填料塔工艺尺寸的计算.doc

第三节 填料塔工艺尺寸的计算填料塔工艺尺寸的计算包括塔径的计算、填料能高度的计算及分段3.1 塔径的计算1. 空塔气速的确定泛点气速法对于散装填料，其泛点率的经验值u/u=0.50.85贝恩（Bain）霍根（Hougen）关联式 ，即：=A-K （3-1）即：所以：/9.81（100/0.917）（1.1836/998.2）= UF=m/s其中：泛点气速，m/s;g 重力加速度，9.81m/sWL=5358.89572/h WV=7056.6kg/hA=0.0942； K=1.75；取u=0.7 =2.78220m/s （3-2） 圆整塔径后 D=0.8m1. 泛点速率校核： m/s则在允许范围内2. 根据填料规格校核：D/d=800/50=16根据表3-1符合3. 液体喷淋密度的校核：(1) 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。(2) 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。 （3-3） （3-4）经过以上校验，填料塔直径设计为D=800mm 合理。3.2 填料层高度的计算及分段 （3-5） （3-6） 3.2.1 传质单元数的计算用对数平均推动力法求传质单元数 （3-7） （3-8） = =0.0068953.2.2 质单元高度的计算气相总传质单元高度采用修正的恩田关联式计算： （3-9）即：w/t =0.37404748液体质量通量为： =WL/0.785×0.8×0.8=10666.5918kg/(?h)气体质量通量为： =60000×1.1761/0.64=14045.78025kg/(?h)气膜吸收系数由下式计算： （3-10） =0.237(14045.78025÷100.6228×10-5)0.7(0.06228÷0.081÷1.1761)0.3(100×0.081÷8.314÷293)液膜吸收数据由下式计算： (3-11）=m/h因为 （3-12）=8.565021kmol/(m3 h kpa) =0.56613×100×0.37404×1.450.4 （3-13） =24.56912/h因为： =0.8346所以需要用以下式进行校正： （3-14） =19.5(0.699990.5)1.4 8.56502=17.113580 kmol/(m3 h kpa) （3-15） =1 2.6 (0.69990.5)2.2 24.569123=26.42106/h （3-16） =1÷(1÷17.1358+1÷0.725÷26.4210) =9.038478 kmol/(m3 h kpa) （3-17） =234.599÷9.03847÷101.3÷0.785÷0.64=0.491182 m （3-18）=0.491182×9.160434=4.501360m,得 =1.4×4.501=6.30m3.2.3 填料层的分段对于鲍尔环散装填料的分段高度推荐值为h/D=510。h=5×80010×800=48 m计算得填料层高度为7000mm，故不需分段3.3 填料层压降的计算取 Eckert (通用压降关联图)；将操作气速(2.8886m/s) 代替纵坐标中的查表，DG50mm塑料鲍尔环的压降填料因子125代替纵坐标中的则纵标值为：=0.1652 (3-19) 横坐标为： =0.02606 (3-20)查图得 981Pa/m (3-21)全塔填料层压降 =981×7=6867 Pa至此，吸收塔的物科衡算、塔径、填料层高度及填料层压降均已算出。第四节 填料塔内件的类型及设计4.1 塔内件类型填料塔的内件主要有填料支撑装置、填料压紧装置、液体分布装置、液体收集再分布装置等。合理的选择和设计塔内件，对保证填料塔的正常操作及优良的传质性能十分重要。4.2 塔内件的设计 4.2.1 液体分布器设计的基本要求： （1）液体分布均匀 （2）操作弹性大 （3）自由截面积大（4）其他4.2.2 液体分布器布液能力的计算 （1）重力型液体分布器布液能力计算 （2）压力型液体分布器布液能力计算注：(1)本设计任务液相负荷不大，可选用排管式液体分布器；且填料层不高，可不设液体再分布器。 (2)塔径及液体负荷不大，可采用较简单的栅板型支承板及压板。其它塔附件及气液出口装置计算与选择此处从略。注：1填料塔设计结果一览表塔径0.8m填料层高度7m 填料规格50mm鲍尔环操作液气比1.2676356 1.7倍最小液气比校正液体流速2.78220/s压降6867 Pa惰性气体流量234.599kmol/h2 填料塔设计数据一览E亨利系数， 气体的粘度，1.73=6228 平衡常数 0.7532 水的密度和液体的密度之比 1 重力加速度， 9.81 =1.27 分别为气体和液体的密度，1.1836；998.2； =5358.89572/h =7056.6kg/h分别为气体和液体的质量流量气相总体积传质系数， 填料层高度， 塔截面积，气相总传质单元高度， 气相总传质单元数以分压差表示推动力的总传质系数，单位体积填料的润湿面积 100 91.7%以分压差表示推动力的气膜传质系数，溶解度系数，0.725以摩尔浓度差表示推动力的液摩尔传质系数，气体常数，氨气在空气中中的扩散系数及氨气在水中的扩散系数; 液体质量通量为： =WL/0.785×0.8×0.8=10666.5918kg/(?h)气体质量通量为： =60000×1.1761/0.64=14045.78025kg/(?h)附件一：塔设备流程图附件二：塔设备设计图