生，经过冷却后再重新作为吸收剂送入吸收塔循环使用。

设计填料吸收塔实体主体结构示意图如下：

图 2--2

2.3吸收塔设备及填料的选择

2.3.1吸收塔设备的选择
对于吸收过程，能够完成其分离任务的塔设备有多种，如何从众多的塔设备中选择合适的类型是进行工艺设计得首要工作。而进行这一项工作则需对吸收过程进行充分的研究后，并经多方案对比方能得到较满意的结果。一般而言，吸收用塔设备与精馏过程所需要的塔设备具有相同的原则要求，即用较小直径的塔设备完成规定的处理量，塔板或填料层阻力要小，具有良好的传质性能，具有合适的操作弹性，结构简单，造价低，易于制造、安装、操作和维修等。
在液体流率很低难以充分润湿填料，或塔径过大，使用填料塔不很经济的情况下，以采用板式塔为宜。但作为吸收过程，一般具有操作液气比大的特点，因而更适用于填料塔。此外，填料塔阻力小，效率高，有利于过程节能，所以对于吸收过程来说，以采用填料塔居多。
本次吸收塔设计选择填料吸收塔。
2.3.2填料的选择

塔填料是填料塔中的气液相间传质组件，是填料塔的核心部分。其种类繁多，性能上各有差异。

图 2--3
1.散堆填料 目前散堆填料主要有环形填料、鞍形填料、环鞍形填料及球形填料。所用的材质有陶瓷、塑料、石墨、玻璃及金属等

（1）拉西环填料拉西环填料于1914年由拉西（F. Rashching）发明，为外径与高度相等的圆环，如图片拉西环所示。拉西环填料的气液分布较差，传质效率低，阻力大，通量小，目前工业上已较少应用。
（2） 鲍尔环填料如图片鲍耳环所示，鲍尔环是对拉西环的改进，在拉西环的侧壁上开出两排长方形的窗孔，被切开的环壁的一侧仍与壁面相连，另一侧向环内弯曲，形成内伸的舌叶，诸舌叶的侧边在环中心相搭。鲍尔环由于环壁开孔，大大提高了环内空间及环内表面的利用率，气流阻力小，液体分布均匀。与拉西环相比，鲍尔环的气体通量可增加50%以上，传质效率提高30%左右。鲍尔环是一种应用较广的填料。
（3） 阶梯环(Stairs wreath)填料如图片阶梯环所示，填料的阶梯环结构与鲍尔环填料相似，环壁上开有长方形小孔，环内有两层交错 45°的十字形叶片，环的高度为直径的一半，环的一端成喇叭口形状的翻边。这样的结构使得阶梯环填料的性能在鲍尔环的基础上又有提高，其生产能力可提高约10%，压降则可降低25%，且由于填料间呈多点接触，床层均匀，较好地避免了沟流现象。阶梯环一般由塑料和金属制成，由于其性能优于其它侧壁上开孔的填料，因此获得广泛的应用。
（4） 矩鞍填料如图片矩鞍填料所示，将弧鞍填料两端的弧形面改为矩形面，且两面大小不等，即成为矩鞍填料。矩鞍填料堆积时不会套叠，液体分布较均匀。矩鞍填料一般采用瓷质材料制成，其性能优于拉西环。目前，国内绝大多数应用瓷拉西环的场合，均已被瓷矩鞍填料所取代。
（5） 金属环矩鞍填料如图片金属换环聚鞍填料所示，环矩鞍填料（国外称为Intalox）是兼顾环形和鞍形结构特点而设计出的一种新型填料，该填料一般以金属材质制成，故又称为金属环矩鞍填料。环矩鞍填料将环形填料和鞍形填料两者的优点集于一体，其综合性能优于鲍尔环和阶梯环，在散装填料中应用较多。
