填料塔工艺尺寸的计算.pdf

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1、 填料塔工艺尺寸的计算 The manuscript was revised on the evening of 2021 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/uf=贝恩（Bain）霍根（Hougen）关联式，即：2213lgVFLLuag=A-K1 41 8VLVLww （3-1）即：112480.231001.18363202.591.1836lg()1 0.0942 1.759.81 0.917998.24734.4998.2Fu 所以：2Fu/（100/3）

2、（）=UF=m/s 其中：fu泛点气速，m/s;g 重力加速度，9.81m/s2 WL=/h WV=7056.6kg/h A=；K=；取 u=Fu=2.78220m/s 44 60000.76313.142.7820 3600VsD （3-2）圆整塔径后 D=0.8m 1.泛点速率校核：260003.31740.785 0.83600u m/s 则Fuu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

3、流量。对于直径不超过 75mm 的散装填料，可取最小润湿速率 3min0.08m/m hwL为。32minmin0.08 1008/wtULmmh （3-3）225358.895710.6858min0.75998.20.785 0.8LLwUD （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 *110.049850.75320.03755YmX （3-5）*220YmX （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 12OGMYYNY （3-7）*1122*11*22()lnMYYYYYYYYY （3-8）=0.063830.

4、00063830.037550.02627ln0.0006383 =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：0.750.10.0520.2221 exp1.45/tclLtLLVtwltlLUUUg （3-9）即：w/t=0.液体质量通量为：Lu=WL/=10666.5918kg/(?h)气体质量通量为：Vu=60000=14045.78025kg/(h)气膜吸收系数由下式计算：10.730.237()/VtVGvvVtvUDkDRT （3-10）=10-5)(100293)液膜吸收数据由下式计算：2113230.0095LLLLwlLLLUgKD (3-11

5、）=m/h 因为1.45 1.1GGWKK （3-12）=(m3 h kpa)0.4LLWKK =100 （3-13）=h 因为：Fuu=所以需要用以下式进行校正：1.41 9.50.5GGFukku （3-14）=1=kmol/(m3 h kpa)2.212.60.5lLFukku （3-15）=1 =h 111GGLKKHK （3-16）=1(1+1 =kmol/(m3 h kpa)OGYGVVHKKP （3-17）=0.491182 m OGOGZHN （3-18）=4.501360m,得 Z=6.30m 3.2.3 填料层的分段 对于鲍尔环散装填料的分段高度推荐值为 h/D=510。h

6、=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u(2.8886m/s)代替纵坐标中的Fu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：2.02LLVPgu=(3-19)横坐标为：0.5VLVLWW0.55358.89572 1.17617056.6998.2 =(3-20)查图得 PZ 981Pa/m (3-21)全塔填料层压降 P=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

7、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

8、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 压降 6867 Pa 惰性气体流量 h 2 填料塔设计数据一览 E亨利系数，Vu气体的粘度，510/Pa s=6228510/.kg m h m 平衡常数 水的密度和液体的密度之比 1 g 重力加速度，2/ms =810/m h ;VL分别为气体和液体的密度，3/kg m；3/kg m；LW=/h VW=7056.6kg/h分别为气体和液体的质量流量 YK a气相总体积传质系数，3/kmolms Z填料层高度，m 塔截面积，24D OGH气相总传质单元高度，m OGN气相总传质单元

9、数 GK以分压差表示推动力的总传质系数，2/kmolms kPa Wa单位体积填料的润湿面积 23tm/m填料总比表面积，100 33m/m填料层空隙率%Gk以分压差表示推动力的气膜传质系数，2/kmolms kPa H溶解度系数，2/kmolmkPa Lk以摩尔浓度差表示推动力的液摩尔传质系数，/m s R气体常数，8.314/kN mkmol K 2620.081/;7.3410/VLDmh Dmh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：Lu=WL/=10666.5918kg/(?h)气体质量通量为：Vu=60000=14045.78025kg/(?h)附件一：塔设备流程图 附件二：塔设备设计图