填料式吸收塔的机械设计

SO3填料式吸收塔的机械设计

在石油、化工及轻工等行业中所设计到的均相流体分离过程，多采用吸收或径流的方法进行。所采用的设备称为气液传质设备，也称塔设备。作为塔设备，首先从结构上应能使气液两相在塔内充分接触，以获得较高的传质效率。按照塔内件结构形式，塔设备可分为两大类——板式塔和填料塔。填料塔中装有一定高度的填料层，液体在填料表面行程液膜向下流动，气体自下而上与液体呈连续变化。由于填料塔的特定结构和由之决定的气液两相膜式接触传质，使之具有以下特点。

1.生产能力大。

2.压降低。

3.分离效率较高。

4.持液量小。

5.操作液—气比和弹性较大。

填料塔由塔体和内件构成。塔体一般多为圆筒型，少数亦可方型。塔内件中核心组成部分是塔填料，分散堆型和规整型。此外，为固定填料层，设有填料支撑板和填料压板；为使液体均匀分布，在填料层顶部设有液体初始分布器，为减少液体的壁流现象，常将填料层分段放置，在两段填料层之间这有液体收集—再分布器，在液体初始分布器上方装有除雾沫器；对大直径填料塔，气体入填料层前需经气体分布器，还设有各种气液进出口、人孔、视孔及人孔等部件。

附图（一）

1.2 课题设计内容、设计参数

  1.2.1 设计内容

1.填料塔材料的选择；

2.填料塔的塔径和高度的计算；

3.筒体选材及壁厚计算；

4.上下封头型式、材料的确定以及厚度的计算与校核；

5．填料塔的附件设计；

 1.2.2 设计主参数的确定

此次设计要求完成S03吸收塔的结构尺寸计算，强度计算校核，设计温度25℃，设计压力1.6;塔体的腐蚀裕量取2，地脚螺栓的腐蚀裕量取3；设定吸收剂为油。具体设计条件如下：

设计压力：1.6

设计温度：25℃

塔直径：1.5

塔高：30

塔体建造场地：Ⅱ类场地土、近震、B类地区

2.填料塔的分类和材料选择

2.1介绍吸收塔及填料式吸收塔

吸收塔是实现吸收操作的设备。按气液相接触形态分为三类。第一类是气体以气泡形态分散在液相中的板式塔、鼓泡吸收塔、搅拌鼓泡吸收塔；第二类是液体以液滴状分散在气相中的喷射器、文氏管、喷雾塔；第三类为液体以膜状运动与气相进行接触的填料吸收塔和降膜吸收塔。

　　塔内气液两相的流动方式可以逆流也可并流。通常采用逆流操作，吸收剂以塔顶加入自上而下流动，与从下向上流动的气体接触，吸收了吸收质的液体从塔底排出，净化后的气体从塔顶排出。

　　工业吸收塔应具备以下基本要求：

　　1．塔内气体与液体应有足够的接触面积和接触时间。

　　2．气液两相应具有强烈扰动，减少传质阻力，提高吸收效率。

　　3．操作范围宽，运行稳定。

　　4．设备阻力小，能耗低。

　　5．具有足够的机械强度和耐腐蚀能力。

　　6．结构简单、便于制造和检修。

　　几种常用的吸收塔

　　1．填料塔

　　它由外壳、填料、填料支承、液体分布器、中间支承和再分布器、气体和液体进出口接管等部件组成，塔外壳多采用金属材料，也可用塑料制造。

　　填料是填料塔的核心，它提供了塔内气液两相的接触面，填料与塔的结构决定了塔的性能。填料必须具备较大的比表面，有较高的空隙率、良好的润湿性、耐腐蚀、一定的机械强度、密度小、价格低廉等。常用的填料有拉西环、鲍尔环、弧鞍形和矩鞍形填料，20世纪80年代后开发的新型填料如QH—1型扁环填料、八四内弧环、刺猬形填料、金属板状填料、规整板波纹填料、格栅填料等，为先进的填料塔设计提供了基础。