2．规整填料 规整填料是由许多相同尺寸和形状的材料组成的填料单元，以整砌的方式装填在塔体中。规整填料主要包括板波纹填料、丝网波纹填料、格利希格栅、脉冲填料等，其中尤以板波纹填料和丝网波纹填料所用材料主要有金属丝网和塑料丝网。
（1）格栅填料(Space grid filler)是以条状单元体经一定规则组合而成的，具有多种结构形式。工业上应用最早的格栅填料为如图片3-12（a）所示的木格栅填料。目前应用较为普遍的有格里奇格栅填料、网孔格栅填料、蜂窝格栅填料等，其中以图片3-12（b）所示的格里奇格栅填料最具代表性。格栅填料的比表面积较低，主要用于要求压降小、负荷大及防堵等场合。
（2）波纹填料(Ripples filler)目前工业上应用的规整填料绝大部分为波纹填料，它是由许多波纹薄板组成的圆盘状填料，波纹与塔轴的倾角有30°和45°两种，组装时相邻两波纹板反向靠叠。各盘填料垂直装于塔内，相邻的两盘填料间交错90°排列。波纹填料按结构可分为网波纹填料和板波纹填料两大类，其材质又有金属、塑料和陶瓷等之分。金属丝网波纹填料是网波纹填料的主要形式，它是由金属丝网制成的。金属丝网波纹填料的压降低，分离效率很高，特别适用于精密精馏及真空精馏装置，为难分离物系、热敏性物系的精馏提供了有效的手段。尽管其造价高，但因其性能优良仍得到了广泛的应用。
（d）所示，金属板波纹填料是板波纹填料的一种主要形式。该填料的波纹板片上冲压有许多f5mm左右的小孔，可起到粗分配板片上的液体、加强横向混合的作用。波纹板片上轧成细小沟纹，可起到细分配板片上的液体、增强表面润湿性能的作用。金属孔板波纹填料强度高，耐腐蚀性强，特别适用于大直径塔及气液负荷较大的场合。
（3）金属压延孔板波纹填料(The metals presses to postpone the bore plank ripples filler)是另一种有代表性的板波纹填料。它与金属孔板波纹填料的主要区别在于板片表面不是冲压孔，而是刺孔，用辗轧方式在板片上辗出很密的孔径为0.4～0.5mm小刺孔。其分离能力类似于网波纹填料，但抗堵能力比网波纹填料强，并且价格便宜，应用较为广泛。波纹填料的优点是结构紧凑，阻力小，传质效率高，处理能力大，比表面积大（常用的有125、150、250、350、500、700等几种）。波纹填料的缺点是不适于处理粘度大、易聚合或有悬浮物的物料，且装卸、清理困难，造价高。
（4）脉冲填料(Pulse filler)是由带缩颈的中空棱柱形个体，按一定方式拼装而成的一种规整填料，如图片3-12（e）所示。脉冲填料组装后，会形成带缩颈的多孔棱形通道，其纵面流道交替收缩和扩大，气液两相通过时产生强烈的湍动。在缩颈段，气速最高，湍动剧烈，从而强化传质。在扩大段，气速减到最小，实现两相的分离。流道收缩、扩大的交替重复，实现了“脉冲”传质过程。脉冲填料的特点是处理量大，压降小，是真空精馏的理想填料。因其优良的液体分布性能使放大效应减少，故特别适用于大塔径的场合。工业上常用规整填料的特性参数可参阅有关手册。
由于该过程处理量不大，所以所用的塔直径不会太大，以采用填料塔较为适宜，所以采用聚丙烯塑料阶梯环填料。其主要性能参数为：
比表面积 =132.5m
孔隙率 =0.91
形状修正系数 =1.45
填料因子 =170m
A=0.204
临界张力

