填料塔計(jì)算部分

1、二基礎(chǔ)物性參數(shù)的確定本設(shè)計(jì)方案信息如下表所示:裝置流程逆流操作吸收劑水操作溫度20°C操作壓力常壓填料類型聚丙烯階梯環(huán)（塑料填料）填料規(guī)格Dn25 (D/d>8)1液相物性數(shù)據(jù)對于低濃度吸收過程，溶液的物性數(shù)據(jù)可近似取純水的物性數(shù)據(jù)。由手冊查得,20。?時(shí)水的有關(guān)物性數(shù)據(jù)如下:密度（久）998. 2kg/腫粘度（%）0. OOlPa* s=3. 6kg/(m* h)表面力（亞）940896kg/?22氣相物性參數(shù)設(shè)計(jì)壓力：101.3kPa,溫度：20°C氨氣在水中的擴(kuò)散系數(shù)：Q =1.76x10%"/s = 6.336xl0fF “ 氨氣在空氣中的擴(kuò)散系數(shù)：

2、 查表得，氨氣在0。C, 101. 3kPa在空氣中的擴(kuò)散系數(shù)為0. 17 cnv/s,根據(jù)關(guān)系式換算出2（TC時(shí)的空氣中的擴(kuò)散系數(shù):= 0.17xlx=0.189c亦 / s = 0.06804" /?293.15”273.15丿混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為A/Vm =工= 0.05 X17 + 0.98x29 = 29.27混合氣體的平均密度為p=KVmRjT混合氣體的粘度可近似取空氣的粘度，查手冊得2（rc空氣粘度為“v = l.SlxlO-5 Pa9s = 0.065 kg/(nrh)3氣液相平衡數(shù)據(jù)由手冊查得，常壓下20。?時(shí)，氨氣在水中的亨利系數(shù)E = 76.3kPa 相平衡

3、常數(shù)E 763_ X"m = = 0.7532P 101.3溶解度系數(shù)H = Pl- =o 7260 kniollkPa w3EM：4物料衡算進(jìn)塔氣相摩爾比= 005 = 0.052631 1-1-0.05出塔氣相摩爾比K = K(l_ 0) = 0.05263(1-0.98) = 1.053xl0-3混合氣體流量惰性氣體摩爾流量22.4 273.15 + 20'該吸收過程屬低濃度吸收，平衡關(guān)系為直線，最小液氣比可按下式計(jì)算:v) Yi/m-X2對于純?nèi)軇┪者^程，進(jìn)塔液相組成= 00.05263-0.001053 A_O1VL 0.05263/0.7532取操作液氣比為厶=

4、 燈加力X _V(；-K) , Y _ 636.16x(0.05263 0.001053) _供1 L2657.34填料物性參數(shù)查表得:聚丙烯階梯環(huán)25散裝填料物性參數(shù)塔徑與填料公稱直徑的比值D/d的推薦 值D/d >8關(guān)聯(lián)常數(shù)A0. 204關(guān)聯(lián)常數(shù)K1. 75散裝填料泛點(diǎn)填料因子平均值如（1/m）260散裝填料壓降填料因子平均值（1/m）176填料材質(zhì)的臨界表面力值q. （dyn/cm）33直徑x高x厚25x12.5x1.4比表面積O（府加228空隙率£陽滬）0. 90堆積密度97.8個(gè)數(shù)n ( m-3)81500干填料因子0 （加J312填料形狀系數(shù)1.45散裝填料分段高度

5、推薦 值h/D815"max<6表 2-4-15吸收塔的工藝尺寸計(jì)算5.1塔徑計(jì)算釆用Eckert通用關(guān)聯(lián)圖計(jì)算泛點(diǎn)氣速。Eckert通用關(guān)聯(lián)圖：I n氣體質(zhì)量流量為wv = Qvpvm = 16.10X1 O' X1.217 = 1.9594 X104 畑?液體質(zhì)量流量可近似按純水的流量計(jì)算：= LMS = 657.34 x 1 &02 = 11845.267 kg /hEckert通用關(guān)聯(lián)圖的橫坐標(biāo)為11845.2671.9594xl041.217998.2= 0.02111根據(jù)關(guān)聯(lián)圖對應(yīng)坐標(biāo)可得由表2-4-1可知I 0.18gQ_MOM岸 PvV260xl

6、xlO2xl.217=2.360/w/su = 0.8wf = 0.8 x 2.360 = 1,888m / sD =3.14x1.8884x16.10x103/3600=1.737 m圓整塔徑（常用的標(biāo)準(zhǔn)塔徑有 400mm、500mm、600mm、800mm、1000mm、1200mm、1400mm、 1600mm、2000mm、2200mm 等）本設(shè)計(jì)方案取 D二2000mm。泛點(diǎn)率校核:竺=7TD24x16100/36003.14x2.0=1.424m / su 1 424=-x 100% = 60.34%uF 2.360因?yàn)樘盍纤倪m宜空塔氣速一般取泛點(diǎn)氣速的50%-80%,泛點(diǎn)率值在