　　填料塔适用于快速和瞬间反应的吸收过程，多用于气体的净化。该塔结构简单，易于用耐腐蚀材料制作，气液接触面积大，接触时间长，气量变化时塔的适应性强，塔阻力小，压力损失为300～700Pa，与板式塔相比处理风量小，空塔气速通常为0．5～1．2m/s，气速过大会形成液泛，喷淋密度6～8m3／(m2，h)以保证填料润湿，液气比控制在2～10L／m3。填料塔不宜处理含尘量较大的烟气，设计时应克服塔内气液分布不均的问题。

　　2．湍球塔

　　它是填料塔的一种特殊形式，运行时塔内填料处于运动状态，以强化吸收过程。在塔内栅板间放置一定数量的轻质小球填料(直径29～38mm)，吸收剂自塔顶喷下，湿润小球表面，气体从塔底进入，小球被吹起湍动旋转，由于气、液、固三相充分接触，小球表面液膜不断更新，增加了吸收推动力。提高了吸收效率。

该塔制造、安装、维修较方便，可以用大小、质量不同的小球改变操作范围。该塔处理风量较大，空塔气速1．5～6．0m／s，喷淋密度20～110m3／(m2·h)，压力损失1 500～3 800Pa，而且还可处理含尘气体。其缺点是塑料小球不能承受高温，小球易裂(一般0．5～1年)，需经常更换，成本高。

3．板式塔

　　板式塔是在塔内装有一层层的塔板，液体从塔顶进入。气体从塔底进入，气液的传质、传热过程是在各个塔板上进行。板式塔种类很多。大致可分为二类：一类是降液管式，如泡罩塔、筛孔板塔、浮阀塔、S形单向流板塔、舌形板塔、浮动喷射塔等；另一类是穿流式板塔，如穿流栅孔板塔(淋降板塔)、波纹穿流板塔、菱形斜孔板塔、短管穿流板塔等。

2.2  填料的选择

取金属半环外径 d=50mm

比表面 =118

空隙率 =0.97

堆积个数 11500/

湿填料因子  =59  

分段高度  =3.2m

2.3材料的选择

   Q235:

   是一种钢材的材质。Q代表的是这种材质的屈服度，后面的235，就是指这种材质的屈服值，在235左右。并会随着材质的厚度的增加而使其屈服值减小。由于含碳适中，综合性能较好，强度、塑性和焊接等性能得到较好配合，用途最广泛。常轧制成盘条或圆钢、方钢、扁钢、角钢、工字钢、槽钢、窗框钢等型钢，中厚钢板。大量应用于建筑及工程结构。用以制作钢筋或建造厂房房架、高压输电铁塔、桥梁、车辆、锅 炉、容器、船舶等，也大量用作对性能要求不太高的机械零件。C、D级钢还可作某些专 业用钢使用。

Q235A，Q235B，Q235C，Q235D。这是等级的区分，所代表的，主要是冲击的温度有所不同而已！ A，B，C，D，所不同的，指的是它们性能中冲击温度的不同。分别为：Q235A级，是不做冲击；Q235B级，是20度常温冲击；Q235C级，是0度冲击；Q235D级，是-20度冲击。在不同的冲击温度，冲击的数值也有所不同。

Q235的机械性能

　　抗拉强度（σb/MPa）：375-500 

　　伸长率（δ5/%）： 

　　≧26（a≦16mm） 

　　≧25（a>16-40mm） 

　　≧24（a>40-60mm） 

　　≧23（a>60-100mm） 

　　≧22（a>100-150mm） 

　　≧21（a>150mm） 

　　其中 a 为钢材厚度或直径。 

对于本设计我们选用Q-235作为填料塔的设计材料。

3.填料塔的机械设计

 3.1填料塔的主体机械设计

3.1.1塔壁厚度的计算

设t 为圆筒的计算厚度，则可用以下公式计算： 

        P─ 设计内压力，MPa

Di─圆筒内直径，mm

ф─焊接接头系数

─计算温度下圆筒材料的许用压力

根据《钢制化工容器设计基础规定》对钢板许用应力的规定，在设计温度

t=44℃的许用应力=3.66mm.

