金属环矩鞍填料 化工传质案例教学.doc

已知：、，。金属环矩鞍填料：比表面积，堆积密度，个数，空隙率，干填料因子。解：（1） 改造方案1.增加填料高度，保持 不变2.增加填料高度，改变液体流量，使得吸收剂出口 组成不变3.只增加液体流量4.提高操作压力，保持 不变，令5.改变填料的有效比表面积，保持 不变，令6.串联一个相同塔径的塔，保持 不变 （2）工艺计算方案一：增加填料高度，保持不变原工况物料衡算： 校正项 采用传质单元数法计算解析法脱吸因数法：原工况： 新工况，当出塔气体组成时，不变； 既填料塔高度增加即可。解析法对数平均推动力法：原工况：新工况，当出塔气体组成时，不变， 不变；既填料塔高度增加即可。方案二：增加填料高度，改变液体流量，使得吸收剂出口组成不变原工况； 新工况，当出塔气体组成时， 既填料塔高度增加，此时，气体流量不变，液体流量变为，吸收剂出口组成不变。方案三：只增加液体流量L原工况：新工况： 而 与液体流量无关， 即 利用Excel单变量求解，得，所以，此方法不合适。方案四：提高操作压力，保持 不变，令又 （4-1） 其中， 即（4-1）化简为 利用polymath 6.0, 解得即操作压力提高为原来的1.3倍，填料塔填料高度不变，可达到要求。方案五：改变填料的有效比表面积，假设保持 不变，令原工况： 新工况，当出塔气体组成时，又 即有效比表面积为原来的1.308倍。原采用的DN38 金属环矩鞍填料的比表面积，设新填料为DN25金属环矩鞍填料，其比表面积，其中 ，可达到要求。方案六：串联一个相同塔径的塔，保持 不变 原工况； 新工况，当串联一个相同塔径的吸收塔时，进第二个塔气体组成，出第二个塔气体组成时， 即串联一个填料高度为1.017m 的相同塔径的填料塔可满足要求11（3） 方案比较序号改造方案特点备注一增加填料高度，保持 不变1） 在原来塔基础上加高，施工难度大2） 改变较大，工程费用高1） 塔增高后，空间高度是否允许，支架是否加高2） 增高后，原塔的受力负荷是否满足要求，需要进行校核，加固二增加填料高度，改变液体流量，使得吸收剂出口 组成不变1） 在原来塔基础上加高，施工难度大2） 改变较大，工程费用高3） 操作改变，操作费用增加1） 操作改变，相应的管道设计是否合理2） 塔增高后，空间高度是否允许，支架是否加高3） 增高后，原塔的受力负荷是否满足要求，需要进行校核，加固三只增加液体流量1）不改变设备，费用最低1)计算求解不出来，该方案不成立四提高操作压力，保持 不变，令1） 不改变设备，费用最低2） 操作方案不变，工人容易掌握1） 压力提高，所有管道，阀门，塔都需要进行核算，防止压力过大2） 需要增加压力控制装置，费用增加五改变填料的有效比表面积，保持 不变，令1） 基本不改变设备，费用较低2） 操作方案不变，工人容易掌握，设备较好控制1） 填料改变，孔隙率发生改变，流速会改变，需要进行核算，确保处理量六串联一个相同塔径的塔，保持 不变1） 不改变原塔，施工简单2） 增加了一个新塔，设备费用大大增加1） 考虑是否有空间再安装一个塔2） 新塔与旧塔是否会相互影响，需要重新校正计算（4） 实施方案确定对所有方案进行比较，达到要求的方案中，其中方案五（改变填料的有效比表面积）是最简易，费用较低的一种方案，所以决定采用方案五设施改造。改造后处理量核算：原工况： 新工况，当出塔气体组成时，采用新填料为DN25金属环矩鞍填料，其比表面积， 又 利用polymath