环境课程设计

环境课程设计第一章 绪论第一节：SO2的来源、性质及其危害1.SO2的来源SO2是当今人类面临的主要大气污染物之一，其污染源分为两类：天然污染和人为污染。这两种污染源的特点如表1所示，天然污染源由于量少、面广、易稀释和净化，对环境危害不大；而人为污染源由于量大、集中、浓度高，对环境造成严重危害。SO2污染源发生源特性及影响排放比例天然污染源海洋硫酸盐盐雾缺少氧化的水和土壤释放的硫酸盐细菌分解的有机化合物火山爆发森林失火等1）全球性分布，在广阔的地区以低浓度排放，在大气中易于稀释和被净化2）一般不会产生酸雨现象，人力无法控制1/3人为污染源石化燃料燃烧，占3 / 4以上金属冶炼石油生产化工生产采矿等1）比较集中，在占地球表面不到1%的城市和工业区上空占主导地位2）酸雨发生的主要原因3）人力可以控制2/3 表1SO2天然污染源与人为污染源的特点比较目前我国主要的能源来源还是煤炭，我国煤炭中灰分、硫分含量高，大部分煤的灰分在25%28%，硫分的含量变化范围较大，从0.1%10%不等。我国多数煤种除长焰煤、气煤和不黏结煤外，平均含硫率均超过1%。由于具有以煤为主的一次能源构成以及煤的发热量低、含硫量高的特点，我国SO2污染日益严重，大量的燃煤和煤中较高的含硫量导致大量的SO2排放。中国环境状况公报表明，1990年我国大中城市大气污染较重，小城镇大气污染有加重的趋势。下面的图1表明了我国历年SO2的排放情况，1995年我国SO2排放量达到2370万吨，超过欧洲和美国，使我国成为世界SO2排放第一大国，之后连续多年排放量达到2000万吨。由于采取了一系列有效的控制排放政策和措施，目前已取得了一定的成效，但SO2的排放量仍十分巨大，近两年又有增加的趋势，2005年已超过2500万吨，污染日益严重。2007年上半年全国二氧化硫排放已经出现拐点，增速明显下降，排放总量为1263.4万吨，与上年同期相比下半年下降0.88%。其中，电力行业二氧化硫减排成效显著，在火力发电量增长18.3%的情况下，二氧化硫排放量同比下降了5.2%，抵消了其他行业二氧化硫的排放增量。2008年中国环保部门加大污染减排工作力度，采取更加有力的措施，使二氧化硫和化学需氧量排放得到控制。2.SO2的性质 SO2的物理性质：颜色:无色 气味：刺激性气味 密度：比空气密度大，容易液化 毒性：有毒，是大气污染的主要污染物 SO2的化学性质：（1）SO2是酸性氧化物，它与水化合生成亚硫酸，因此又称SO2为亚硫酐。 SO2+H2O=H2SO3 ；在水溶液里主要是SO2分子呈溶解水态。亚硫酸很不稳定，容易分解成水和SO2。H2SO3=SO2+H2O；SO2在适当的温度并有催化剂存在的条件下，可以被氧化而生成SO3。2SO2+O2 =2SO3； （2）SO2具有漂白作用。SO2通入品红溶液。能使品红溶液褪色。SO2跟有机物结合。生成无色或白色物质但它们不稳定见光或遇热易分解而使有色物质恢复原色。3.SO2的危害1) 对人体和哺乳动物的危害SO2对组织器官的损伤：对肺、心血管、脑和神经组织、肝肾以及生殖器官的损伤。SO2对遗传物质的损伤：SO2是不需要体内代谢转化的、直接的细胞染色体断裂剂和遗传毒性因子，长期接触低浓度SO2有引起接触人群体内细胞遗传物质损伤的潜在危险。 2）对植物的危害因H+降低细胞PH产生的伤害：因SO2导致细胞PH下降会引起气孔关闭，使叶绿素变成脱镁叶绿素等。 因SO32-和HSO3-的直接作用产生的伤害：可能与二硫化物反应切断双硫键；与辅酶反应，可使硫胺素分解为嘧啶和噻唑；与嘧啶化合物反应，是mRNA钝化。 