填料塔工藝尺寸的計(jì)算

1、第三節(jié)填料塔工藝尺寸的計(jì)算填料塔工藝尺寸的計(jì)算包括塔徑的計(jì)算、填料能高度的計(jì)算及分段3.1塔徑的計(jì)算1.空塔氣速的確定泛點(diǎn)氣速法對(duì)于散裝填料，其泛點(diǎn)率的經(jīng)驗(yàn)值u/u f =0.50.85 貝恩（Bain）霍根（Hougerj）關(guān)聯(lián)式，即： 匡雪陽(yáng)疋*igJ:8M丿申丿wL(3-1)即：ig止(単)輕'9.81 0.9173 V998.2 丿10.2 "0942 -1.75 32027 輕)4734.4 丿 V 998.2 丿所以：uF/9.81(100/0.917 3) (1.1836/998.2 ) =0.246053756UF=3.974574742m/s其中：Uf泛點(diǎn)氣

2、速，m/s;g重力加速度，9.81m/s 2_：» -填料總比表面積，m? / m3；-填料層空隙率m3/m3匚-998.2kg/m3液相密度。匚=1.1836kg/m3氣相密度W=5358.89572 kg /h W V=7056.6kg/hA=0.0942; K=1.75 ;取 u=0.7 uf =2.78220m/s(3-2)D 二 下=0.7631Y 兀卩Y3.142.7820><3600圓整塔徑后D=0.8m60001.泛點(diǎn)速率校核：u23.3174 m/s0.785 漢 0.8 漢 3600uUf3.31743.9746二 0.8346則£在允許范圍

3、內(nèi)Uf2.根據(jù)填料規(guī)格校核：D/d=800/50=16根據(jù)表3-1符合3液體噴淋密度的校核：(1) 填料塔的液體噴淋密度是指單位時(shí)間、單位塔截面上液體的噴淋量(2) 最小潤(rùn)濕速率是指在塔的截面上，單位長(zhǎng)度的填料周邊的最小液體體積流量。對(duì)于直徑不超過(guò)75mm的散裝填料，可取最小潤(rùn)濕速率Lw min 為0.08m3/m h。U min= (Lw 仏 =0.08100 =8m3/m2 h(3-3)wLL 0.75 D25358.8957998.2 0.785 0.82= 10.685 8 二 min(3-4)經(jīng)過(guò)以上校驗(yàn)，填料塔直徑設(shè)計(jì)為 D=800mn合理。3.2填料層高度的計(jì)算及分段Y* =mX

4、1 =0.04985 0.7532 =0.03755( 3-5)Y* 二mX2 =0( 3-6)傳質(zhì)單元數(shù)的計(jì)算用對(duì)數(shù)平均推動(dòng)力法求傳質(zhì)單元數(shù)Nog =Y -Y2 ：Ym丫1 -丫1-億-丫2)(3-7)(3-8)0.06383 - 0.0006383-0.03755=,0.02627In0.0006383=0.006895質(zhì)單元高度的計(jì)算“ -exp -1.45Ui(3-9)氣相總傳質(zhì)單元高度采用修正的恩田關(guān)聯(lián)式計(jì)算:即：a w/ a t =0.37404748液體質(zhì)量通量為：uL =WL/0.785 X 0.8 X 0.8=10666.5918kg/( m2 ?h)氣體質(zhì)量通量為：uV =

5、60000 X 1.1761/0.64=14045.78025kg/( m2?h)氣膜吸收系數(shù)由下式計(jì)算：a 7237(出I0" %丨匚 Dv2JrTdv(3-10) =0.237(14045.78025- 100.6228 X 10-5)0.7(0.06228 - 0.081 - 1.1761)0.3(100 X 0.081 - 8.314 - 293)=0.152159029kmoI/( m h kpa)Kl2 1 1(3-11)(3-12)(3-13)液膜吸收數(shù)據(jù)由下式計(jì)算：=0.566130072m/h因?yàn)? =1.45Kg：二 Kg： W 山=0.15215 X 0.374

6、0 X X 100=8.565021kmol/(m3 h kpa)= Kl： w ;：0.4 =0.56613 X 100X 0.37404 X =24.56912/h因?yàn)椋篣/U =0.8346-f、u 亠1.4 -j=1+9.5-0.51M丿J所以需要用以下式進(jìn)行校正:kG :kG(3-14)=1+ 9.5(0.69999 0.5)1.4 8.56502=17.113580 kmol/(m3 h kpa)， fu'2'2匕儀=1+2.6 0.5k(3-15)-Z J j=1+ 2.6 (0.6999 0.5)2.2 24.569123=26.42106/hKg：1二匸Kg：

