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塔徑的計算1.空塔氣速的確定一一泛點氣速法對于散裝填料，具泛點率的經(jīng)驗值u/uf=貝恩（Bain）霍根（Hougerj）關聯(lián)式，即：21418均些馬上2=A-Kw上（3-1）gLWvL即:lguF100(3)9.810.91731.183610.20.0942998.2113202.59%1.183681.75-4734.4998.2所以：uF/(100/3)()=UF=3.974574742m/s其中：uf泛點氣速，m/s;g重力加速度,9.81m/s2t填料總比表面積，m2/m3填料層空隙率m3/m3l99

2、8.2kg/m3液相密度。V1.1836kg/m3氣相密度W=kg/hWv=7056.6kg/hA=;K=;取u=uF=2.78220m/s4Vs460003.142.782036000.7631(3-2)圓整塔徑后D=0.8m1.泛點速率校核：u60000.7850.8236003.3174m/su3.31740.8346uF3.9746則巴在允許范圍內(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。對于直徑不

3、超過75mm的散裝填料，可取最小潤濕速率3(3-3)Lwmin為0.08m/mhoUminLw由訪t0.081008m)m2hWlL0.75D25358.8957998.20.7850.8210.6858min(3-4)經(jīng)過以上校驗，填料塔直徑設計為D=800mm理。填料層高度的計算及分段_*丫Y(丫2丫2)*lnY1YIn二丫2丫2=0.063830.00063830.03755-In2627_YmX10.049850.75320.03755(3-5)_*_.Y2mX20(3-6)3.2.1 傳質(zhì)單元數(shù)的計算用對數(shù)平均推動力法求傳質(zhì)單元數(shù)NOG丫工Ym(3-7)(3-8)0.00063833

4、.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聯(lián)式計算:0.750.1-1expw1.45UiU2t:g0.050.2(3-9)即：aw/at=0.液體質(zhì)量通量為：Ul=WL/xX=10666.5918kg/(n?h)氣體質(zhì)量通量為：uV=60000X=14045.78025kg/(m2?h)氣膜吸收系數(shù)由下式計算：tDvRT(3-10)Uv07-kG0.237(-).v/vDv3tv=+X10-5)+(100X+293)=(m2hkpa)液膜吸收數(shù)據(jù)由下式計算：211U32g3Kl0.0095-L-(3-11wlLDLL=0.566130072m/h因為1.45(3-12)(3

5、-13)KgKgwXX=(m3hkpa)04一KlKlw=X100XX=h因為：u所以需要用以下式進行校正：1.4kG19.50.5kGUf二1+=kmol/(m3hkpa)ki2.6Uf2.20.5kL(3-15)=1一=hKg1KgHKl(3-16)=1+(1+1+=kmol/(m3hkpa)HogKyKgP(3-17)=0.491182m(3-18)ZHOGNOG=X=4.501360m,得Z=X=6.30m3.2.3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=5X80010X800=48m計算得填料層高度為7000mm,故不需分段填料層壓降的計算取Eckert(

6、通用壓降關聯(lián)圖)；將操作氣速中的Uf查表，DG50mmi料鮑爾環(huán)的壓降填料因子則縱標值為：u(=2.8886m/s)代替縱坐標=125代替縱坐標中的.2uP?V?0.2g-L-L(3-19)橫坐標為:WlW0.5V0.55358.895721.17617056.6998.2查圖得(3-21)981Pa/mZ全塔填料層壓降P=981X7=6867Pa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)件的類型及設計塔內(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

7、要。塔內(nèi)件的設計4.2.1 液體分布器設計的基本要求：(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)本設計任務液相負荷不大，可選用排管式液體分布器；且填料層不高，可不設液體再分布器。(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填料塔設計結(jié)果一覽表塔徑0.8m填料層高度7m填料規(guī)格50mni包爾環(huán)操作液氣比倍最小液氣比校正液體流速s壓降6867Pa惰性氣體流量h2填料塔設計數(shù)據(jù)一覽E亨利系數(shù)，Uv氣體的

8、粘度，105Pa/s=6228105kg/m.hm一平衡常數(shù)一水的密度和液體的密度之比1一2,。g一重力加速度，m/s=108m/h,/31,3V；L-分別為氣體和液體的密度，kg/m；kg/m；Wl-kg/hWV=7056.6kg/h一分別為氣體和液體的質(zhì)量流量，3KM-氣相總體積傳質(zhì)系數(shù)，km01/msZ一填料層高度，mD2一塔截面積，4HOG一氣相總傳質(zhì)單兀高度，mN0G一氣相總傳質(zhì)單元數(shù)Kg一以分壓差表示推動力的總傳質(zhì)系數(shù)，2,一kmol/mskPaaw一單位體積填料的潤濕面積t填料總比表面積，m2/m3100填料層空隙率m3/m3%kG一以分壓差表示推動力的氣膜傳質(zhì)系數(shù)，2一kmol/mskPaH溶解度系數(shù),2kmol/mkPakL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),8.314kNm/kmolKDv0.081m2/h;Dl7.34106m2/h氨氣在空氣中中的擴散系數(shù)及氨氣在水中的擴散系數(shù)；l液體的表面張力，=940896kg/h2c填料材質(zhì)的臨界表面張力，427680kg/h2;填料