化工原理第七章 塔设备 答案

1、七气液传质设备练习问题的解答1解：塔底压力=101 30=131kn/m2，在该压力下下水的沸点为107，在该温度下g=18131273/(22.4101380 )=0.75 kg/m3 l=953公斤/m 3=57.5厘米=0.266cp(l/G)1/2Vl/VG=(G/l)1/2ml/mG=(0.75/953)1/21.24/0.82=0.041HT=0.3mP148图11-6，C20=0.065时c=c200 (/20 ) 0.2=0.065 (57.5/20 ) 0.2=0.08uf=c /l -g /g 0.5=0.08 /953-0.75 /0.75 0.5=2. 85米/秒u=0

2、.7uf=0. 72.85=2米/秒气体流量： VG=mg /g=0.82/0.75=1.09 m3/s 塔的有效截面An (气体可以通过塔版的截面)An=VG/u=1.09/2=0.545m2塔的总断面是a，根据题意是0.9A=AnA=An/0.9=0.545/0.9=0.606m2因为塔截面是a，所以塔径是D D2/4=Ad=(4a /) 0.5=(40.606/3.14 ) 0.5=0.8790.9 m 2解：已知在a=6.3、86下水=0.33cp甲醇=0.26cpa=0.520.26 0.480.33=0.29cpaa=6.30.29=1.83根据图11-21调查了总板效率E=0.4

3、2=42%因为筛板塔增大了10%。E=1.10.42=46%实际的架子数是(30-1)/E=29/0.46=63 (釜计算一张理论板)架子高度为(63-1)0.3=18.6m三解：检查液是否溢出了煤气通过网眼降低PohO=(1/2g)(uo/Co)2G/l式中： uo=12.7米/秒，g=0.75公斤/m3； l=953公斤/m 3根据do/tp=4mm/2mm=2，根据图11-9读出Co=0.76ho=(1/2249.81 ) (12.7/0.76 )2(0.75/953 )=0.0112 m清洗液柱气体通过泡沫层积下降的e在he=(hw how )式中hw=0.05m； 是膨胀系数，how

4、是堰头高度。 现在开始求。 根据uAG1/2的值从图中可以看出. uA是在工作面上计算出的风速：ua=VG/(a-2ad )=1.09/(0.606-20.10.606 )=2.25米/秒uAG1/2=2.25(0.75)0.5=1.95由此调查了=0.59。how=0.0028fw(vl/lw)2/3式中. Vl为液体体积流量(1.24/953)3600=4.68m3/hlw为堰长，lw=0.36 m (问题赋予条件)Fw是校正系数，从图表中调查Lw/D和vl/lw2.5数值.vl/l2.5w=4. 68/(0. 63 )2.5=14.86Lw/D=0.7从图中调查Fw=1.03，这两个数据

5、为：how=0. 00281.03 (4. 68/0.63 )2/3=0. 11 m液柱he=(HW how )=0.59 (0. 050.011 )=0.036 m液柱气体通过一层筛子，总压力下降了Ht=h0 he=0.0112 0.036=0.0472 m在下降液管中流动的液体的压力损失hd高清=1.39/g (Pl/ada ) 2式中Vl为液体体积流量Vl=1.24/935=0.0013m3/sAda是降水管流出的间隙面积. Ada=lwy，y是降水管下端到架子的距离如果距离. H=40mmAda=0.630.04=0.0252m2hda=1. 39/9.81 (0. 0013/0.02

6、52 )2=0. 00038 m 下管内液面高度为HdHd=Ht hw how hd=0.047 0.05 0.011 0 0.0038=0.108m如果=0.5，则下管内的泡沫中液面高度hd=HD /=0.108/0.5=0.216米hdhthw=0.30.05=0.35m液体不会渗出。(2)校正降核液管内停留时间解为A=b=0.7l/g=(1/0.7 ) (l/g ) min=(1/0.7 ) ma=(1/0.7 )1. 40.7=1.4由于两塔的L/G、和m相同，所以两塔的NOG相同。另外，mG/L=1.4/1.4=1，操作线与平衡线平行，推进力在任何地方都相同HHHHK=ya-mxa=