因SO32-和HSO3-而产生的间接毒害作用：与代谢中间产物醛或酮起反应；形成自由基产生危害。3） 对生态环境的危害 SO2的最大危害就是形成酸雨。酸雨对环境的危害最为突出的是使湖泊变为酸性，导致水生物死亡。酸雨对生态系统的影响及破坏主要表现在使土壤酸化和贫瘠化，农作物及森林生长减缓。酸雨还加速了许多用于建筑结构、桥梁、水坝、工业装备、供水管网、地下储罐、水轮发电机组、动力和通讯设备等材料的腐蚀，对文物古迹、历史建筑、雕刻等重要文物设施造成严重损坏。第二节：净化技术烟气脱硫技术主要是利用吸收剂或吸附剂去除烟气中的SO2，并使其转化为稳定的硫化合物或硫。最早的烟气脱硫技术在本世纪初就已经出现，近几年来国外对烟气的脱硫、脱硝进行大量的研究。在工业发达国家，工业脱硫装置的应用发展很快，我国近十多年来也开展了烟气脱硫技术的研究。至今，烟气脱硫的种类非常多，按脱硫的方式和产物的处理形式一般可分为干法、半干法和湿法三大类。（1） 干法烟气脱硫技术（DFGD技术）干法脱硫技术采用湿态吸收剂，反应生成干粉脱硫产物。优点:对锅炉负荷变化的适应性好，投资低、设备简单、占地小，可同时脱去SO2/SO3、HCl、HF、Hg、NOx 等多种污染物，烟气保持干态，无需防腐，无需再热，可采用碳钢作构件，净化后的烟气可直接烟囱排放，所有的物料( 包括脱硫产物) 都是干态，非常易于收集、运输堆放，无废水处理。 缺点:与锅炉燃烧联系密切，受锅炉运行工况影响大，操作技术要求高，耐磨要求高，脱硫效率相对较低，吸收剂较贵( 例如石灰、消石灰、氨等) 且利用率低( 一般不超过50% ) ，Ca/S 要比湿法高1倍3倍，因而在同样条件下生成的灰量是湿法脱硫的2.5倍3.5倍，脱硫产物的综合利用没有很好开发。（2） 半干法烟气脱硫技术（SDFGD技术)。半干法间有干法和湿法的一些特点，是脱硫剂在干状态下脱硫在湿状态下再生（如水洗活性碳再生流程）或者在湿状态下脱硫在干状态下处理脱硫产物（如喷雾干燥法）的烟气脱硫技术。优点：特别是在湿状态下，脱硫在干状态下处理脱硫产物的半干法具有湿法脱硫速度快、脱硫效率高的优点，又有干法无废水废酸排出、脱硫后产物易于处理的好处而受到广泛的关注。缺点：脱硫效率及脱硫剂的利用效率低（3） 湿法烟气脱硫技术(WFGD技术)湿法烟气脱硫技术含有吸收剂的溶液或浆液在湿状态下脱硫和进行脱离产物处理。湿法烟气脱硫技术按使用脱硫剂种类可分为：石灰石-石膏法、简易石灰石-石膏法、双碱法、石灰液法、钠碱法、氧化镁法、有机胺循环法、海水脱硫法等。按脱硫设备采用的技术种类不同，湿法烟气脱硫技术可分为：旋流板技术、气泡雾化技术、填料塔技术、静电脱硫技术、文丘里脱硫技术、电子束脱硫技术等。优点:气液反应，脱硫反应速度快、脱硫效率高、钙基利用率高，在Ca/S =1时，可达到90% 以上的脱硫效率。缺点:烟气容易带水，造成下游设备的腐蚀、结垢和堵塞;烟气密度大，温度低，排放后扩散能力降低，造成对周围环境的影响;产生的废水必须进行相应的处理后才能排放;不能有效脱除SO3，脱硫后的烟气腐蚀性更大，而且会形成可见的蓝色或棕色烟雾;湿法工艺所排放的烟气中含有较高浓度的PM2.5，对人类健康和大气能见度有很大影响。本次课设我们使用的净化设备为湿法脱硫技术中填料塔脱硫。该技术根据双膜理论，SO2吸收过程属于气膜控制吸收过程，采用液相分散型装置喷淋填料塔。在填料塔中烟气与喷淋液充分接触、扩散、吸收以此完成烟气中SO2吸收及除尘。而且用的水作为吸收剂，用水作吸收剂的优点在于其廉价易得，流程设备简单，但是吸收效率低，设备庞大，动力消耗大。