7、 HKl：(3-16)=1 - (1 - 17.1358+1 - 0.725 - 26.4210)=9.038478 kmol/(m3 h kpa)H OGKy： “Kg： P"(3-17)=234.599 - 9.03847 - 101.3 - 0.785 - 0.64(3-18)=0.491182 mZ - H OG N OG=0.491182 X 9.160434=4.501360m,得Z '=1.4 X 4.501=6.30m填料層的分段對(duì)于鮑爾環(huán)散裝填料的分段高度推薦值為 h/D=510。h=5X 80010X 800=48 m計(jì)算得填料層高度為7000mm,故不需

8、分段3.3填料層壓降的計(jì)算取Eckert (通用壓降關(guān)聯(lián)圖)；將操作氣速u(mài)'( = 2.8886m/s)代替縱坐標(biāo) 中的Uf查表，DG50m塑料鮑爾環(huán)的壓降填料因子'=125代替縱坐標(biāo)中的.則縱標(biāo)值為：u2 p:g5652(3-19)橫坐標(biāo)為:0 55358.89572 41761 j 7056.6998.2=0.02606查圖得 :P 二 981Pa/mZ全塔填料層壓降滬=981 X 7=6867 Pa(3-20)(3-21)至此，吸收塔的物科衡算、塔徑、填料層高度及填料層壓降均已算出第四節(jié) 填料塔內(nèi)件的類(lèi)型及設(shè)計(jì)4.1塔內(nèi)件類(lèi)型填料塔的內(nèi)件主要有填料支撐裝置、填料壓緊裝置、

9、液體分布裝置、液體 收集再分布裝置等。合理的選擇和設(shè)計(jì)塔內(nèi)件，對(duì)保證填料塔的正常操作及優(yōu)良 的傳質(zhì)性能十分重要。4.2塔內(nèi)件的設(shè)計(jì)液體分布器設(shè)計(jì)的基本要求：（1）液體分布均勻（2）操作彈性大（3）自由截面積大（4）其他液體分布器布液能力的計(jì)算（1）重力型液體分布器布液能力計(jì)算（2）壓力型液體分布器布液能力計(jì)算注：（1）本設(shè)計(jì)任務(wù)液相負(fù)荷不大，可選用排管式液體分布器；且填料層不高， 可不設(shè)液體再分布器。(2)塔徑及液體負(fù)荷不大，可采用較簡(jiǎn)單的柵板型支承板及壓板。其它塔附 件及氣液出口裝置計(jì)算與選擇此處從略。注：1填料塔設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表塔徑0.8m填料層高度7m填料規(guī)格50 mm鮑爾環(huán)操作液氣比1.

10、2676356 1.7倍最小液氣比校正液體流速2.78220/s壓降6867 Pa惰性氣體流量234.599kmol/h2填料塔設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)一覽E亨利系數(shù),uV 氣體的粘度，1.73 io*Pa/s=6228 io*kg/m.hm 平衡常數(shù)0.7532； ;?L 分別為氣體和液體的密度,331.1836 kg/m ； 998.2 kg/m ；'水的密度和液體的密度之比1WL =5358.89572 kg /hW =7056.6kg/h 分別為氣體和液體的質(zhì)量流量3KYakmol/ m s丫 一氣相總體積傳質(zhì)系數(shù)，Z 填料層高度，m11 塔截面積，兀2門(mén)-Dg 重力加速度，m /s 9.81

11、 =1.27io8m/h4Hog 氣相總傳質(zhì)單元高度，mNog氣相總傳質(zhì)單元數(shù)Kg 以分壓差表示推動(dòng)力的總傳質(zhì)系數(shù),2kmol/ m s kPaaw 單位體積填料的潤(rùn)濕面積3m 一-填料總比表面積，m /m 100z -填料層空隙率m3/m391.7% kG 以分壓差表示推動(dòng)力的氣膜傳質(zhì)系數(shù),2kmol / m s kPaH 溶解度系數(shù), 20.725 kmOl/ m kPakL 以摩爾濃度差表示推動(dòng)力的液摩爾傳質(zhì)系數(shù)，m/ sR氣體常數(shù),8.314kN m/ kmol K2 6 2Dv = 0.081m / h; Dl =7.34 10 m /h 氨氣在空氣中中的擴(kuò)散系數(shù)及氨氣在水中的擴(kuò) 散系數(shù)；2二l - -液體的表面張力，=940896kg/ h二c-填料材質(zhì)的臨界表面張力，=427680kg/h2; -填料形狀系數(shù)開(kāi)孔鮑爾環(huán)=1.45液體質(zhì)量通量為：uL =WL/0.785 >0.8 X0.8=10666.5918kg/( m2 ?h)氣體質(zhì)量通量為：uv =60000 X1.1761/0.64=14045.78025kg/(m ?h)附件二：塔設(shè)備設(shè)計(jì)圖弭-n.£ Jrmt.:.-1ritn.Li