填料塔塔徑和阻力的計(jì)算

1、填料塔塔徑和阻力的計(jì)算填料塔內(nèi)的流體力學(xué)特性1 氣體:填料層的壓降在逆流操作的填料塔中，從塔頂噴淋下來的液體，依靠重力咗 在填料表面成膜狀向下流動(dòng)，上升氣體與下降液膜的摩擦阻 力形成了填料層的壓降。填料層壓降與液體噴淋量L及氣速u有關(guān)，在一定的氣速下， 液體噴淋量越大，壓降越大；在一定的液體噴淋量下，氣速L,>L2>Lf空塔流連M圖9. 6填料塔的流體力學(xué)恃性（雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)）越大，壓降也越大。對(duì)數(shù)坐標(biāo)：該圖中的橫坐標(biāo)軸（JT軸）是對(duì)數(shù)坐標(biāo)。在此 軸上，某點(diǎn)與原點(diǎn)的實(shí)際距離為該點(diǎn)對(duì)應(yīng)數(shù)的對(duì)數(shù)值, 但是在該點(diǎn)標(biāo)出的值是真數(shù)。為了說明作圖的原理，作 一條平行于橫坐標(biāo)軸的對(duì)數(shù)數(shù)值線填料塔內(nèi)的

2、流體力學(xué)特性如圖，曲線1、2、3表示不同液體噴淋量下，填料層的/P關(guān)系，稱為填料操作壓降線。在一定的噴淋量下，壓降隨空塔氣速的變化曲線分為三段: 1.當(dāng)氣速低于A點(diǎn)時(shí)，氣體流動(dòng)對(duì)液膜的曳力很小，液體流動(dòng)不受氣流的影響，填料表面上覆蓋的液膜厚度基本 不變，因而填料層的持液量不變，該區(qū)域稱為恒持液量 區(qū)。此時(shí)4Pu為一直線，位于干填料壓降線的左側(cè)，且基本上與干填料壓降線平行。2當(dāng)氣速超過A點(diǎn)時(shí)，氣體對(duì)液膜的曳力較大，對(duì)液膜流 動(dòng)產(chǎn)生阻滯作用，使液膜增厚，填料層的持液量隨氣速 的增加而增大，此現(xiàn)象稱為攔液。開始發(fā)生攔液現(xiàn)象時(shí)/弓茸液區(qū)空塔注速H£,>LS> L. 懣泛區(qū)B, 汪

3、點(diǎn)心T攔液區(qū)閨96填料塔的流體力學(xué)轉(zhuǎn)性（取對(duì)數(shù)坐標(biāo)1下轉(zhuǎn)折點(diǎn)稱為“載點(diǎn)”， 上轉(zhuǎn)折點(diǎn)成為、泛點(diǎn)" 載點(diǎn)以下為恒持液區(qū)，:點(diǎn)至泛點(diǎn)間為攔液區(qū),泛點(diǎn)以上為液泛區(qū)的空塔氣速稱為載點(diǎn)氣速，曲線上的折點(diǎn)A,稱為載點(diǎn)。填料塔內(nèi)的流體力學(xué)特性3若氣速繼續(xù)增大，到達(dá)圖中B點(diǎn)時(shí)，由于液體不能順利向下流動(dòng)，使填料層的持液量不斷增大，填 料層內(nèi)幾乎充滿液體。氣速增加很小便會(huì)引起壓 降的劇增，此現(xiàn)象稱為液泛，開始發(fā)生液泛現(xiàn)象<1空塔流速n圖9.6填料塔的潦體力學(xué)特性（雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)稱為泛點(diǎn)。從載點(diǎn)到泛點(diǎn)的區(qū)域稱為i液區(qū)，泛點(diǎn)以上的區(qū)域稱為液泛區(qū)。下轉(zhuǎn)折點(diǎn)稱為“載點(diǎn)”， 上轉(zhuǎn)折點(diǎn)成為、泛點(diǎn)"點(diǎn)以下

4、為恒持液區(qū),時(shí)的氣速稱為泛點(diǎn)氣速，以S表示，曲線上的點(diǎn)B,載點(diǎn)至泛點(diǎn)間為攔液區(qū), 泛點(diǎn)以上為液泛區(qū)液泛氣速的計(jì)算>:液泛（液泛氣速f）泛點(diǎn)對(duì)應(yīng)的空塔氣速為液泛氣速Y設(shè)計(jì)時(shí)，操作氣速=50%80%的泛點(diǎn)氣速。液泛氣速月流體物性、液氣流量比、填料 充填方式和填料特性等因素有關(guān)。:液泛氣速S的計(jì)算步驟（圖97）泛點(diǎn)氣速的計(jì)算步驟：&首先根據(jù)操件條件計(jì)算出g 粧（均為已知）;b再由相應(yīng)的泛點(diǎn)線查出對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo)值，即述于9（牛）-的值$ c再由已知的 g、図、厲及旳等值代入上式求出泛點(diǎn)速度值s;止實(shí)際選用的操作速度s可由泛點(diǎn)流速可乘一個(gè)合適的系數(shù)，即*II0 IawU.040 IU.2 O