第三节 吸收设备1. 板式塔板式塔是一类用于气液或液液系统的分级接触传质设备，由圆筒形塔体和按一定间距水平装置在塔内的若干塔板组成，广泛应用于精馏和吸收。操作时（以气液系统为例），液体在重力作用下，自上而下依次流过各层塔板，至塔底排出；气体在压力差推动下，自下而上依次穿过各层塔板，至塔顶排出。每块塔板上保持着一定深度的液层，气体通过塔板分散到液层中去，进行相际接触传质。 （1）板式塔上气液两相的接触状态气液两相的接触状态是决定板上两相流流体力学及传质和传热规律的重要因素。1.鼓泡状态 液体-连续相 气体-分散相 两相接触面积-气泡表面 特点:气液两相接触的表面积不大，传质效率很低。2.蜂窝状态 液体-连续相 气体-分散相 两相接触面积-不断更新的气泡表面 特点：气泡的形成速度大于气泡的浮升速度，气泡在液层中累积。气泡之间相互碰撞，形成各种多面体的大气泡，板上是以气体为主的气液混合物。气泡不易破裂，表面得不到更新，此种状态不利于传热和传质。3.泡沫状态 液体-连续相 气体-分散相 两相接触面积-不断更新的液膜表面特点：泡沫接触状态的表面积大，不断更新，为两相传热与传质提供了良好的条件，是一种较好的接触状态。4.喷射状态 气体-连续相 液体-分散相 两相接触面积-不断更新的液滴表面 特点：液滴的反复形成和聚集，使传质面积增加，表面不断更新，有利于传质与传热进行，是一种较好的接触状态。（2）塔板的结构 通常分为三部分 1.气体通道为保证气液两相充分接触，塔板上均匀地开有一定数量的通道供气体自下而上穿过板上的液层。气体通道的形式很多，它对塔板性能有决定性影响，也是区别塔板类型的主要标志。2. 溢流堰 为保证气液两相在塔板上形成足够的相际传质表面,塔板上须保持一定深度的液层，为此,在塔板的出口端设置溢流堰。塔板上液层高度在很大程度上由堰高决定。对于大型塔板，为保证液流均布，还在塔板的进口端设置进口堰。3. 降液管液体自上层塔板流至下层塔板的通道，也是气（汽）体与液体分离的部位。为此，降液管中必须有足够的空间，让液体有所需的停留时间。（3）塔板上的异常操作现象漏液、液泛和液沫夹带等，应尽量避免异常操作现象的出现。2. 填料塔填料塔塔内填充适当高度的填料，以增加两种流体间的接触表面。例如应用于气体吸收时，液体由塔的上部通过分布器进入，沿填料表面下降。气体则由塔的下部通过填料孔隙逆流而上，与液体密切接触而相互作用。（1） 填料塔的结构原理填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备。填料塔的塔身是一直立式圆筒，底部装有填料支承板，填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。填料的上方安装填料压板，以防被上升气流吹动。液体从塔顶经液体分布器喷淋到填料上，并沿填料表面流下。气体从塔底送入，经气体分布装置（小直径塔一般不设气体分布装置）分布后，与液体呈逆流连续通过填料层的空隙，在填料表面上，气液两相密切接触进行传质。填料塔属于连续接触式气液传质设备，两相组成沿塔高连续变化，在正常操作状态下，气相为连续相，液相为分散相。当液体沿填料层向下流动时，有逐渐向塔壁集中的趋势，使得塔壁附近的液流量逐渐增大，这种现象称为壁流。壁流效应造成气液两相在填料层中分布不均，从而使传质效率下降。因此，当填料层较高时，需要进行分段，中间设置再分布装置。液体再分布装置包括液体收集器和液体再分布器两部分，上层填料流下的液体经液体收集器收集后，送到液体再分布器，经重新分布后喷淋到下层填料上。