填料塔工藝尺寸的計算

1、第三節(jié)填料塔工藝尺寸的計算填料塔工藝尺寸的計算包括塔徑的計算、填料能高度的計算及分段3.1塔徑的計算1. 空塔氣速的確定泛點氣速法對于散裝填料，其泛點率的經(jīng)驗值u/u f =0.50.85貝恩（Bain）霍根（Hougerj）關(guān)聯(lián)式，即:2UF a1 lg 3 g l=A-K WWv18(3-1 )即：lg出(卑)輕 佇 0.0942 1.75 3202599.81 0.9173998.24734.411.1836 8998.2所以：uF/9.81( 100/0.917 3)( 1.1836/998.2)=UF=m/s其中:Uf泛點氣速，m/s;g重力加速度，9.81m/s 2W=5358.8

2、9572 kg /h W v=7056.6kg/hA=0.0942; K=1.75 ;取 u=0.7 uF =2.78220m/s4Vs4 60003.14 2.7820 36000.7631(3-2)圓整塔徑后D=0.8m1.泛點速率校核：u600020.785 0.836003.3174 m/s則在允許范圍內(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間、單位塔截面上液體的噴淋量(2) 最小潤濕速率是指在塔的截面上，單位長度的填料周邊的最小液體體積流量3min 為0.08m /mU minLw min

3、t 0.081008m3/m2 h(3-3)wL25358.89572 10.685L 0.75 D 998.2 0.785 0.88 min(3-4)對于直徑不超過75mm勺散裝填料，可取最小潤濕速率Lw氣體質(zhì)量通量為：uV =60000 X 1.1761/0.64=14045.78025kg/( m2 ?h)經(jīng)過以上校驗，填料塔直徑設(shè)計為 D=800mn合理。3.2填料層高度的計算及分段Y* mX10.04985 0.75320.03755(3-5)(3-6)(3-7)YmY1 Y1(Y2 Y2)*in j Y2Y2(3-8)Y mX203.2.1傳質(zhì)單元數(shù)的計算用對數(shù)平均推動力法求傳質(zhì)單

4、元數(shù)Nog寧ym0.06383 0.0006383 0.037550.0006383=0.0068953.2.2質(zhì)單元高度的計算氣相總傳質(zhì)單元高度采用修正的恩田關(guān)聯(lián)式計算:0.750.11 exp 1.45 lUl20.05Ul t2Lgui/ l0.2(3-9)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/(?h)氣膜吸收系數(shù)由下式計算:kG 0.237(-嚴t v1v / v DV 3t DvRT(3-10)因為:所以需要用以下式進行校正:1.4屹 1 9.5 0.5kGUf(3-14)=1+ 9.5

5、(0.69999 - 0.5)1.4 8.56502=17.113580 kmol/(m3 h kpa)2.2ukl1 2.60.5 kLUf(3-15)=1+ 2.6 (0.6999- 0.5)2.2 24.569123=26.42106/hKg11 1 KgHKL(3-16)=1-(1 - 17.1358+1 十 0.725 - 26.4210)=9.038478 kmol/(m3 h kpa)H OGVKg P(3-17)=0.237(14045.78025 - 100.6228 X 10-5) 0.7(0.0 6228- 0.081 - 1.1761)0.3(100 X 0.081 -

6、 8.314 -293)液膜吸收數(shù)據(jù)由下式計算：Kl0.0095 Ulw23L1 12g3L(3-11L)lLDL=m/h因為1.451.1KgKg w(3-12)=8.565021kmol/(m3 h kpa)KlKl w 0.4=0.56613X 100X 0.37404 X 1.450.4(3-13)=24.56912/h=234.599 - 9.03847 - 101.3 - 0.785 - 0.64=0.491182 mZ H°gN°g(3-18)=0.491182 X 9.160434=4.501360m,得Z '=1.4 X 4.501=6.30m3.

7、2.3填料層的分段對于鮑爾環(huán)散裝填料的分段高度推薦值為h/D=510。h=5X 80010X 800=48 m計算得填料層高度為7000mm,故不需分段3.3填料層壓降的計算取Eckert (通用壓降關(guān)聯(lián)圖)；將操作氣速u'( = 2.8886m/s)代替縱坐標中的uF查 表，DG50m塑料鮑爾環(huán)的壓降填料因子=125代替縱坐標中的.則縱標值為：2uP V 0.2(3-19)g'L 'L橫坐標為：0.50.5Wlv5358.895721.1761n1 1 =0.02606Wvl7056.6998.2(3-20)查圖得P981Pa/m(3-21)Z全塔填料層壓降P =98

8、1X 7=6867 Pa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)件的類型及設(shè)計4.1塔內(nèi)件類型填料塔的內(nèi)件主要有填料支撐裝置、填料壓緊裝置、液體分布裝置、液體收集再分 布裝置等。合理的選擇和設(shè)計塔內(nèi)件，對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421液體分布器設(shè)計的基本要求：(1) 液體分布均勻(2) 操作彈性大(3) 自由截面積大(4) 其他4.2.2液體分布器布液能力的計算(1) 重力型液體分布器布液能力計算(2) 壓力型液體分布器布液能力計算注：(1)本設(shè)計任務(wù)液相負荷不大，可選用排管式液體分布器；且填料層不高，可不設(shè)液 體

9、再分布器。(2)塔徑及液體負荷不大，可采用較簡單的柵板型支承板及壓板。其它塔附件及氣液 出口裝置計算與選擇此處從略。注：1填料塔設(shè)計結(jié)果一覽表塔徑0.8m填料層高度7m填料規(guī)格50mni鮑爾環(huán)操作液氣比1.2676356 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)計數(shù)據(jù)一覽E亨利系數(shù)，uV 氣體的粘度，1.73 10 5 Pa/s=6228 10 5kg/m.hm 平衡常數(shù) 0.7532水的密度和液體的密度之比12g 重力加速度，m /S 9.81 =1.27108m/hV； L分別為氣體和液體的密度，1.1836 kg/

10、m ; 998.2 kg/m ;WL =5358.89572 kg/h W =7056.6kg/h 分別為氣體和液體的質(zhì)量流量KYa 氣相總體積傳質(zhì)系數(shù)，kmol/ m SZ 填料層高度，m-D2塔截面積，4H OG 氣相總傳質(zhì)單元高度，mNog 氣相總傳質(zhì)單元數(shù)2Kg以分壓差表示推動力的總傳質(zhì)系數(shù)，kmOl/ m S kPaaW 單位體積填料的潤濕面積t 填料總比表面積，m2/m3 100 填料層空隙率 m3/m3 91.7%2kG 以分壓差表示推動力的氣膜傳質(zhì)系數(shù)，kmol/ m SkPa2H 溶解度系數(shù)，0.725 kmol/ m kPakL以摩爾濃度差表示推動力的液摩爾傳質(zhì)系數(shù)，m/SR 氣體常數(shù)，8.314kN m/ kmol KDv 0.081m2/h; Dl 7.