填料塔工艺尺寸的计算

1、第三节填料塔工艺尺寸的计算填料塔工艺尺寸的计算包括塔径的计算、填料能高度的计算及分段塔径的计算1.空塔气速的确定一一泛点气速法对于散装填料, 贝恩（Bain）其泛点率的经验值u/u不 一霍根（Hougen）关联式，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 一一泛点气速，m/s;g 重力加速度

2、，9.81m/s2a填料总比表面积，m2 /m3£ -填料层空隙率m3/m3P厂998.2kg / m3液相密度。P = 1.1836kg/m3 气相密度Wjkg/h WV=7056.6kg/hA二；K二；取 u二 号- 78220m/sD:4 x 60003.14 x 2.7820 x 3600=0.7631(3-2)圆整塔径后D=0.8m1.泛点速率校核:60000.785 x 0.82 x 3600=3.3174m/s3.31743.9746=0.8346则上在允许范围内uF2 .根据填料规格校核：D/d=800/50=16根据表3-1符合3 .液体喷淋密度的校核：（1）填料塔

3、的液体喷淋密度是指单位时间、单位塔截面上液体的喷淋量。（2）最小润湿速率是指在塔的截面上，单位长度的填料周边的最小液体体 积流量。对于直径不超过75mm的散装填料，可取最小润湿速率 （L ）.为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 义 D2998.2义 0.785 义 0.82经过以上校验，填料塔直径设计为D=800mm合理。填料层高度的计算及分段Y* = mX = 0.04985 x 0.7532 = 0.03755（3-5）

4、Y* = mX = 0（3-6）3.2.1 传质单元数的计算用对数平均推动力法求传质单元数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 质单元高度的计算气相总传质单元高度采用修正的恩田关联式计算:a= 1 exp -1.45 aw、0.75 (V0.05t-r)(39)即：a w/ a t =0.液体质量通量为:u =WL/X X =10666. 5918kg/(m2* h)L气体质量通量为

5、:u =60000X=14045. 78025kg/(m2* Vh)气膜吸收系数由下式计算: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)液膜吸收数据由下式计算:K = 0.0095L(u )J,a |ll .、w I 7N.g 3 Pl J(3-11)=0.566130072m/h因为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因为：u z/ u/ F所以需要

6、用以下式进行校正: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 填料层的分段对于鲍尔环散装填料的分段高度推荐值为h/D=510。h

7、=5X80010X800=48 m计算得填料层高度为7000mm,，故不需分段填料层压降的计算取Eckert (通用压降关联图)；将操作气速u，( = 2.8886m/s)代替纵坐标 中的uF查表，DG50mm塑料鲍尔环的压降填料因子。=125代替纵坐标中的.则纵标值为：U 2巾3 P(3-19)J n 0.2 =g PLL横坐标为: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)查图得A Z全塔填料层压降 AP =981 X7=6867 Pa至此，吸收塔的物科衡算、塔径、填料层高

8、度及填料层压降均已算出。第四节填料塔内件的类型及设计塔内件类型填料塔的内件主要有填料支撑装置、填料压紧装置、液体分布装置、液体 收集再分布装置等。合理的选择和设计塔内件，对保证填料塔的正常操作及优良 的传质性能十分重要。塔内件的设计4.2.1 液体分布器设计的基本要求：(1)液体分布均匀(2)操作弹性大(3)自由截面积大(4)其他4.2.2 液体分布器布液能力的计算(1)重力型液体分布器布液能力计算(2)压力型液体分布器布液能力计算注：(1)本设计任务液相负荷不大，可选用排管式液体分布器；且填料层不高， 可不设液体再分布器。(2)塔径及液体负荷不大，可采用较简单的栅板型支承板及压板。其它塔附

9、件及气液出口装置计算与选择此处从略。注:1填料塔设计结果一览表塔径填料层高度填料规格操作液气比校正液体流速压降惰性气体流量50mm鲍尔环倍最小液气比s6867 Pah2填料塔设计数据一览E亨利系数,uy气体的粘度，X10-5 Pa/s =6228X10-5kg / m.hm 一平衡常数W 一水的密度和液体的密度之比1g 重力加速度，m2/s= x108m/hPy； P L 一分别为气体和液体的密度，kg / m3 ; kg / m3 ;kmol / (m3 s )气相总体积传质系数,w =kg/h W =7056.6kg/h一分别为气体和液体的质量流量Z 一填料层高度，m 兀Q = D 2Q

10、一塔截面积， 4Hog 一气相总传质单元高度，mN 一 八一、，、og 一气相总传质单元数KG 一以分压差表示推动力的总传质系数，km01 / 2 F . kPaaw 一单位体积填料的润湿面积a -填料总比表面积，m2 /m3 100£-填料层空隙率m3/m3 %kG 一以分压差表示推动力的气膜传质系数，km01 / 2 Y . kPa“kmol / mn2 kPaH 溶解度系数，kL 以摩尔浓度差表示推动力的液摩尔传质系数，m / S8 一* 一知 8.314 kN - m / (kmol K )R 一气体常数，D = 0.081 m 2/h; D=7.34 x 10 -6 m 2/h 氨气在空气中中的扩散系数及氨气在水中的扩 散系数；OL 液体的表面张力，二940896kg/h2% -填料材质的临界表面张力尸427680kg / h2； -填料形状系数 开孔鲍尔环=1.45液体质量通量为：ul =WL/XX=10666.5918kg/(m2 h) 气体质量通量为：uV =60000X=14045.78025kg/(m2 h)附件一：塔设备流程图缓冲器离心泵液体再 分布器塔顶取样-iXbr-温度计 一填 科排入地沟 扛f常底取样附件二：塔设备设计图嗣ir揖liJi盟力/'1.3K"2鼾同POT3Hili-1ILJh.t祜片5钿