填料塔塔径和阻力的计算

1、填料塔塔径和阻力的计算填料塔内的流体力学特性1 气体:填料层的压降在逆流操作的填料塔中，从塔顶喷淋下来的液体，依靠重力咗 在填料表面成膜状向下流动，上升气体与下降液膜的摩擦阻 力形成了填料层的压降。填料层压降与液体喷淋量L及气速u有关，在一定的气速下， 液体喷淋量越大，压降越大；在一定的液体喷淋量下，气速L,>L2>Lf空塔流連M图9. 6填料塔的流体力学恃性（双对数坐标）越大，压降也越大。对数坐标：该图中的横坐标轴（JT轴）是对数坐标。在此 轴上，某点与原点的实际距离为该点对应数的对数值, 但是在该点标出的值是真数。为了说明作图的原理，作 一条平行于横坐标轴的对数数值线填料塔内的

2、流体力学特性如图，曲线1、2、3表示不同液体喷淋量下，填料层的/P关系，称为填料操作压降线。在一定的喷淋量下，压降随空塔气速的变化曲线分为三段: 1.当气速低于A点时，气体流动对液膜的曳力很小，液体流动不受气流的影响，填料表面上覆盖的液膜厚度基本 不变，因而填料层的持液量不变，该区域称为恒持液量 区。此时4Pu为一直线，位于干填料压降线的左侧，且基本上与干填料压降线平行。2当气速超过A点时，气体对液膜的曳力较大，对液膜流 动产生阻滞作用，使液膜增厚，填料层的持液量随气速 的增加而增大，此现象称为拦液。开始发生拦液现象时/弓茸液区空塔注速H£,>LS> L. 懑泛区B, 汪

3、点心T拦液区閨96填料塔的流体力学转性（取对数坐标1下转折点称为“载点”， 上转折点成为、泛点" 载点以下为恒持液区，:点至泛点间为拦液区,泛点以上为液泛区的空塔气速称为载点气速，曲线上的折点A,称为载点。填料塔内的流体力学特性3若气速继续增大，到达图中B点时，由于液体不能顺利向下流动，使填料层的持液量不断增大，填 料层内几乎充满液体。气速增加很小便会引起压 降的剧增，此现象称为液泛，开始发生液泛现象<1空塔流速n图9.6填料塔的潦体力学特性（双对数坐标称为泛点。从载点到泛点的区域称为i液区，泛点以上的区域称为液泛区。下转折点称为“载点”， 上转折点成为、泛点"点以下

4、为恒持液区,时的气速称为泛点气速，以S表示，曲线上的点B,载点至泛点间为拦液区, 泛点以上为液泛区液泛气速的计算>:液泛（液泛气速f）泛点对应的空塔气速为液泛气速Y设计时，操作气速=50%80%的泛点气速。液泛气速月流体物性、液气流量比、填料 充填方式和填料特性等因素有关。:液泛气速S的计算步骤（图97）泛点气速的计算步骤：&首先根据操件条件计算出g 粧（均为已知）;b再由相应的泛点线查出对应的纵坐标值，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点速度值s;止实际选用的操作速度s可由泛点流速可乘一个合适的系数，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分别为液体和气体的质量速度； 闵、他分别为气体和液体的密度,kg/m» “气体的空塔眨点速度,m/s,L 水的密度和液体的密度之比；0）一填料特性值（填料因子可査手）.m2/mS Pl液体的粘度,mPa Sig重力加速度m/$s填料塔塔径和阻力的计算1:填料塔塔径泛点对应的空塔气速为液泛气速Y设计时，操作气速=50%80%的泛点气速。 液泛气速月流体物性、液气流量比、填料 充填方式和填料特性等因素有关。:液泛气速S的计算步骤（

6、图97）泛点气速的计算步骤：&首先根据操件条件计算出g 粧（均为已知）;b再由相应的泛点线查出对应的纵坐标值，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点速度值s;d实际选用的操作速度s可由泛点流速可乘一个合适的系数，即划=（0. 50.为5。填料塔塔径和阻力的计算:填料塔塔径的计算由于Qv =于D* * v所以Dt =式中Q”气体的处理量，m'/h；Dt塔径9眄P一卄算选定的空塔流速.m/ho:压强降的计（1）计算出纵坐标比Q空也.阳的值°£>P,中找出对应的压强降（用内插法）.【例91某矿石培烧炉排岀炉气冷却至20它后

7、，送入填料吸收塔中用水洗 涤，去除其中的SO?。已知燥作压力为10L 325kPaf炉气的体积流量为2000m7 h炉气的混合分子为32. 16,洗涤水耗慨为L?=45200kg/h.吸收塔选用填料 为，（D25mniX25mmX2. 5mm乱堆瓷拉西环;50mm瓷矩鞍填料，若取空塔流速 内液泛流速的70% 试分别求出所需的塔径及每券填料的压强降。解；（1）分别确定两种填料的粧泛气速及塔径; 求炉气的密度4一理想气体状态方程是PV=nRT o其中R=8.31焦耳/（摩尔开）因为 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) 求炉气的质量速度yG Q心=2000m3 /h X 1. 337kg/n? = 2674kg/h 液体的密度A.= 10Q0kg/m' i3 = /° 04 电匹V 眸的竝因为吸收剂为水，故9=1必0匸时水的粘度如=1。求泛点气速，操作气連及塔的截面8选用25mm乱堆瓷拉西环则®= 450m7m3。7°-04 x 450X1xX=0-8Hm/s>操作气速:v= vr X70 =0s 81XO. 7 =0. 567(m/&a

9、mp;) 塔径 Dt =启乂应黑2 塔截面积:A = = jX<L12)2=0.99ib2b选用50mm瓷矩鞍，则=130m7m3液泛气速：u =Jo吾7 503(m/s) 操作气速汕=X7O% = l5O3XO.7=l,O52(m/s) 塔径4 =7盂茅T。. 823(2)求每米填料的压强降卫25mm瓷拉西环填料层纵坐标疋(0. 567严 X1X450X1. 337'9,81X1000W = 002横坐标茅J管=5 629-7中根据纵、横坐标值宦出塔的工作点。其位置在30、50rmnH?( (ImmH?Oh 9. 8P J/m两条等压线之间，用内摘值法求出压降为mmH?( (ltnmH2O=9, 8Pa)/m。50mm瓷矩鞍填料层纵坐标;必严遼横坐标0 6262 宀一(X gZF xi.XIBOX I. 3379/81X1000X 2=0.0196在图9. 7