填料塔工藝尺寸的計(jì)算

1、第三節(jié)填料塔工藝尺寸的計(jì)算填料塔工藝尺寸的計(jì)算包括塔徑的計(jì)算、填料能高度的計(jì)算及分段塔徑的計(jì)算1. 空塔氣速的確定泛點(diǎn)氣速法對(duì)于散裝填料，其泛點(diǎn)率的經(jīng)驗(yàn)值 u/u f =貝恩（ Bain ）霍根（ Hougen）關(guān)聯(lián)式 ，即：uF21 41 8lga1V2=A-KwLVg3LwVLLuF211即： lg1003 )1.18360.20.09423202.59 41.1836 8(0.917998.21 1.75998.29.814734.4所以： uF2 / （100/ 3 ）（） =UF=m/s其中：u f 泛點(diǎn)氣速， m/s;g 重力加速度， 9.81m/s 2WL=/h W V=7056

2、.6kg/hA=； K=；取 u= uF =2.78220m/s4Vs4 60000.7631D2.78203.143600圓整塔徑后 D=0.8m1. 泛點(diǎn)速率校核： u60003.3174m/s0.820.7853600u則在允許范圍內(nèi)（3-1 ）（3-2 ）2. 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) 填料塔的液體噴淋密度是指單位時(shí)間、單位塔截面上液體的噴淋量。(2) 最小潤(rùn)濕速率是指在塔的截面上，單位長(zhǎng)度的填料周邊的最小液體體積流量。對(duì)于直徑不超過(guò)75mm的散裝填料，可取最小潤(rùn)濕速率 Lwmin 為0.08m3 / m h

3、。U minLw mint0.08 100 8m3 / m2 h（3-3 ）UwL5358.895710.6858 min（3-4 ）L 0.75D 2998.2 0.785 0.82經(jīng)過(guò)以上校驗(yàn)，填料塔直徑設(shè)計(jì)為D=800mm合理。填料層高度的計(jì)算及分段Y1*mX1 0.04985 0.7532 0.03755（3-5 ）Y2*mX 2 0（3-6 ）傳質(zhì)單元數(shù)的計(jì)算用對(duì)數(shù)平均推動(dòng)力法求傳質(zhì)單元數(shù)NOGY1Y2（3-7）YMYMY1 Y1*(Y2Y2* )（3-8 ）YY*ln 11Y2Y2*=0.063830.0006383 0.03755ln0.026270.0006383=質(zhì)單元高度的

4、計(jì)算氣相總傳質(zhì)單元高度采用修正的恩田關(guān)聯(lián)式計(jì)算：0.750.120.050.2t1 exp1.45cU lU L tUL2 /L V t（3-9 ）wlt lL2g即： w/t =0.液體質(zhì)量通量為： uL=WL/=10666.5918kg/( ?h)氣體質(zhì)量通量為：uV =60000 =14045.78025kg/( ?h)氣膜吸收系數(shù)由下式計(jì)算：UV0.71tDV)v /vDVkG 0.237(3RTtv= 10- 5) (100 293)液膜吸收數(shù)據(jù)由下式計(jì)算：211K L 0.0095 U L3L2L g 3(3-11wlL DLL=m/h因?yàn)?.451.1KGKGW=(m3 h kp

5、a)K LK L W0.4=100=h因?yàn)椋?u=uF所以需要用以下式進(jìn)行校正：1 9.5 u1.4k0.5kGGuF=1 = kmol/(m3 h kpa)u2.2kl1 2.60.5kLuF=1 =hK G111K GHK L=1(1 +1= kmol/(m3 h kpa)（3-10 ）（3-12 ）（3-13 ）（3-14 ）（3-15 ）（3-16 ）H OGVV（3-17 ）KYKGP=0.491182 mZHOGNOG（3-18 ）=4.501360m,得Z = =6.30m填料層的分段對(duì)于鮑爾環(huán)散裝填料的分段高度推薦值為h/D=510。h=580010800=4 8 m計(jì)算得填料

6、層高度為7000mm，故不需分段填料層壓降的計(jì)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(biāo)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(biāo)中的則縱標(biāo)值為：u 2P? V ? L0.2=(3-19)gL橫坐標(biāo)為：WL0.55358.895721.17610.5V=WV7056.6998.2L(3-20)查圖得PZ981Pa/m(3-21)全塔填料層壓降P =9817=6867 Pa至此，吸收塔的物科衡算、塔徑、填料層高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(jì)塔內(nèi)件類型填料塔的內(nèi)件主要有填料支撐裝置、填

7、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(jì)塔內(nèi)件，對(duì)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(jì)液體分布器設(shè)計(jì)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）其他液體分布器布液能力的計(jì)算（ 1）重力型液體分布器布液能力計(jì)算（2）壓力型液體分布器布液能力計(jì)算注： (1) 本設(shè)計(jì)任務(wù)液相負(fù)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(fù)荷不大，可采用較簡(jiǎn)單的柵板型支承板及壓板。其它塔附件及氣液出口裝置計(jì)算與選擇此處從略。注：1 填料塔設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表塔徑0.8m填料層高度7m填料規(guī)格50mm鮑爾環(huán)操作液氣

8、比倍最小液氣比校正液體流速s壓降6867 Pa惰性氣體流量h2 填料塔設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)一覽E亨利系數(shù)，uV 氣體的粘度，10 5 Pa / s =6228 10 5 kg / m.hm 平衡常數(shù)水的密度和液體的密度之比 1g 重力加速度， m2 / s =108 m / hV ; L 分別為氣體和液體的密度，kg / m3； kg / m3；WL = /h WV=7056.6kg/h分別為氣體和液體的質(zhì)量流量K Y a 氣相總體積傳質(zhì)系數(shù)，kmol / m3 sZ 填料層高度， m塔截面積，D 24H OG 氣相總傳質(zhì)單元高度，mNOG 氣相總傳質(zhì)單元數(shù)K G 以分壓差表示推動(dòng)力的總傳質(zhì)系數(shù)，kmol / m2s kPaaW 單位體積填料的潤(rùn)濕面積t填料總比表面積， m 2 / m3100填料層空隙率 m3 / m3 %kG 以分壓差表示推動(dòng)力的氣膜傳質(zhì)系數(shù)，kmol / m2 s kPaH 溶解度系數(shù)， kmol / m2kPakL 以摩爾濃度差表示推動(dòng)力的液摩爾傳質(zhì)系數(shù)，m/ sR 氣體常數(shù)， 8.314kN m/ kmol KDV0.081m2 /