（2） 填料吸收塔的不正常现象液泛(气相负荷过大)，壁流(填料段过高)，低润湿率(液相负荷过低)，沟流(气体分布不均匀)3.板式塔和填料塔优缺点比较（1）填料塔操作范围小，特别是对于液体负荷的变化更为敏感。（2）填料塔不宜处理易聚合或含有固体悬浮物的物料。（3）当气液接触过程中需要换热时；或需要有侧线出料、进料时， 不宜采用填料塔。（4）乱堆填料塔直径一般认为不宜超过1.5m，而板式塔直径一般不小于0.6m 。 （5）板式塔的设计比较准确，安全系数可取得更小。（6）填料塔造价便宜。（7）填料对泡沫(froth)有限制和破碎的作用，对易起泡物系填料塔 更适合。 （8）对腐蚀性物系，填料塔更适合。（9）对热敏性物系，填料塔更适合，因塔内滞液量比板式塔少。（10）填料塔的压降比板式塔小，因而对真空操作更为适宜。第四节 填料塔的结构 示意图： 第五节工艺流程及工艺流程图气体从塔底送入，经气体分布装置（小直径塔一般不设气体分布装置）分布后，与液体呈逆流连续通过填料层的空隙，在填料表面上，气液两相密切接触进行传质。当填料层较高时，需要进行分段，中间设置再分布装置。液体再分布装置包括液体收集器和液体再分布器两部分，上层填料流下的液体经液体收集器收集后，送到液体再分布器，经重新分布后喷淋到下层填料上。工艺流程图第二章吸收塔的工艺计算基础液气的物性数据气体的物性：气体粘度G=0.0652kg/(mh)；气体扩散系数DG=0.0393m2/s；密度G=1.383 kg /m3；液体的物性：液体粘度L=3.6 kg /(mh)；液体扩散系数DL=5.310-6m2/s；密度L=998.2 kg /m3；液体表面张力=73dyn/cm = 92.71104 kg /h2第一节 吸收剂用量的计算（最小液气比）V惰性气体的流量，；L纯吸收剂的流量，；Y1，Y2进出吸收塔气体的摩尔比；X1，X2出塔及进塔液体中溶质物质量的比注意：本课程设计中塔底截面一律以下标“l”表示，塔顶截面一律以下标“2”表示。进塔气体摩尔比： 出塔气体摩尔比：依据给出的H2O-SO2在常压20下的平衡数据xyxy0.002810.07760.0004230.007630.0019650.05130.0002810.00420.0014050.03420.00014050.001580.0008450.01850.00005640.000660.0005640.0112可以看出在0.0776与0.0513之间 因此得x=X=当X=X时得到最小液气比对于纯溶剂吸收过程，进塔液相组成为：最小液气比：取实际液气比为最小液气比的1.7倍，即； 有 进塔惰性气体的流量：V= 进塔吸收剂的流量：由，求得吸收液出塔浓度为： 第二节 气液相进出口组成1.气相进出口组成组成入口出口质量流量（kg/h）质量百分比(Wt%)摩尔流量(kmol/h)摩尔百分比(mol%)质量流量（kg/h）质量百分比(Wt%)摩尔流量(kmol/h)摩尔百分比(mol%)空气2747.98285.5594.75892.92747.98298.9194.75898.64SO2463.922514.457.2427.18.92360.330.13930.15H2O21.120.761.1721.213211.9045100%102100%2778.0250100%96.0693100%2.