7、允許圍。 填料塔規(guī)格校核：P = 2000 = 80>8 （在允許圍之）d 25液體噴淋密度校核：取最小潤濕速率為（厶V）min=° °8卅 /加" 由表2-4-1可知:(t = 228w7/w_3_ = (4，)_ b = 0.08 X 228 = 18.28=3.78<(/mm4x11845.267/998.2由于噴淋密度過小，可釆用增大回流比或釆用液體再循環(huán)的方法加大液體流量，以保證 填料的潤濕性能；也可適當(dāng)?shù)脑黾犹盍蠈痈叨鹊霓k法予以補(bǔ)償。52填料層高度計(jì)算Y* = mXL = = 0.03758Y* = mX2 = 0脫吸因數(shù)為S乎=強(qiáng)嚴(yán)5氣相

8、總傳質(zhì)單元數(shù)為"4+ y2-y：注莎也"7網(wǎng)牆弓+ 0狗9卜9.807氣相總傳質(zhì)單元高度釆用修正的恩田關(guān)聯(lián)式計(jì)算:、-0.05(、0.U= l-exp< -1.45 ©查表2-4-1得q. = 33d)刃 / cm = 427680 Rg/F液體質(zhì)量通量為-1.45玉=1-exp427680940896(4619.285, x 228 998.2*1.27x10' 丿 4619.285228x3.6、-0.05 zX 0.1I X4619.2852(998.2x940896x228 丿, = 0.2222氣膜吸收系數(shù)可由下式計(jì)算:kG = 0.237

9、0.70.065、1.217x0.06804； =0.1102ktnol /(7?72 kPa)液膜吸收系數(shù)由下式計(jì)算：kG = 0.2377640.06228x0.065V 228x0.068048.314x293.15丿= 0.2313/?/?1 /、丄2 f 3.6x1.27x10s ¥998.2氣體質(zhì)量通量為:3.14x2.0u廠豁=4"6：10：竺1.217 = 6240.03畑/("")由 kGa = kGawy/lAkGa = kGawi/lA = 0.1102 x 0.2222 x 228 xl.4511 = 8.402fam?/ / (

10、m3kPa)kLa = kLawy/QA = 0.2313 x 0.2222 x 228 x 1.45°4 = 13.596kmol / (jn h kPa) = 73.90% >50% ,需選用下面的關(guān)系式對氣膜和液膜系數(shù)進(jìn)行校核修正。上、1.4"1 + 9.5-0.5-(、2.2 "1+2.6u-0.5La修正結(jié)果:1 + 9.5x(0.7390 - 0.5)1 x 8.402 = 19.163kmol / (" kPa)La =l + 2.6x( 0.7390 - 0.5廣x 13.596 = 15.1126加 o/ / (M "

11、kPa)KgQ =11 1 1+ +k'Ga Hk；a=6.917hnol / (/«3 h kPa)% = = : = 0.2602/?KGaPQ. 24Z = HogNog加考慮恩田公式的最大誤差，為了安全取設(shè)計(jì)填料層高度為設(shè)計(jì)取填料層高度為Z' =4. 0m在填料塔計(jì)過程中，對于階梯環(huán)填料，普=815,/£<6勸, 取舒，則h = 8x2000 = 16000“計(jì)算得填料層高度為4000mm,故不需分段5.3填料層壓降計(jì)算釆用Eckert通用關(guān)聯(lián)圖計(jì)算橫坐標(biāo)為= 0.02111由表2-4-1得，如= 176加t縱坐標(biāo)為1.744-x176x1xL

12、217x1O2=o()6653Pl)L9.81998.2查Eckert通用關(guān)聯(lián)圖，AP/Z位于40g50gPa/m圍，取AP/Z=45g=441. 45Pa/m填料層壓降為AP=441. 45x4. 0=1765. 80Pa6液體分布器的簡要設(shè)計(jì)6.1液體分布器的選型本設(shè)計(jì)的吸收塔氣液相負(fù)荷相差不大，無固體懸浮物和液體粘度不大，加上設(shè)計(jì)建議 是優(yōu)先選用槽盤式分布器，所以本設(shè)計(jì)選用槽盤式分布器。6.2分布點(diǎn)密度計(jì)算按Eckert建議值，£>>1200時(shí)，噴淋點(diǎn)密度為42點(diǎn)/加，由于該塔噴淋密度較小，設(shè)計(jì)區(qū)分噴淋點(diǎn)密度為90點(diǎn)/加 o布液點(diǎn)數(shù)為n = -x2.0 x90 = 282.7點(diǎn)« 283點(diǎn)4按分布點(diǎn)幾何均勻與流量均勻原則，進(jìn)行布點(diǎn)設(shè)計(jì)。其結(jié)果為：二級槽共設(shè)七道，在槽 側(cè)面開孔，槽寬度為80mm,槽高度為210m