化工用填料吸收塔设计要素原理
点击次数：1103 更新时间：2019-08-26
化工用填料吸收塔设计要素原理
化工填料吸收塔设计主要包括两部分内容，一是吸收过程计算，二是吸收塔设计。根据吸收系统的物系性质、被吸收组分分离纯度、操作条件等参数，对吸收过程进行物料、热量平衡计算;传质计算确定需要填料层高度;塔设备的结构计算，确定塔的直径、高度，并合理设计液体及气体分布器及其他的塔内件。
一、塔径计算: 对于散装填料，塔径要求比填料直径大8-10倍。 良好的设计不仅要选择合适的填料及塔径，而且还应考虑塔操作的经济因素及稳定因素。经济因素是指所选定的塔径具有低总操作费用，此时塔的操作气速称为经济气速。
二、塔高计算: 吸收过程所需的填料高度与物性、产品纯度、选用填料、塔内流动工况等因素有关，通常需要实际测定传质系数或传质单元高度。对于理论计算较多采用实测数据的回归方，计算得到的填料高度在设计中要考虑一定的安全系数。
三、设计条件:首先必须明确设计任务，确定原料气体的处理量及组分;提出分离要求，即被分离组分在净化气中的含量或给出被分离组分的回收率;入塔溶液中可溶性组分的含量;塔的操作温度、压力;气相、液相入塔的温度及压力;吸收过程的其他要求，例如全塔压降是否有特殊要求，足否有热敏性物质，物系的腐蚀情况等。
四、物料平衡计算:吸收过程的进行是混合气体中各组分在某溶剂(吸收液)中的溶解度存在差别，由于可溶性气体的溶解度大于惰性气体的溶解度，可溶性气体被溶剂吸收，从而达到混合气体分离的目的。
五、填料选择需根据物系性质，分离的难易程度，操作条件，物系的腐蚀性能等因素选择填料的类型，尺寸及材质。填料可用规整填料，亦可用散装填料。规整填料空隙率大，压降低，允许通量大，对于气膜控制的难分离物系用它较为合适，但与散装填料相比，规整填料价格较高，制造安装比较麻烦。散装填料在吸收中应用广泛，适应性强，填料价格便宜，制造、安装、清洗方使。
无论规整填料或散装填料，都有各种不同型号及尺寸，而各种填料的流体力学性能、传质性能、操作弹性负荷等都有较大差异，可初选几种填料。进行塔补、压降计算，估计设备的投资费用及操作费用，进行优化比较，确定填料类型及尺寸，一般情况下，吸收过程的液量都很大，宜用大尺寸的填料。
关于填料的材质，对于吸收过程选用金属、塑料及陶瓷均可，应视被分离介质的特性及操作条件而定。
金属材质通常有不锈钢、碳钢、铝、铜、低合金钢等，塑料材质有聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯等，陶瓷类有耐酸陶瓷、耐碱陶瓷等。应按物系腐蚀程度选材，对塑料材质还需要考虑材质的耐热性。