2.4吸收剂再生方法的选择
依据所用的吸收剂不同可以采用不同的再生方案，工业上常用的吸收剂再生方法主要有减压再生、加热再生及气提再生等。
A. 减压再生（闪蒸）
吸收剂的减压再生是最简单的吸收剂再生方法之一。在吸收塔内，吸收了大量溶质后的吸收剂进入再生塔并减压，使得融入吸收剂中的溶质得以再生。该方法最适用于加压吸收，而且吸收后的后续工艺处于常压或较低压力的条件，如吸收操作处于常压条件下进行，若采用减压再生，那么解吸操作需要在真空条件下进行，则过程可能不够经济
B. 加热再生
加热再生也是吸收剂再生最常用的方法。吸收了大量溶质后的吸收剂进入再生塔内并加热使其升温，溶入吸收剂中的溶质得以解吸。由于再生温度必须高于吸收温度，因而，该方法最适用于常温吸收或在接近于常温的吸收操作，否则，若吸收温度较高，则再生温度必然更高，从而，需要消耗更高品位的能量。一般采用水蒸气作为加热介质，加热方法可依据具体情况采用直接蒸汽加热或采用间接蒸汽加热。
2.5 操作参数的选择
2.5.1操作温度的确定
对于物理吸收而言,降低操作温度,对吸收有利.但低于环境温度的操作温度因其要消耗大量的制冷动力而一般是不可取的,所以一般情况下,取常温吸收较为有利.对于特殊条件的吸收操作方可采用低于或高于环境的温度操作.
对于化学吸收,操作温度应根据化学反应的性质而定,既要考虑温度对化学反应速度常数的影响,也要考虑对化学平衡的影响,使吸收反应具有适宜的反应速度.
对于再生操作,较高的操作温度可以降低溶质的溶解度,因而有利于吸收剂的再生.
而对本设计而言，由吸收过程的气液关系可知，温度降低可增加溶质组分的溶解度，即低温有利于吸收，但操作温度的低限应有吸收系统的具体情况决定。依据本次设计要求，操作温度定为20℃。
2.5.2操作压力的确定
操作压力的选择根据具体情况的不同分为三种：
对于物理吸收,加压操作一方面有利于提高吸收过程的传质推动力而提高过程的传质速率,另一方面,也可以减小气体的体积流率,减小吸收塔径.所以操作十分有利.但工程上,专门为吸收操作而为气体加压,从过程的经济性角度看是不合理的,因而若在前一道工序的压力参数下可以进行吸收操作的情况下,一般是以前道工序的压力作为吸收单元的操作压力.
对于化学吸收,若过程由质量传递过程控制,则提高操作压力有利,若为化学反应过程控制,则操作压力对过程的影响不大,可以完全根据前后工序的压力参数确定吸收操作压力,但加大吸收压力依然可以减小气相的体积流率,对减小塔径仍然是有利的.
对于减压再生(闪蒸)操作,其操作压力应以吸收剂的再生要求而定,逐次或一次从吸收压力减至再生操作压力,逐次闪蒸的再生效果一般要优于一次闪蒸效果.
本设计中由吸收过程的气液平衡可知，压力升高可增加溶质组分的溶解度，即加压有利于吸收。但随着操作压力的升高，对设备的加工制造要求提高，且能耗增加，综合考虑，采用常压101.325kPa。
.

第三章 吸收塔工艺条件的计算

3.1基础物性数据

3.1.1液相物性数据

对于低浓度的吸收过程，溶液的物性数据可以近似取纯水的物性数据
20℃时水的有关物性数据如下：
密度ρL=998.2(kg/m3)
粘度μL=0.001004(Pa.S)=3.6kg/(m.h)
表面张力δL=72.67(dyn/cm)=941803(kg/h2)
SO2在水中的扩散系数DL=1.47×10-5(㎝2/s)=5.29×10-6(m2/h)
密度ρ=996.95kg/m3
粘度μ=90.285Pa·s
饱和蒸汽压P=3.219kPa
3.1.2气相物性数据
混合气体的平均摩尔质量为
Mvm =ΣyiMi=0.05×64.06+0.95×29=30.75
混合气体的平均密度为
kg/m3

混合气体的粘度可近似取为空气的粘度，查手册的20 C°空气的粘度为
(m·h)
在空气中的扩散系数为
m2/s)=0.039 (m2/h)

3.1.3气液两相平衡时的数据
常压下20℃在水中的亨利系数为

相平衡常数为

溶解度系数为

3.2物料衡算
由公式GB（Y1-Y2）=Ls(X1-X2)无论是低浓度吸收还是高浓度吸收均适用，故物料衡算利用此式。（以下计算过程分别以G和L表示GB 和 Ls）
进塔气相摩尔比为