设计厚度：td=t+C2=3.66+4=7.7mm

取取钢板厚度负偏差：C1=0.8mm，td + C1=7.7+0.8=7.5mm,按钢板规格向上圆整后，取名义厚度tn=20mm

3.1.2塔径计算

塔底气液负荷大，依塔底条件(混合气35℃)，101.325kPa，吸收液27.16℃计算。

 ~~0.8）

（1）.采用Eckert通用关联图法(图2)计算泛点气速

有关数据计算

塔底混合气流量V`S＝1344＋67.28＋34.56＝1446kg／h

吸收液流量L`＝3794＋1.16×0.9×58＝3855kg／h

进塔混合气密度＝×＝1.15kg／ (混合气浓度低，可近似视为空气的密度)

吸收液密度＝996.7kg/

吸收液黏度＝0.8543mPa·s

经比较，选DG50mm塑料鲍尔环(米字筋)。查《化工原理》教材附录可得，其填料因子=120，比表面积A＝106.4

关联图的横坐标值

 ()1/2=()1/2 =0.090

由图2查得纵坐标值为0.13

 即0.2=0.2=0.0137=0.13

故液泛气速==3.08m/s

(2)．操作气速

 ＝0.7×3.08 ＝2.16 m/s

(3).塔径

== 1.5m

取塔径为0.5m(＝500mm)

3.1.3 填料层高度计算

计算填料层高度，即

Z＝

(1)．传质单元高度计算

=，其中=|

（《化工单元操作及设备》 P209  16-7）

本设计采用（恩田式）计算填料润湿面积aw作为传质面积a，依改进的恩田式分别计算及，再合并为和。

①列出备关联式中的物性数据

气体性质(以塔底35℃，101.325kPa空气计)：＝1.15 kg/ (前已算出)；＝0.01885× (查附录)；＝1．09×（依翻Gilliland式估算)；

液体性质(以塔底27．16℃水为准)：＝996.7 kg/；＝0.8543×Pa·s；=1.344× (以式计算)(《化学工程手册》  10-)，式中为溶质在常压沸点下的摩尔体积，为溶剂的分子量，为溶剂的缔合因子。＝71．6×N／m(查化工原理附录)。

气体与液体的质量流速：

LG`==5.5

VG`==2.0

塑料鲍尔环(乱堆)特性：＝50mm＝0.05m;A＝106.4;=40dy/cm=40×10-3 N/m;查《化学工程手册，第12篇，气体吸收》，有关形状系数，=1.45（鲍尔环为开孔环）

依式

={-1.45（）0.75（）0.1（（）0.2}

={-1.45（0.6）（1.51）（1.49）（0.33）}

=（-0.695）=0.501

故==0.501×106.4=53.3

依式

KL=0.0051()2/3()1/\\3()1/3(atdp)0.4

=0.0051()2/3()1/3()1/3(5.32)0.4

=0.0051×24.4×0.0396×0.02033×1.95=1.95×10-4 m/s

依式

kG= 5.23()0.7()1\\3()(atdp)

= 5.23()0.7()1/3()(5.32)

=5.23(125.6)(1.146)(4.529×10-7)(5.32)

=1.814×10-3kmol/(m2·S·kPa)

故=1.61××53.3=1.04×10-2 (m/s)

=1.814×10-3×53.3=9.67×10-2

(2)计算

 ＝，而，H=（（《化工单元操作及设备》 P1  16-21a）。由于在操作范围内，随液相组成和温度的增加，m (E)亦变，故本设计分为两个液相区间，分别计算()和()

 ())

  ())