液相进出口组成组成入口出口质量流量（kg/h）质量百分比(Wt%)摩尔流量(kmol/h)摩尔百分比(mol%)质量流量（kg/h）质量百分比(Wt%)摩尔流量(kmol/h)摩尔百分比(mol%)SO2454.99900.54187.10270.153H2O83545.38100%4636.26100%83524.262399.45824635.086799.84783545.38100%4636.26100%83979.2613100%46212.1894100%第三节 填料的选择（1）填料的性能填料性能与填料几何形状紧密相关，表征填料特性的数据主要有：比表面积 a：单位体积填料层所具有的表面积（m2/m3）。大的 a 和良好的润湿性能有利于传质速率的提高。对同种填料，填料尺寸越小，a 越大，但气体流动的阻力也要增加。空隙率 e：单位体积填料所具有的空隙体积（m3/m3）。代表的是气液两相流动的通道，e 大，气液通过的能力大，e = 0.45-0.95。堆积密度 r ：单位体积填料的质量（kg/m3）。填料的壁要尽量减薄，以降低成本又可增加空隙率。其他：机械强度大，化学稳定性好以及价格低廉。填料选择的要求：比表面积大、空隙率大、润湿性能好、单位体积填料的重量轻、造价低、机械强度高（2）填料的种类按结构实体填料：环形、鞍形、栅板、波纹板网体填料：鞍形网、网、波纹网按装填方法乱堆填料规整填料1）拉西环填料优点：易于制造，价格低廉，且对它的研究较为充分，所以在过去较长的时间内得到了广泛的应用。缺点：由于高径比大，堆积时填料间易形成线接触，因此液体在填料层流动时，常存在严重的沟流和壁流现象。且拉西环填料的内表面润湿率较低，因而传质速率也不高。2）鲍尔环填料在拉西环的基础上发展起来的鲍尔环是在的侧壁上开一层或两层长方形小孔，小孔的母材并不脱离侧壁而是形成向内弯的叶片。同尺寸的鲍尔环与拉西环虽有相同的比表面积和空隙率，但鲍尔环在其侧壁上的小孔可供气液流通，使环内壁面充分利用。比之拉西环，鲍尔环不仅具有较大的生产能力和较低的压降，且分离效率较高，沟流现象也大大降低。3）阶梯填料阶梯环填料是对鲍尔环的改进，与鲍尔环相比，阶梯环高度减少了一半并在一端增加了一个锥形翻边。由于高径比减少，使得气体绕填料外壁的平均路径大为缩短，减少了气体通过填料层的阻力。锥形翻边不仅增加了填料的机械强度，而且使填料之间由线接触为主变成以点接触为主，这样不但增加了填料间的空隙，同时成为液体沿填料表面流动的汇集分散点，可以促进液膜的表面更新，有利于传质效率的提高。阶梯环的综合性能优于鲍尔环，成为目前所使用的环形填料中最为优良的一种。 4）孤鞍填料弧鞍填料属鞍形填料的一种，其形状如同马鞍，一般采用瓷质材料制成。弧鞍填料的特点是表面全部敞开，不分内外，液体在表面两侧均匀流动，表面利用率高，流道呈弧形，流动阻力小。其缺点是易发生套叠，致使一部分填料表面被重合，使传质效率降低。弧鞍填料强度较差，容破碎，工业生产中应用不多。 由于阶梯环填料不仅具有表达的比表面积，空隙率较大，而且润湿性能良好，液膜表面不断更新，传质效率高，同时我们本次课程设计用水吸收SO2，在吸收过程中产生酸，为防止腐蚀，所以选择聚丙烯-拉西环作为填料。第四节 塔径和压强的计算（1） 空塔气速的确定通常由泛点气速来确定空塔操作气速。泛点气速是填料塔操作气速的上限，填料塔的操作气速必须小于泛点气速，操作空塔气速与泛点气速之比称为泛点率。