出塔气相摩尔比为

进塔惰性气相流量为

该吸收过程属于低浓度吸收，平衡曲线可近似为直线，最小液气比可按下式计算，即

对于纯溶剂吸收过程，进塔液相组成为

取操作液气比

L=51.51×130.01=6696.82(kmol/h)

+ X2=130.01(0.0526-0.000512)/6696.82+0 =0.0005

3.3填料塔的工艺尺寸计算

3.3.1塔径的计算

液相质量流量可近似按纯水的流量计算，即
=6696.82×18.02=120676.70kg/h
气相质量流量为
=3290×1.278=4204.62kg/h
由贝思-霍夫泛点关联式得

查表塑料阶梯环有ɑL=132.5m A=0.204 K=1.75 ζ=0.91
则

取

圆顶塔径取D=1300mm

3.3.2泛点率校核和填料规格
泛点率校核

(在允许范围50%-80%内)

填料规格校核

阶梯环的径比要求：>8
有即符合要求

3.3.3液体喷淋密度校核
对于直径不超过75mm的散装材料，可取最小润湿速率m3/(m.h)
对于直径超过75mm的散装材料，可取最小润湿速率m3/(m.h)
取最小润湿速率为：

故满足最小喷淋密度的要求.
经以上校核可知，填料塔直径选用D=1300mm合理

3.4填料层高度计算

3.4.1传质单元数的计算

解吸因数为

气相总传质单元数为

3.4.2传质单元高度的计算

气相总传质单元高度采用修正的恩田关联式计算

查表(常见材质的临界表面张力值) ，
液体质量通量为

αw=αL×0.632=132.5×0.632=83.74
气体质量通量为
气膜系数：

液膜吸收系数由下式计算

由，查附得，

则

因为，故需要校正。
由
，得

则有

由

3.4.3填料层高度的计算

根据设计经验，填料层设计高度一般为 ~
因此取
所以设计取填料层高度为
查附，对于阶梯环填料，h/D=8～15,m

取则
计算得填料层高度为7700mm，故不需要分段。

3.5填料塔附属高度的计算

塔上部空间高度，通过相关资料可知，可取为1.3m，塔底液相停留时间按1.5min考虑，则塔釜液所占空间高度为：

考虑到气相接管所占空间高度，底部空间高度可取2.8m，所以塔的附属空间高度可以取为1.3+2.8=4.1米。
因此塔的实际高度取H=7.7+4.1=11.8(m)

3.6液体分布器的简要设计

3.6.1液体分布器的选型

液体分布装置的种类多样，有喷头式、盘式、管式、槽式、及槽盘式等。工业应用以管式、槽式、及槽盘式为主。
性能优良的液体分布器设计时必须满足以下几点：
⑴液体分布均匀 评价液体分布均匀的标准是：足够的分布点密度；分布点的几何均匀性；降液点间流量的均匀性。
①分布点密度。液体分布器分布点密度的选取与填料类型及规格、塔径大小、操作条件等密切相关，各种文献推荐的值也相差较大。
大致规律是：塔径越大，分布点密度越小；液体喷淋密度越小，分布点密度越大。对于散装填料，填料尺寸越大，分布点密度越小。表3-1列出了散装填料塔的分布点密度推荐值

表3-1 Eckert的散装填料塔分布点密度推荐值
塔径，mm
分布点密度，塔截面
D=400
330
D=750
170
D≥1200
42

②分布点的几何均匀性。分布点在塔截面上的几何均匀分布是较之分布点密度更为重要的问题。设计中，一般需通过反复计算和绘图排列，进行比较，选择较佳方案。分布点的排列可采用正方形、正三角形等不同方式。
③降夜点间流量的均匀性。为保证各分布点的流量均匀，需要分布器总体的合理设计、精细的制作和正确的安装。高性能的液体分布器，要求个分布点与平均流量的偏差小于6%。
⑵操作弹性大 液体分布器的操作弹性是指液体的最大负荷与最小负荷之比。设计中，一般要求液体分布器的操作弹性为2～4，对于液体负荷变化很大的工艺过程，有时要求操作弹性达到10以上，此时，分布器必须特殊设计。
⑶自由截面积大 液体分布器的自由截面积是指气体通道占