由表1知

＝2．33×kPa , ＝==0.238

=2.18× kPa,  ===0.254

 =＋＝414.34

==2.41×10-3

=.P=2.41×10-3×101.3=0.244

=＋=3

=2.57×10-3

=0.00257×101.3=0.26

(3)计算

===0.269m

== =0.263m

(4)．传质单元数计算

在上述两个区间内，可将平衡线视为直线，操作线系直线，故采用对数平均推动力法计算。两个区间内对应的X、Y、Y*浓度关系如下：

（《化工单元操作及设备》 P212  16-26）

=0.00916

=1.41m

=0.00419

=2.07m

3．填料层高度z计算

Z＝Z1十Z2＝HOG（I）NOG（I）+ HOG（II）NOG（II）

＝30m

取25％富余量，则完成本设计任务需Dg50mm塑料鲍尔环的填料层高度z＝30m

3.2填料塔的载荷分析及强度校核

3.2.1圆筒应力校核

由于塔体受到压力、弯矩和轴向载荷的作用，因此必须计算塔设备在各种

状态下的轴向组合应力，并确保塔体的组合轴向拉应力满足强度条件，组合轴向

压应力满足稳定的条件。

(1)塔底危险截面(Ⅱ-Ⅱ)的轴向应力计算：

由内压引起的轴向应力：

操作时重力及垂直地震力引起的轴向应力：

弯矩引起的轴向应力：MPa

塔底危险截面(Ⅱ-Ⅱ)抗压强度及轴向稳定性验算

该截面上的最大轴向压缩应力发生在空塔时

式中为设计温度下塔壁材料的许用应力,在44℃时，塔壁材料Q235C的为125MPa。组合系数K=1.2，B 可根据GB 150M《钢制压力容器》计算：

B=0.06Ete/Ri=53.7MPa

由于

因此塔底Ⅱ-Ⅱ截面满足抗压强度及轴向稳定条件。

塔底Ⅱ-Ⅱ截面抗拉强度校核

该截面满足抗拉强度要求。

综合以上各项计算，在各种不同危险工况下塔体壁厚取20mm，可以满足

整个塔体的强度、刚度和稳定性要求。

裙座的强度计算及稳定性校核

裙座圈在重力载荷、风载荷及地震载荷作用下，产生轴向应力与弯曲应

力，而与内、外压无关，裙座圈的危险界面一般发生在操作或水压试验时裙座底

截面及开孔削弱面积较大处，裙座与塔体的链接焊缝也是危险截面之一。

裙座底部0-0 截面的强度校核

裙座底部0-0 截面的轴向应力计算：

抗压强度及轴向稳定性验算：

式中为设计温度下塔壁材料的许用应力，在44℃时，塔壁材料为235C为125MPa，

组合系数K=1.2。B 可根据GB 150M《钢制压力容器》计算：

B=0.06Ete/Ri=97.65MPa

因此裙座底部0-0 截面满足抗压强度及轴向稳定条件

裙座底部Ⅰ-Ⅰ截面的强度校核

裙座底部Ⅰ-Ⅰ截面的轴向应力计算：

2.115MPa

抗压强度及轴向稳定性验算

因此裙座底部Ⅰ-Ⅰ截面满足抗压强度及轴向稳定条件

(3)裙座焊缝强度校核

此塔裙座与塔体采用对接焊，焊缝承受的组合拉应力为

满足裙座焊缝要求

水压试验时塔的强度和稳定性定性验算

(1)水压试验时塔体Ⅱ-Ⅱ截面的强度校核

Pt为水压试验压力，Pt=1.25P/=0.3MPa  p '为液体静压力，由于

塔高32.7m，扣除裙座高4m，直立进行水压试验时，塔内实际液体高度为

28.7m，故取p ' = 0.281MPa

为裙座材料的屈服极限，取=321MPa

(2)水压试验时裙座底部0-0 截面的强度和轴向稳定要求

水压试验时裙座底部截面满足稳定性要求。

3.2.2载荷分析

塔设备质量载荷计算

塔设备的操作质量:

塔设备的最大质量:

塔设备的最小质量:

⑴塔体总质量：

已知塔体总高度,

查GB标准以内径为公称直径的椭圆封头的型式和尺寸，可知内径为的椭圆封头曲边高度，且取直边高度=40；

查GB标准筒体的容积、面积和质量，可知筒体公称直径为的每米高同届钢板理论质量为440。

查GB标准以内径为公称直径的椭圆封头的质量，可知公称直径为，厚度为封头的质量为。

所以塔体总质量

  ⑵塔段内件质量：

分层高度=1.8m 知选用的金属半环填料堆密度=380，此填料塔的总共有8段填料层。故而塔段内件的质量：

⑶保温层质量：

取保温层厚度为=100mm

查GB标准 塔设备部分零件质量载荷估算表，可知保温层质量载荷为300；

查GB标准 以内径为公称直径的椭圆封头的型式和尺寸得封头的容积为0.5125,以保温层外径为内径的椭圆型封头的容积为0.6166。

所以，

=

式中为封头保温层质量

⑷平台、扶梯质量（）：

查GB标准 塔设备部分零件质量载荷估算表，可知平台质量，笼式扶梯质量

塔设备总高为30m, 笼式扶梯总高取为HF=29m，平台数量n取3。

故而平台、扶梯质量

⑸操作时塔内物料质量（）：

查GB标准 得封头容积=0.5125，

故而操作时塔内物料质量：

⑹人孔、接管、法兰等附件质量，

按经验取附件质量为=0.25

⑺充液质量

=

塔设备的操作质量  

塔设备的最小质量  

塔设备的最大质量   

3.3吸收塔的零部件的机械设计

3.3.1人孔

对于大直径塔可以设置人孔作为填料卸料孔，对于小直径塔可以设置手孔作为填料卸料孔。填料卸料孔内部应该设置挡板，否则，在每次更换法兰垫片是，必须要把填料全部卸出,换完以后在重新填料，这样就非常麻烦，小到增加费用，大到影响生产，耽误工期。

为方便进行检修、清洗和更换零部件，吸收塔共设置3个人孔，

人孔直径D=500mm。

人孔类型：回转盖带颈平焊法兰人孔

公称压力：0.32MPa

公称直径：500mm

附录 图 回转盖带颈平焊法兰人孔

法兰结构是一个组合件，一般是由联接件，被联接件，密封元件组成。法兰密封结构由法兰（被联接件）、垫片（密封元件）、螺栓、螺母、（联接件）组成。冷凝器采用螺纹法兰连接。螺纹法兰的特点是法兰与管壁通过螺纹进行联接，二者既有一定的联接，又不完全形成一个整体。方便拆卸、清洗、维修。

3.3.3 填料支承板

填料支承板的作用是支承填料床层。填料支承板一方面应具有足够的强度和刚性，能承受住填料层、持液量以及操作中附加的作用力；另一方面应具有大于填料层孔隙率的开孔率，以防止在此首先发生液泛。为此，在结构上应利于汽液两相流体的均布，阻力宜小，易拆装。因此设计合理的支承结构是非常重要的。

常用的结构多为栅板式和梁式两大类。其中梁型支承板是目前性能最优的大塔支承板，使用塔径最大达12。该塔选用梁式元件组合的多梁支撑板，其每条支撑梁的宽度为290，高为300；各梁底面间用定距凸台保持10的间隙向下排液体。梁上所开供气体喷出的条孔尺寸以不应使20mm填料下漏为宜。

根据GB标准支承板结构尺寸，可知塔径为1500，支承板外径1460，支承板分块数为5，支承圈宽度为50，支承圈厚度为10；GB标准支承板的特性，可知塔径为1500,材质为碳钢的支承板的允许载荷为92765。

3.3.4 填料压板

填料压板是固定填料层，防止在操作中发生窜动的固定装置，用于螺钉固定在塔壁上。对于金属或塑料填料，因其质量较轻，在流体压力差和冲击作用下，填料层逐渐膨胀升高，以致改变填料层的初始堆积状态。这样，当填料层不均匀膨胀后，流体将主要流经阻力较小的区域，因而沟流现象增加，流体不均匀分布加剧，于是降低了塔的效率。有时，顶层的填料还可能被气流带出塔外。

为此对陶瓷填料须安装填料压板；对金属或塑料填料须安装床层板。填料压板凭借自身重量，达到填料活动的目的，无须固定于塔壁；床层版的重量较轻，固定在塔壁上，对填料层起作用，安装时位置要准确，在确保限位的情况下，不应对填料层施加过大的附加载荷。

该塔为金属半环填料为散装填料，故选用填料压板。

附图（三）

3.3.5 液体初始分布器

液体初始分布器的均布液体性能直接关系填料塔的分离效率。优良的液体分布器应具备以下条件：

（1）具有与塔填料相匹配的分液点密度，并保证液体分布均匀；

（2）操作弹性大，适应性好；

（3）为气体提供最大的自由截面率、实现气体均布，而且阻力小；

（4）抗污性能好，不易堵塞，不易产生雾沫夹带和发泡；

（5）结构合理，便于安装、调整和维护，尽量紧凑、少占空间，且多功能化。

为了使液体初始分布均匀，原则上应增加单位面积上的喷淋点数。根据Norton公司的906型金属制的小流量液体分布器，它提供的分液点密度为86点/m²，适于D=1.2≈2.4m的塔，分布无腐蚀性液体介质。当塔径D大约为1500mm时，该塔应设喷淋点数151.9，该塔设152个喷淋点数。