Eckert通用关联图的横坐标为： 查上表可得纵坐标：实验所用聚丙烯-拉西环的填料因子取 由 圆整塔径：D=1.2m泛点率校核：由于泛点附近流体力学性能的不稳定性，一般较难稳定操作，故一般要求泛点率在50%-80%之间，而对于易起泡的物系可低于40%；（在允许范围内）以上式中：泛点气速，； -空塔气速 ；液体密度，；气体密度，；，气液相质量流量，；g重力加速度，9.81；液体黏度，； -水密度与液体密度之比；（2） 液体喷淋密度的求法：填料塔的液体喷淋密度是指单位时间、单位塔截面上液体的喷淋量，其计算式为： 式中：液体喷淋密度，； 液体喷淋量，； 填料塔直径，。 为使填料能获得良好的润湿，塔内液体喷淋量应不低于某一极限值，此极限值称为最小喷淋密度，以表示。对于散装填料，其最小喷淋密度通常采用下式计算： 式中：最小喷淋密度，； 最小润湿速率，； 填料的总比表面积，。最小润湿速率是指在塔的截面上，单位长度的填料周边的最小液体体积流量。对于直径不超过75mm的散装填料，可取最小润湿速率:=0.08本次设计选用聚丙烯阶梯环填料，其=132.5，代入数值，得最小喷淋密度为：=0.08最小喷淋密度的校核：求得液体喷淋密度为：= 所以液体喷淋密度符合要求，即填料塔直径合理(3) 填料层高度的计算1）传质单元高度的计算干填料比表面积为 ，实际操作中润湿的填料比表面积为，由于只有在润湿的填料表面才可能发生气、液传质，故 值具有实际意义。下面介绍计算的恩田（ONDA）公式，该公式为： 式中：单位体积填料层的润湿面积，；填料的总比表面积，；液体表面张力，； 填料上液体铺展开的最大表面张力，； 液体通过空塔截面的质量流速，； ， 液体的粘度，； 液体的密度，； g重力加速度，9.81查表得： 流体质量流量 代入数值，得液膜传质系数由下式计算： 式中：液体的密度，；液体的质量流速液相的黏度，；g重力加速度，9.81；液体通过空塔截面的质量流速，；单位体积填料层的润湿面积，；溶质在液相中的扩散系数， 。 - 填料的形状修正系数代入数值得： =1.155m/s气膜吸收系数由下式计算：式中： 填料的总比表面积，； 气体通过空塔截面的质量流速，; 气体的粘度，； 气体的密度，；g重力加速度，9.81。-填料的形状修正系数气体质量通量为： 代入数值： ， 由于 50%得到 则 -塔体截面积，P-大气压强，2）传质单元数计算NOG=由定积分的几何意义，通过图解法求得曲线下的面积。首先依据操作条件下在y-x坐标系中作出平衡线及操作线如下图1依据H2O-SO2在常压20x,y的平衡数据，得到X,Y的平衡数据 如下表:XY0.0028180.084130.0019690.054070.0014070.03540.00084570.018850.00056430.011330.00042320.0076890.00028110.0042180.000140520.00158250.00005640.00066图1沿操作线在Y及Y范围内任选若干操作点，联系平衡线求出相应的（Y-）,继而计算得到为纵坐标，以Y为横坐标的曲线如图2，Y至Y区间曲线以下的面积即为气相X00.00020.00040.00060.00080.00100.00120.00140.0015Y0.00140.01120.02100.03080.04060.05040.06020.06990.076400.00270.00720.01220.01770.02340.02930.03520.0396688.705117.371 72.35953.73543.59237.06432.45728.77727.152总传质单元数.图2得到曲线下的面积NOG=6.02填料层的高度实际填料层高度圆整后得阶梯环散装填料分段高度推荐值 -15 取则 计算的填料层高度为6000mm，小于12000mm，故不需分段。