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, 貝恩（Bain）其泛點率的經(jīng)驗值u/u不 一霍根（Hougen）關(guān)聯(lián)式，即:即:1gu2 . 100 、F-()9.81 0.9173(二A-KIw LWV(1.1836 Y r ccc/c 、 ru 10.2 = 0.09421.75I 998.2 J(3202.59)4 (1.1836 、4734.4 J 1 998.2(3-1)所以：U 2 /(100/ 3 )()二FUF=3.974574742m/s其中：u 一一泛點氣速，m/s;g 重力加速度

2、，9.81m/s2a填料總比表面積，m2 /m3£ -填料層空隙率m3/m3P廠998.2kg / m3液相密度。P = 1.1836kg/m3 氣相密度Wjkg/h WV=7056.6kg/hA二；K二；取 u二 號- 78220m/sD:4 x 60003.14 x 2.7820 x 3600=0.7631(3-2)圓整塔徑后D=0.8m1.泛點速率校核:60000.785 x 0.82 x 3600=3.3174m/s3.31743.9746=0.8346則上在允許范圍內(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

3、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。對于直徑不超過75mm的散裝填料，可取最小潤濕速率 （L ）.為0.08m3 / m . h。U . =（L ） a = 0.08X100=8 m 3 / m 2 h（3-3）U =巴=榜，8957=10.685 > 8 = min（3-4）P L x 0.75 義 D2998.2義 0.785 義 0.82經(jīng)過以上校驗，填料塔直徑設(shè)計為D=800mm合理。填料層高度的計算及分段Y* = mX = 0.04985 x 0.7532 = 0.03755（3-5）

4、Y* = mX = 0（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)N = YY（3-7）OGA YM（Y - Y*）- （Y - Y*）A Y = _12_（3-8）mY - Y *In i Y - Y *二 0.06383 - 0.0006383 - 0.03755；0.02627In0.00063833.2.2 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:a= 1 exp -1.45 aw、0.75 (V0.05t-r)(39)即：a w/ a t =0.液體質(zhì)量通量為:u =WL/X X =10666. 5918kg/(m2* h)L氣體質(zhì)量通量為

5、:u =60000X=14045. 78025kg/(m2* Vh)氣膜吸收系數(shù)由下式計算:k =O.237(-)o.7 (pig a |lit ya -D tRT )(3-10)X 1 0-5) -r -r (100X4-4-293) 二(m2 h kpa)液膜吸收數(shù)據(jù)由下式計算:K = 0.0095L(u )J,a |ll .、w I 7N.g 3 Pl J(3-11)=0.566130072m/h因為V =1.45二(m3K a = K a (pi.i = X XGGWh kpa)(3-12)(3-13)Ka =Ka (po.4 =X 100X XLL W因為：u z/ u/ F所以需要

6、用以下式進行校正:k' -a =G(u、L41 + 9.5 -0.5I")'尸/k -aG(3-14)= 1H = kmol/(m3 h kpa)(u、2.2(3-15)1 + 2.6 一 一 0.5I UF二1+ =h(3-16)K a= -j-jrG 11+K a HK a二i+(i+y=kmol/(m3 h kpa)HOGV _ VK aQ - K a PQYG(3-17)(3-18)=0.491182 mZ 二 HogNOG= X=4.501360m、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

7、=5X80010X800=48 m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 (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，DG50mm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：U 2巾3 P(3-19)J n 0.2 =g PLL橫坐標為:W ( P 丫5 5358.89572 (1.1761 0.5W 丁)7056.6 1 998.2 ,V、 L /(3-20)A P,二981Pa/m(3-21)查圖得A Z全塔填料層壓降 AP =981 X7=6867 Pa至此，吸收塔的物科衡算、塔徑、填料層高

8、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。塔內(nèi)件的設(shè)計4.2.1 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

9、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)果一覽表塔徑填料層高度填料規(guī)格操作液氣比校正液體流速壓降惰性氣體流量50mm鮑爾環(huán)倍最小液氣比s6867 Pah2填料塔設(shè)計數(shù)據(jù)一覽E亨利系數(shù),uy氣體的粘度，X10-5 Pa/s =6228X10-5kg / m.hm 一平衡常數(shù)W 一水的密度和液體的密度之比1g 重力加速度，m2/s= x108m/hPy； P L 一分別為氣體和液體的密度，kg / m3 ; kg / m3 ;kmol / (m3 s )氣相總體積傳質(zhì)系數(shù),w =kg/h W =7056.6kg/h一分別為氣體和液體的質(zhì)量流量Z 一填料層高度，m 兀Q = D 2Q

10、一塔截面積， 4Hog 一氣相總傳質(zhì)單元高度，mN 一 八一、，、og 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)，km01 / 2 F . kPaaw 一單位體積填料的潤濕面積a -填料總比表面積，m2 /m3 100£-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)，km01 / 2 Y . kPa“kmol / mn2 kPaH 溶解度系數(shù)，kL 以摩爾濃度差表示推動力的液摩爾傳質(zhì)系數(shù)，m / S8 一* 一知 8.314 kN - m / (kmol K )R 一氣體常數(shù)，D = 0.081 m 2/h; D=7.34 x 10 -6 m 2/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)；OL 液體的表面張力，二940896kg/h2% -填料材質(zhì)的臨界表面張力尸427680kg / h2； -填料形狀系數(shù) 開孔鮑爾環(huán)=1.45液體質(zhì)量通量為：ul =WL/XX=10666.5918kg/(m2 h) 氣體質(zhì)量通量為：uV =60000X=14045.78025kg/(m2 h)附件一：塔設(shè)備流程圖緩沖器離心泵液體再 分布器塔頂取樣-iXbr-溫度計 一填 科排入地溝 扛f常底取樣附件二：塔設(shè)備設(shè)計圖嗣ir揖liJi盟力/'1.3K"2鼾同POT3Hili-1ILJh.t祜片5鈿