化工用填料吸收塔設計要素原理
點擊次數：1529 更新時間：2019-08-26
化工用填料吸收塔設計要素原理
化工填料吸收塔設計主要包括兩部分內容，一是吸收過程計算，二是吸收塔設計。根據吸收系統的物系性質、被吸收組分分離純度、操作條件等參數，對吸收過程進行物料、熱量平衡計算;傳質計算確定需要填料層高度;塔設備的結構計算，確定塔的直徑、高度，并合理設計液體及氣體分布器及其他的塔內件。
一、塔徑計算: 對于散裝填料，塔徑要求比填料直徑大8-10倍。 良好的設計不僅要選擇合適的填料及塔徑，而且還應考慮塔操作的經濟因素及穩定因素。經濟因素是指所選定的塔徑具有低總操作費用，此時塔的操作氣速稱為經濟氣速。
二、塔高計算: 吸收過程所需的填料高度與物性、產品純度、選用填料、塔內流動工況等因素有關，通常需要實際測定傳質系數或傳質單元高度。對于理論計算較多采用實測數據的回歸方，計算得到的填料高度在設計中要考慮一定的安全系數。
三、設計條件:首先必須明確設計任務，確定原料氣體的處理量及組分;提出分離要求，即被分離組分在凈化氣中的含量或給出被分離組分的回收率;入塔溶液中可溶性組分的含量;塔的操作溫度、壓力;氣相、液相入塔的溫度及壓力;吸收過程的其他要求，例如全塔壓降是否有特殊要求，足否有熱敏性物質，物系的腐蝕情況等。
四、物料平衡計算:吸收過程的進行是混合氣體中各組分在某溶劑(吸收液)中的溶解度存在差別，由于可溶性氣體的溶解度大于惰性氣體的溶解度，可溶性氣體被溶劑吸收，從而達到混合氣體分離的目的。
五、填料選擇需根據物系性質，分離的難易程度，操作條件，物系的腐蝕性能等因素選擇填料的類型，尺寸及材質。填料可用規整填料，亦可用散裝填料。規整填料空隙率大，壓降低，允許通量大，對于氣膜控制的難分離物系用它較為合適，但與散裝填料相比，規整填料價格較高，制造安裝比較麻煩。散裝填料在吸收中應用廣泛，適應性強，填料價格便宜，制造、安裝、清洗方使。
無論規整填料或散裝填料，都有各種不同型號及尺寸，而各種填料的流體力學性能、傳質性能、操作彈性負荷等都有較大差異，可初選幾種填料。進行塔補、壓降計算，估計設備的投資費用及操作費用，進行優化比較，確定填料類型及尺寸，一般情況下，吸收過程的液量都很大，宜用大尺寸的填料。
關于填料的材質，對于吸收過程選用金屬、塑料及陶瓷均可，應視被分離介質的特性及操作條件而定。
金屬材質通常有不銹鋼、碳鋼、鋁、銅、低合金鋼等，塑料材質有聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯等，陶瓷類有耐酸陶瓷、耐堿陶瓷等。應按物系腐蝕程度選材，對塑料材質還需要考慮材質的耐熱性。