（4） 填料层压降的计算在逆流操作的填料塔中，从塔顶喷淋下来的液体，依靠重力在填料表面成膜状向下流动，上升气体与下降液膜的摩擦阻力形成了填料层的压降。填料层压降与液体喷淋量及气速有关，在一定的气速下，液体喷淋量越大，压降越大；在一定的液体喷淋量下，气速越大，压降也越大。散装填料的压降可采用Eckert通用关联图计算。计算时，先根据气液负荷及有关物性数据，求出横坐标值，再根据操作空塔系数u及有关物性数据，求出纵坐标值，通过作图得出交点，读出过焦点的等压线数值，即得出每米填料层压降值。横坐标：纵坐标:从Eckert通用关联图中可查得 填料塔压降为： 第三章 填料塔的设计计算第一节 塔底段主要组成：进气管、贮液槽、进液管、供水管、放空管、人孔、窥视孔（对）（1） 贮液槽为保证吸收的充分进行，塔底液的停留时间按1min考虑，则有效液面高度，所以可以取（2） 进气口直径为防止流速过大引起管道冲蚀、磨损、振动和噪声，液体流速一般不超过3m/s，气体流速一般不超过50m/s。取气体流速为15m/s,气体进口直径：可以取为250mm，得到实际气速14.14m/s同时得到进气口压降气体进口管的结构一般有斜切口进气管、用于大塔的进气管、设置缓冲挡板的进气管。当气体分布要求不高，直径小于2.5m的小塔多采用斜切口进气管。并且进气管位置应在填料层以下约一个塔径的距离，且高于贮液槽有效液面高度300mm以上。(3)液体出口直径 取100mm （4）人孔 在支撑板以下装人孔，直径600mm总上得到塔底段总高度第二节 吸收段（1） 填料支承装置填料支承装置的作用是支撑填料以及填料层内液体的重量，由于填料支撑装置本身对塔内气、液的流动状态也会产生影响，因此作为填料支撑装置，除考虑其流体流动的影响外，一般情况下填料支撑装置应满足以下要求:l 有足够的强度和刚度，以支持填料及其所持液体重量；l 有足够的开孔率(一般要大于填料的孔隙率)，以防首先在支承处发生液泛；l 结构有利于气液相的均匀分布，同时不至于产生较大的阻力（一般阻力不大于20；l 结构简单，易于加工制造和安装。 常用的填料支承装置有栅格形、驼峰形等。 本次课设使用的是驼峰形填料支承装置，一般驼峰形填料支承装置多用于散堆填料的支承。驼峰形支承装置采用分块制作，每块的宽度约为290mm，高度约为300mm，各块间留有10mm的间隙，使液体流动。驼峰侧壁开有条形圆孔，大小约为25mm，以填料不至于露出为限。此种支承装置，具有气体流通自由截面率大、阻力小、承载能力强、气液两相分布效果好等优点，是一种性能良好的填料支撑装置。（2） 液体分布器液体在填料塔顶喷淋的均匀状况是提供塔内气液均匀分布的先决条件，也是使填料达到预期分离效果的保证。为此，分布器设计中应注意以下几点：l 为保证液体在塔截面上均布，颗粒型（散装）填料的喷淋点数为4080个/m2（环形填料自分布性能差应取高值），此外，为减少壁流效应，喷淋孔的分布应使近塔壁520区域内的液体流量不超过总液量的10。规整填料一般为100200个/喷淋点。l 喷淋孔径不宜小于2，以免引起堵塞，孔径也不宜过大，否则液位高度难维持稳定。液体分布器的性能只要由分布器的布液点密度（即单位时间上布液点数）、各布液点的布液均匀性、各布液点上液相组成的均匀性决定，设计布液器主要是确定这些参数的结构尺寸。 本次课设使用的是槽式孔流型液体分布器，其靠重力分布液体，因而属重力型液体分布器。其中，二级槽式分布器具有良好的布液性能，结构简单，气相阻力小，应用较为广泛，而单级槽式液体分布器空间占位低，常在塔内空间高度受到限制时使用。