7、ya对a塔：nog=(Yb B- ya ) /ym=(Yb B- ya )/ya=Yb/ya-1=1/0.3-1=0.7/0.3因为HOG也一样，所以两塔的填充层的高度等于：ha=HB=hog.nog=1. 20.7/0.3=2. 8米。4解：(1)决定填充材料的塔塔径。基于图11图27来确定液体的通气速度uF。l /g (g /l ) 0.5=1.24/0.82 (0.75/953 ) 0.5=0.0424根据这个值：(g) 2l 0.2/ggl=0.14如果代入g=ufgu2F2G0.2l/gGl=0.14式中对38mm钢的滚珠环进入92 .式时，液泛速度uF为：uF=(0.14gl/(G

8、0.2)0.5=(0. 149.81953/(0. 75920.2660.1 )0.5=4. 65米/秒操作气压u=0.6uF=0.64.65=2.8 m/s塔径dd=(4VG /u )0.5=(41.09/3.142.8 )0.5=0. 705米=0. 7米(2)确定填充塔的压降，与板式塔进行比较根据表11-5调查了38mm风质鲍尔环用精馏操作的理论板当量高度H.E.T.P=0.66m填料层高度h0=NT(H.E.T.P )h0=300.66=19.8米: u2F2G0.2l/gGl=0.14u=0.6uF，8756； u 22 g0.2 l/ggl=0. 620.14=0. 05将该值设为

9、纵轴，将l/g(g /l ) 0.5=0.0424设为横轴从图11-27中调查了填料层每米的电压降P=30mm水柱/m填料填充塔压力降=h0P=19.830=594 mm水柱板式塔压降(P )板=实际的板数每板的压降。(P )板=NHT=630.0472=2.97 m液柱问题是在塔底条件下计算的，两塔底基本上是水，所以(P )板=2.97 m液柱被认为是2.97m水柱。是：(P )填料/(P )板=0.594/2.97=0.2由此可见，填充塔压降一般远低于板式塔，是填充塔的主要优点之一。五解：40mm陶瓷陶瓷环=350 1/m50mm陶瓷鞍环=130 1/m gf/g=(/) 0.5； g=g

10、 (/) 0.5=8000 (350/130 ) 0.5=13100 kg/h 由于操作气体速度与液体的通气速度成正比，所以产量的增加率(g-g )/g=(13100-8000 )/8000=0.64100 %=64 %综合性思考问题(1)一定高度的液晶层的载体点的泛点(2)B A A2 (1)生产能力大，阻力小，操作弹性大(2)是3湿填料表面c(4)液体气体的液体分布(2)严重漏液的严重气泡使液管下降，液体严重被雾包围，液相不足(5)泡罩塔、浮法塔、筛板塔(2)增加液体卷入少、下降的液管难以液化的全塔的高度6(1)起泡接触状态(2)泡沫接触状态(3)喷雾接触状态(4)泡沫接触状态和喷雾接触状

11、态7(1)能力大(2)台阶效率高(3)台阶压力低(4)操作弹性大(5)结构，简单的制造成本低(8)五； (2)液体泛线雾中带线、漏液线液相上限线、液相下限线9(1)逆流(2)弄错流动(3)过剩的液体(雾)的夹入(4)溢流液泛(或液泛) (5)严重的漏液10(1)泛点(2)泛点气体速度是操作上限(3)液体的再分布(4)，11(1)泡(2)喷射(3)气液接触面积大，遗传性好(4)空隙率12(1)搁板进出口侧的清洗液的高度差(2)采用双流型(多流型)搁板结构(3)35秒(4)6mm(13 )液体液层的电压降(2)如果开孔率过小，或者气体速度过大，板间距离过小，则下管的截面积过小14 (1)气体通过干板气体，通过液层(2)过剩的液体的泡沫夹着漏液降液管，液体溢出15 (1)液流量(2)搁板构造(3)流长(4)二液流、多液流(5)使用塔板上结构简单的筛板塔16多馀雾沫的胶带.