  目前常用的喷淋装主要是多孔型和溢流型两类。多空型布液装置能提供足够均匀的液体分布和空出足够大的气体通道，也便于支承分段可拆结构，缺点是分布器的小孔易被冲蚀或堵塞，因此要求料液清洁，不含固体颗粒，一般情况下，需在液体进口管路上设置过滤器；溢流型布液装置操作弹性大、不易堵塞、操作可靠和便于分块安装等。

  该塔选用水平引入管排管式喷淋器。查GB标准表排管式喷淋器的设计参考数据，可知塔径为1500时，主管直径75，支管排数为7，排管外缘直径为1340。

附图（四）

3.3.6液体收集和再分布器

当填料层比较高时，液流有流向塔壁造成“壁流”的倾向，使液体分布不均，甚至塔中心处的填料长不能被湿润，引起“干锥”现象，降低了填料塔的效率。为消除此现象，故将填料分段填装，层间设置液体再分配器，以便在整个高度内的填料都得到均匀喷淋。

典型的液体再分配装置有分配锥、改进分配锥式、多孔盘式再分布器和梁型再分布器。

该塔采用梁型再分布器，梁型再分布器适用于1200mm以上的大塔。为了便于制造安装设计成可拆结构，整个再分布器由多条梁型构件拼装而成。再分布器与支持圈之间用卡子连接。梁型再分布器与梁型气体喷射式支承板配套使用。支承板无主梁时。升气管上缘至填料支承板下缘的距离宜尽量缩短，应小于75-100mm以防从支承板流下的液休进人开气管中，影响再分布效果。

查GB标准表其几何尺寸为：

盘外径：1375mm    螺栓圆直径：1285mm

分块数：13        支气管数：4

液体负荷范围：5.5-170

3.3.7 除雾沫器

为捕集除填料层气流中夹带的也低和雾沫，保证分离质量，在塔顶部液体入塔初始分布器的上方设置一定形式的除雾沫器。此塔采用丝网式除雾沫器，由金属丝网作除雾元件，固定在两块栅格板间，丝网层厚度取为150