其主要由主槽和分槽组成，液体物料由主槽上的加料管加入主槽，然后，通过主槽的布液结构按比例分配到各支槽中，并通过各支槽上的布液结构均匀地分布在填料层表面上。A 主槽结构 主槽为矩形敞开槽，其长度由塔径和分槽的数量及各分槽的位置决定，设计时一般应使其保持在200-300mm之间，一般不大于350mm。其宽度由槽内液体流速决定，一般要求该流速在0.24-0.30m/s之间。主槽的布液结构是在对应于各分槽的位置处开一定数量的液体分布孔，由于各分槽的长度不同，所以分配的液量不同。主槽的分布孔可以开在主槽底部，但当液相中含有固体杂质时，为防止堵塞，也可开在主槽侧壁上。B 分槽结构。分槽的数量由塔径、液相负荷、喷淋点数、液体在槽内的流速以及气相流通截面积等因素决定。分槽的长度由塔径及排列情况而定，分槽的宽度主要由液体在槽内的流速决定，其数值通常为30-60mm，分槽的高度和主槽设计一样，由该分槽的液相最大负荷下的液体高度决定。该高度的确定也应和布液孔开孔数目及布液孔直径有关，使其再合适的范围内。一般来说，布液孔开孔数目由分布点密度决定，布液有太大的改变。布液孔直径应在3mm以下，通过调节布液孔的直径使最高液位在200mm左右，分槽的高度大约为最大液体高度的1.25倍。经过综合考虑确定主槽宽300mm，长1100mm，高350mm 分槽宽60mm，槽间隔5mm，17个分槽，高250mm（3）填料限定装置为保证填料塔在工作状态下填料床层能够稳定，防止高气相负荷或负荷突然变动时填料层发生松动，破坏填料层结构，甚至造成填料流失，必须在填料层顶部设置填料限定装置。填料限定装置可分为两类，一类是由放置于填料上端，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装置固定在塔壁上，称为床层限定板。本次课设使用的是填料压板中的栅条形压板，栅条间距为填料直径的0.6-0.8倍，高度一般在100-400mm之间，此次取的300mm。（4）进液管常见的进液管有直管和弯管结构形式，管子采用厚壁管为宜，同时弯管结构应考虑弯管能由接口内自由取出。（5）丝网除沫器丝网除沫器是一气液分离装置，气体通过除沫器的丝垫，可除去夹带的雾沫。结构主要是由丝网、丝网格栅组成丝网块和固定丝网块的支承装置构成，丝网为各种材质的气液过滤网，气液过滤网是由金属丝或非金属丝组成。气液过滤网的非金属丝由多股非金属纤维捻制而成，亦可为单股非金属丝。不但能滤除悬浮于气流中的较大液沫，而且能滤除较小和微小液沫，广泛应用于化工、石油、塔器制造、压力容器等行业中的气液分离装置中。丝网除沫器的工作原理：当带有雾沫的气体以一定速度上升通过丝网时，由于雾沫上升的惯性作用，雾沫与丝网细丝相碰撞而被附着在细丝表面上。细丝表面上雾沫的扩散、雾沫的重力沉降，使雾沫形成较大的液滴沿着细丝流至两根丝的交接点。细丝的可润湿性、液体的表面张力及细丝的毛细管作用，使得液滴越来越大，直到聚集的液滴大到其自身产生的重力超过气体的上升力与液体表面张力的合力时，液滴就从细丝上分离下落。气体通过丝网除沫器后，基本上不含雾沫。丝网除沫器的优点：除沫效率高，阻力小，重量轻，安装、操作、维修方便，丝网除沫器对粒径35um的雾沫，捕集效率达98%-99.8%，而气体通过除沫器的压力降却很小，只有250-500Pa，有利于提高设备的生产效率。上装式丝网除沫器的设计数据：网层厚度H=150mm 总高度H1=400mm100mm的角钢压条，100mm角钢支承件，上下格栅各25mm第三节 塔帽排气管直径250mm，排气管高度200mm3. 总塔高