5、.3U4J 4 5 « B 10UXIICUXAD.CJ4o m o.ok(JIM) ID.Cil <J ttt0.02 fc:l'、F分別為液體和氣體的質(zhì)量速度； 閔、他分別為氣體和液體的密度,kg/m» “氣體的空塔眨點(diǎn)速度,m/s,L 水的密度和液體的密度之比；0）一填料特性值（填料因子可査手）.m2/mS Pl液體的粘度,mPa Sig重力加速度m/$s填料塔塔徑和阻力的計(jì)算1:填料塔塔徑泛點(diǎn)對(duì)應(yīng)的空塔氣速為液泛氣速Y設(shè)計(jì)時(shí)，操作氣速=50%80%的泛點(diǎn)氣速。 液泛氣速月流體物性、液氣流量比、填料 充填方式和填料特性等因素有關(guān)。:液泛氣速S的計(jì)算步驟（

6、圖97）泛點(diǎn)氣速的計(jì)算步驟：&首先根據(jù)操件條件計(jì)算出g 粧（均為已知）;b再由相應(yīng)的泛點(diǎn)線查出對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo)值，即述于仝（牛）-pV的值$c再由已知的 g、図、厲及旳等值代入上式求出泛點(diǎn)速度值s;d實(shí)際選用的操作速度s可由泛點(diǎn)流速可乘一個(gè)合適的系數(shù)，即劃=（0. 50.為5。填料塔塔徑和阻力的計(jì)算:填料塔塔徑的計(jì)算由于Qv =于D* * v所以Dt =式中Q”氣體的處理量，m'/h；Dt塔徑9眄P一卄算選定的空塔流速.m/ho:壓強(qiáng)降的計(jì)（1）計(jì)算出縱坐標(biāo)比Q空也.陽的值°£>P,中找出對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)降（用內(nèi)插法）.【例91某礦石培燒爐排岀爐氣冷卻至20它后

7、，送入填料吸收塔中用水洗 滌，去除其中的SO?。已知燥作壓力為10L 325kPaf爐氣的體積流量為2000m7 h爐氣的混合分子為32. 16,洗滌水耗慨為L?=45200kg/h.吸收塔選用填料 為，（D25mniX25mmX2. 5mm亂堆瓷拉西環(huán);50mm瓷矩鞍填料，若取空塔流速 內(nèi)液泛流速的70% 試分別求出所需的塔徑及每券填料的壓強(qiáng)降。解；（1）分別確定兩種填料的粧泛氣速及塔徑; 求爐氣的密度4一理想氣體狀態(tài)方程是PV=nRT o其中R=8.31焦耳/（摩爾開）因?yàn)?p=ioi 325Pa, r=8.31 J / (mol -K)=8.31 ( Pa m3) / (mol K)T=

8、273+20=293K；M=32. 16所以有黔：2驚3" = 1338 (g/m3) = 1.338 (kg/m3) 求爐氣的質(zhì)量速度yG Q心=2000m3 /h X 1. 337kg/n? = 2674kg/h 液體的密度A.= 10Q0kg/m' i3 = /° 04 電匹V 眸的竝因?yàn)槲談樗?，?=1必0匸時(shí)水的粘度如=1。求泛點(diǎn)氣速，操作氣連及塔的截面8選用25mm亂堆瓷拉西環(huán)則®= 450m7m3。7°-04 x 450X1xX=0-8Hm/s>操作氣速:v= vr X70 =0s 81XO. 7 =0. 567(m/&a

9、mp;) 塔徑 Dt =啟乂應(yīng)黑2 塔截面積:A = = jX<L12)2=0.99ib2b選用50mm瓷矩鞍，則=130m7m3液泛氣速：u =Jo吾7 503(m/s) 操作氣速汕=X7O% = l5O3XO.7=l,O52(m/s) 塔徑4 =7盂茅T。. 823(2)求每米填料的壓強(qiáng)降衛(wèi)25mm瓷拉西環(huán)填料層縱坐標(biāo)疋(0. 567嚴(yán) X1X450X1. 337'9,81X1000W = 002橫坐標(biāo)茅J管=5 629-7中根據(jù)縱、橫坐標(biāo)值宦出塔的工作點(diǎn)。其位置在30、50rmnH?( (ImmH?Oh 9. 8P J/m兩條等壓線之間，用內(nèi)摘值法求出壓降為mmH?( (ltnmH2O=9, 8Pa)/m。50mm瓷矩鞍填料層縱坐標(biāo);必嚴(yán)遼橫坐標(biāo)0 6262 宀一(X gZF xi.XIBOX I. 3379/81X1000X 2=0.0196在圖9. 7