附图（五）

4.吸收塔的机械设计

4.1圆筒应力计算

由于塔体受到压力、弯矩和轴向载荷的作用，因此必须计算塔设备在各种

状态下的轴向组合应力，并确保塔体的组合轴向拉应力满足强度条件，组合轴向

压应力满足稳定的条件。

4.2塔底截面的轴向应力计算：

由内压引起的轴向应力：

操作时重力及垂直地震力引起的轴向应力：

弯矩引起的轴向应力：MPa

塔底危险截面(Ⅱ-Ⅱ)抗压强度及轴向稳定性验算

该截面上的最大轴向压缩应力发生在空塔时

式中为设计温度下塔壁材料的许用应力,在44℃时，塔壁材料Q235C的为125MPa。组合系数K=1.2，B 可根据GB 150M《钢制压力容器》计算：

B=0.06Ete/Ri=53.7MPa

由于

因此塔底Ⅱ-Ⅱ截面满足抗压强度及轴向稳定条件。

塔底Ⅱ-Ⅱ截面抗拉强度校核

该截面满足抗拉强度要求。

综合以上各项计算，在各种不同危险工况下塔体壁厚取20mm，可以满足

整个塔体的强度、刚度和稳定性要求。

裙座的强度计算及稳定性校核

裙座圈在重力载荷、风载荷及地震载荷作用下，产生轴向应力与弯曲应

力，而与内、外压无关，裙座圈的危险界面一般发生在操作或水压试验时裙座底

截面及开孔削弱面积较大处，裙座与塔体的链接焊缝也是危险截面之一。

裙座底部截面的强度校核

4.3裙座底部截面的轴向应力计算：

抗压强度及轴向稳定性验算：

式中为设计温度下塔壁材料的许用应力，在44℃时，塔壁材料为Q-235则为125MPa，

组合系数K=1.2。B 可根据GB 150M《钢制压力容器》计算：

B=0.06Ete/Ri=97.65MPa

因此裙座底部0-0 截面满足抗压强度及轴向稳定条件

裙座底部Ⅰ-Ⅰ截面的强度校核

裙座底部Ⅰ-Ⅰ截面的轴向应力计算：

2.115MPa

抗压强度及轴向稳定性验算

5.课程设计总结

本次课程设计是在学习化工机械设计基础时进行的，是对化学工程的机械设备设计及设备的材料选择的一个深层次的锻炼，也是对实际操作的一个加深理解。

在设计过程中遇到的问题主要有：

（1）未知条件的选取；

（1）文献检索的能力；

（3）对机械强度的理解和计算理论的运用；

（4）对实际操作过程中设备的选择和条件的最优化；

（5）机械设备的塔径，高度，以及附件的设计和结构选取；

（6）还有一些其他的问题，例如计算的准确度等等。

当然，在本次设计中也为自己对化工设备机械基础这门学科提供了一个动力，对化工设备机械设计过程中所遇到的问题也有了一个更深的理解。理论和实际的结合也是本次设计的重点，为日后从事相关工作打下了一定的基础。

最后，深感要完成一个设计是相当艰巨的一个任务，如何细节的出错都有可能造成实际操作中的经济损失甚至生命安全。

6.主要符号说明

at——填料的总比表面积，m2/m3

aW——填料的润湿比表面积，m2/m3

d——填料直径，m；

D——塔径，m；

DL——液体扩散系数，m2/s；

Dv——气体扩散系数，m2/s ； 

ev——液沫夹带量,kg(液)/kg(气)； 

g——重力加速度，9.81 m/s2 ； 

h——填料层分段高度，m； 

HETP关联式常数； 

hmax——允许的最大填料层高度，m； 

HB——塔底空间高度，m； 

HD——塔顶空间高度，m； 

HOG——气相总传质单元高度，m； 

kG——气膜吸收系数，kmol/(m2·s·kPa)； 

kL——液膜吸收系数，m/s； 

KG——气相总吸收系数，kmol/(m2·s·kPa)； 

Lb——液体体积流量，m3/h； 

LS——液体体积流量，m3/s； 

LW——润湿速率，m3/(m·s)； 

m——相平衡常数，无因次； 

n——筛孔数目； 

NOG——气相总传质单元数； 

P——操作压力，Pa； 

△P——压力降，Pa； 

u——空塔气速，m/s； 

uF——泛点气速，m/s

u0.min——漏液点气速，m/s； 

u′0——液体通过降液管底隙的速度，m/s； 

U——液体喷淋密度，m3/(m2·h)

UL——液体质量通量，kg/(m2·h)

Umin——最小液体喷淋密度，m3/(m2·h)

Uv——气体质量通量，kg/(m2·h)

Vh——气体体积流量，m3/h； 

VS——气体体积流量，kg/s； 

wL——液体质量流量，kg/s； 

wV——气体质量流量，kg/s； 

x——液相摩尔分数； 

X——液相摩尔比Z

y——气相摩尔分数； 

Y——气相摩尔比； 

Z——板式塔的有效高度，m； 

填料层高度，m。 

希腊字母

ε——空隙率，无因次；  

μ——粘度，Pa·s； 

ρ——密度，kg/m3； 

σ——表面张力，N/m； 

φ——开孔率或孔流系数，无因次； 

Φ——填料因子，l/m； 

ψ——液体密度校正系数，无因次。 

下标 

max——最大的； 

min——最小的； 

L——液相的； 

V——气相的。

7.参考文献    

1．喻键良，《化工设备机械基础》，大连理工出版社，2009.

2. 马江权，《化工原理课程设计》（第二版）， 江苏工业学院，2007.

3． 王红林、陈砺、编著     《化工设计》华南理工大学出版社     2005.

4. 柴诚敬,《化工原理》,天津大学出版社, 2006.

5. 杨祖荣，刘丽英，刘伟,《化工原理》,北京： 化学工业出版社, 2004.

6. 管国峰，《化工原理》，北京：化学工业出版，2003.