金屬環(huán)矩鞍填料 化工傳質(zhì)案例教學(xué)

1、已知：、，。金屬環(huán)矩鞍填料：比表面積，堆積密度，個數(shù)，空隙率，干填料因子。解：（1） 改造方案1.增加填料高度，保持 不變2.增加填料高度，改變液體流量，使得吸收劑出口 組成不變3.只增加液體流量4.提高操作壓力，保持 不變，令5.改變填料的有效比表面積，保持 不變，令6.串聯(lián)一個相同塔徑的塔，保持 不變 （2）工藝計算方案一：增加填料高度，保持不變原工況物料衡算： 校正項 采用傳質(zhì)單元數(shù)法計算解析法脫吸因數(shù)法：原工況： 新工況，當(dāng)出塔氣體組成時，不變； 既填料塔高度增加即可。解析法對數(shù)平均推動力法：原工況：新工況，當(dāng)出塔氣體組成時，不變， 不變；既填料塔高度增加即可。方案二：增加填料高度，改

2、變液體流量，使得吸收劑出口組成不變原工況； 新工況，當(dāng)出塔氣體組成時， 既填料塔高度增加，此時，氣體流量不變，液體流量變?yōu)?，吸收劑出口組成不變。方案三：只增加液體流量L原工況：新工況： 而 與液體流量無關(guān)， 即 利用Excel單變量求解，得，所以，此方法不合適。方案四：提高操作壓力，保持 不變，令又 （4-1） 其中， 即（4-1）化簡為 利用polymath 6.0, 解得即操作壓力提高為原來的1.3倍，填料塔填料高度不變，可達(dá)到要求。方案五：改變填料的有效比表面積，假設(shè)保持 不變，令原工況： 新工況，當(dāng)出塔氣體組成時，又 即有效比表面積為原來的1.308倍。原采用的DN38 金屬環(huán)矩鞍填料

3、的比表面積，設(shè)新填料為DN25金屬環(huán)矩鞍填料，其比表面積，其中 ，可達(dá)到要求。方案六：串聯(lián)一個相同塔徑的塔，保持 不變 原工況； 新工況，當(dāng)串聯(lián)一個相同塔徑的吸收塔時，進(jìn)第二個塔氣體組成，出第二個塔氣體組成時， 即串聯(lián)一個填料高度為1.017m 的相同塔徑的填料塔可滿足要求（3） 方案比較序號改造方案特點備注一增加填料高度，保持 不變1） 在原來塔基礎(chǔ)上加高，施工難度大2） 改變較大，工程費用高1） 塔增高后，空間高度是否允許，支架是否加高2） 增高后，原塔的受力負(fù)荷是否滿足要求，需要進(jìn)行校核，加固二增加填料高度，改變液體流量，使得吸收劑出口 組成不變1） 在原來塔基礎(chǔ)上加高，施工難度大2）

4、改變較大，工程費用高3） 操作改變，操作費用增加1） 操作改變，相應(yīng)的管道設(shè)計是否合理2） 塔增高后，空間高度是否允許，支架是否加高3） 增高后，原塔的受力負(fù)荷是否滿足要求，需要進(jìn)行校核，加固三只增加液體流量1）不改變設(shè)備，費用最低1)計算求解不出來，該方案不成立四提高操作壓力，保持 不變，令1） 不改變設(shè)備，費用最低2） 操作方案不變，工人容易掌握1） 壓力提高，所有管道，閥門，塔都需要進(jìn)行核算，防止壓力過大2） 需要增加壓力控制裝置，費用增加五改變填料的有效比表面積，保持 不變，令1） 基本不改變設(shè)備，費用較低2） 操作方案不變，工人容易掌握，設(shè)備較好控制1） 填料改變，孔隙率發(fā)生改變，流速會改變，需要進(jìn)行核算，確保處理量六串聯(lián)一個相同塔徑的塔，保持 不變1） 不改變原塔，施工簡單2） 增加了一個新塔，設(shè)備費用大大增加1） 考慮是否有空間再安裝一個塔2） 新塔與舊塔是否會相互影響，需要重新校正計算（4） 實施方案確定對所有方案進(jìn)行比較，達(dá)到要求的方案中，其中方案五（改變填料的有效比表面積）是最簡易，費用較低的一種方案，所以決定采用方案五設(shè)施改造。改造后處理量核算：原工況： 新工況，當(dāng)出塔氣體組成時，采用新填料為DN25金屬環(huán)矩鞍填料，其比表面積， 又 利用polymath