填料塔工艺尺寸的计算.docx

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1、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 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=贝恩（Bain）霍根（Hougen）关联式 ，即：=A-K （3-1）即：所以：/（100/）（）= UF=3.974574742m/s其中：泛点气速，m/s;g 重力加速度，9.81m/sWL=/h WV=7056.6kg/hA=； K=；取u= =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

2、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。 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） = =3.2.2 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.液体质量通量为： =WL/=10666.5918kg/(?h)气体质量通量为

3、： =60000=14045.78025kg/(?h)气膜吸收系数由下式计算： （3-10） =10-5)(100293)=(h kpa)液膜吸收数据由下式计算： (3-11）=0.566130072m/h因为 （3-12）=(m3 h kpa) =100 （3-13） =h因为： =所以需要用以下式进行校正： （3-14） =1 = kmol/(m3 h kpa) （3-15） =1 =h （3-16） =1(1+1 = kmol/(m3 h kpa) （3-17） =0.491182 m （3-18）=4.501360m,得 =6.30m3.2.3 填料层的分段对于鲍尔环散装填料的分段高度

4、推荐值为h/D=510。h=580010800=48 m计算得填料层高度为7000mm，故不需分段 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：= (3-19) 横坐标为： = (3-20)查图得 981Pa/m (3-21)全塔填料层压降 =9817=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 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

5、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。 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 倍最小液气比校正液体流速s

6、压降6867 Pa惰性气体流量h2 填料塔设计数据一览E亨利系数， 气体的粘度，=6228 平衡常数 水的密度和液体的密度之比 1 重力加速度， = 分别为气体和液体的密度，； =/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 %以分压差表示推动力的气膜传质系数，溶解度系数，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/=10666.5918kg/(?h)气体质量通量为： =60000=14045.78025kg/(?h)附件一：塔设备流程图附件二：塔设备设计图