吉林化工学院化工原理课程设计

3.6液体分布器计算和再分布器的选择和计算

3.6.1液体分布器

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。(参考?4?)

性能优良的液体分布器设计时必须满足以下几点：

（1）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 D=400 D=750 D≥1200 分布点密度，点/m塔截面 330 170 42 2②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%。

（2）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。

（3）自由截面积大 液体分布器的自由截面积是指气体通道占塔截面积最小应在35%以上。

（4）其他 液体分布器应结构紧凑、占用空间小、制造容易、调整和维修方便。

按Eckert建议值，D≥1200mm时，喷淋点密度为42点／m2，因该塔液相负荷较大，设计取喷淋点密度为100点／m2。（参考?4?）

- 20 -

吉林化工学院化工原理课程设计

3.6.2液体再分布器

液体再分布器的作用是将流到塔壁近旁的液体重新汇集并引向中央区域。填料层较高时，应分段安装，段与段间设液体分布器。比较完善的装置可以做成像上述升气管筛板型液体分布器的样子，只是要在各升气管口之上加笠形罩，以防止从上段填料层底部落下的液体进入升气管。平盘底部各处的液层高度大体相同，于是各处筛孔所流下的液体速度大致相同

3.6.3布液孔数

（1）液体分布器选型

本设计中塔径较小，故此选用管式液体分布器。 （2）分布点密度计算

该塔的塔径较小，且填料的比表面积较大，故应选较大的分布点密度。设计中取分布点密度为200点/m2。

布液点数为D?800mm取156点/m2的分布点密度 布液点数：n?0.185?0.82?156?78.37?80点 3.6.4布液计算

孔流系数?通常取?=0.55-0.60，?=0.6

开孔上方的液位高度范围在200-500mm之间，所以?H取300mm，布液孔的直径宜在3mm以上。多孔型分布器布液能力的计算公式为：

2Ls?1/4?d0n?2g?H

求得 d0?0.0047m?4.7mm

参考?3?表6-18排管式液体分布器工艺设计参考数据，塔径D=800时，主管径取50mm，支管排数为5，管外缘直径为760mm。（参考表6-18?3?）

3.6.5液体保持管高度

取布液孔直径为4.7 mm，则液位保持管中的液位高度为：

- 21 -

吉林化工学院化工原理课程设计

27.119??24????4ls?3600??h????d2n???/2g??3.14??0.0047?2?80?0.6?/(2?9.81)

?0?????设计取液位高度 h?0.2877m

h'?1.15h?0.3308m?331mm h'在200mm-500mm之间，符合要求。

3.7其他附属塔内件的选择

3.7.1气体除沫装置

由于气体在塔顶离开填料塔时，带有大量的液沫和雾滴，为回收这部分液相，

经常需要在塔顶设置除沫器。常用的除沫器有以下几种：折流板式除沫器，它是一种利用惯性使液滴得以分离的装置，一般在小塔中使用。旋流板式除沫器,由几块固定的旋流板片组成，气体通过时，产生旋转运动，形成一个离心力场，液滴在离心力的作用下，向塔壁运动实现了气液分离。适用于大塔径净化要求的场合。丝网除沫器，它由金属丝卷成高度为100-150的盘状使用。安装方式多种多样，气体通过除雾沫器的压降约为120-250KPa,丝网除沫器的直径由气体通过丝网的最大气速决定。

根据本吸收特点的要求，选用旋流板式除沫器。（参考?3?）

3.7.2填料支承板

填料支撑板既要具备一定的机械强度以承受填料层及其所持液体的重量，又要留出足够的空隙面积空气、液流量，气体通过支承板空隙的线速不能不等于通过填料层空隙的线速度，否则便会在填料层内尚未发生液泛之前，已在支撑板处发生液泛。一般要求支承板的自由截面积之比大于填料层的空隙率。

最简单的支承装置是用扁钢条制作的格栅或 开孔的金属板。格栅的间隙或孔板的孔径如果过大，容易使填料落下，此时可于支承装置上先铺一层尺寸较大的同类填料。

气体喷射支承板，适于在大直径塔中使用，从塔底上升的气体通过水平部分的孔流下。通气孔的总截面积可以做到大于塔的截面积，这种设计使得气流阻力小而通过能力大，并排除了在支承板上发生液泛的危险。(参考?3?)

- 22 -

吉林化工学院化工原理课程设计

3.7.3填料压紧装置

为保证填料塔在工作状态下填料床能够稳定，防止高气相负荷或负荷变动时填

料层发生松动，破坏填料层结构，甚至造成填料损失，必须在填料层顶部设置填料限定装置。填料限定可分为两类：一类是将放置于填料上端，仅靠自身重力将填料压紧的填料限定装置，称为填料压板；另一类是将填料限定在塔壁上，称为床层限定版。填料压板常用于陶瓷填料，以免陶瓷填料发生移动撞击，造成填料破碎。床层限定板多用于金属和塑料填料，以防止由于填料层膨胀改变其初始堆积状态而造成的流体分布不均的现象。一般要求压板和限定版自由截面分率大于70%。（参考?3?）

3.7.4气体进出口装置与排液装置

（1）气体进出口装置

填料塔的气体进口既要防止液体倒灌，更要有利于气体的均匀分布。对500mm直径以下的小塔，可使进气管伸到塔中心位置，管端切成45°向下斜口或切成向下切口，使气流折转向上。对1.5m以下直径的塔，管的末端可制成下弯的锥形扩大器，或采用其它均布气流的装置。 气体出口装置既要保证气流畅通，又要尽量除去被夹带的液沫。最简单的装置是在气体出口处装一除沫挡板，或填料式、丝网式除雾器，对除沫要求高时可采用旋流板除雾器。（2）排液装置

液体出口装置既要使塔底液体顺利排出，又能防止塔内与塔外气体串通，常压吸收塔可采用液封装置。

常压塔气体进出口管气速可取10～20m/s（高压塔气速低于此值）；液体进出口气速可取0.8～1.5m/s（必要时可加大些）管径依气速决定后，应按标准管规定进行圆整.（参考?3?）

3.8吸收塔的流体力学参数的计算

3.8.1吸收塔的压力降

填料塔的的压力降为：?p??p1??p2??p3???p

- 23 -