填料塔計算部分

1、基礎物性參數(shù)的確定本設計方案信息如下表所示:裝置流程逆流操作吸收劑水操作溫度20C操作壓力常壓填料類型聚丙烯階梯環(huán)（塑料填料）填料規(guī)格Dn25(D/d8)1液相物性數(shù)據(jù)對于低濃度吸收過程，溶液的物性數(shù)據(jù)可近似取純水的物性數(shù)據(jù)。由手冊查得,20C時水的有關物性數(shù)據(jù)如下:密度（l）998.2kg/m3粘度（l）?=3.6kg/(m?h)表面張力（l）940896kg/h22氣相物性參數(shù)設計壓力：，溫度：20C氨氣在水中的擴散系數(shù)：Dl1,76109cm2/s6.336106m2/h氨氣在空氣中的擴散系數(shù):查表得，氨氣在0C,在空氣中的擴散系數(shù)為cm2/s,根據(jù)關系式換算出20C時的空氣中的擴散系數(shù)

2、:3293.152273.153P0T2DvD0-0.171PT00.189cm2/s0.06804m2/h混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為MVmyMi0.05170.982929.27混合氣體的平均密度為VmPMvmRT101.329.2731.217kg.m8.314293.15混合氣體的粘度可近似取空氣的粘度，查手冊得20C空氣粘度為一一5一V1.8110Pa?s0.065kg.(m?h)3氣液相平衡數(shù)據(jù)由手冊查得，常壓下20C時，氨氣在水中的亨利系數(shù)E76.3kPa相平衡常數(shù)EmP溶解度系數(shù)募307532EMs998.20.7260kmolkPa?m376.318.024物料衡算進塔氣相摩爾比

3、丫1=10.050.0526310.05出塔氣相摩爾比Y2Yi(1A)0.05263(10.98)一一一31.053103混合氣體流量QvQn0.1013(273.1520)0.1013273.1516.10103m3.h惰性氣體摩爾流量Qv273.15V-(10.05)22.4273.1520636.16kmolh該吸收過程屬低濃度吸收，平衡關系為直線，最小液氣比可按下式計算:LY1Y2VY1mX2對于純?nèi)軇┪者^程，進塔液相組成X20LVmin0.052630.0010530.73810.052630.7532取操作液氣比為1.4LVmin1.40.73811.0333L1.0333636

4、.16657.34kmol.hXiV(YY2)X636.16(0.052630.001053)0049gL2657.34.填料物性參數(shù)查表得:聚丙烯階梯環(huán)DN25散裝填料物性參數(shù)塔徑與填料公稱直徑的比值D/d的推薦值D/d>8關聯(lián)常數(shù)A關聯(lián)常數(shù)K散裝填料泛點填料因子平均值f(1/m)260散裝填料壓降填料因子平均值p(1/m)176填料材質(zhì)的臨界表面張力值cc(dyn/cm)33直徑高厚比表回積(m2?m3)228空隙率(m3?m3)堆積密度p(kg?m3)個數(shù)n(m3)81500干填料因子(m1)312填料形狀系數(shù)散裝填料分段高度推薦值h/D8-15hmax6表2-4-15吸收塔的工藝

5、尺寸計算塔徑計算采用Eckert通用關聯(lián)圖計算泛點氣速。Eckert通用關聯(lián)圖：0.00b0004f).O4(1.060.40.6OliIJO1.00.80.6Q.Ol0WRN0.06M士I0.04氣體質(zhì)量流量為o.ox0.02WVQvVm16.101031.2171.9594104kg/h液體質(zhì)量流量可近似按純水的流量計算:wLLMS657.3418.0211845.267kg.hEckert通用關聯(lián)圖的橫坐標為0.50.5wLVm11845.2671.217wVL1.9594104998.2根據(jù)關聯(lián)圖對應坐標可得0.021112uF：20.18gl由表2-4-1可知1F=260mUf0.1

6、8gl0.189.81998.2F0.2V;260110.21.2172.360m/s0.8uF0.82.3601.888m/s圓整塔徑4VsDu416.10103/3600/C1.737m3.141.888（常用的標準塔徑有1600mm2000mm2200mr#)泛點率校核：400mm500mm600mm800mm1000mm1200mm1400mm本設計方案取D=2000mm4Vs416100/3600s1.424m/sD23.142.021.424Uf-100%60.34%2.360因為填料塔的適宜空塔氣速一般取泛點氣速的50%-80%泛點率值在允許范圍內(nèi)。填料塔規(guī)格校核：-理808（在

7、允許范圍之內(nèi)）d25液體噴淋密度校核：取最小潤濕速率為3.(Lw)min0.08m/m?h由表2-4-1可知:Umin228m2,m3(Lw)min4wL/L0.0822818.28411845.267/998.2D23.142.023.78Umin*Yi*Y2由于噴淋密度過小，可采用增大回流比或采用液體再循環(huán)的方法加大液體流量，以保證填料的潤濕性能；也可適當?shù)脑黾犹盍蠈痈叨鹊霓k法予以補償。填料層高度計算mX10.75320.04990.03758mX20脫吸因數(shù)為mV0.7532636.16八”八0.7289L657.34氣相總傳質(zhì)單元數(shù)為一1.NqgIn1S(1S)*Y2Y2891n(10

8、.0526300.7289)0.72899.8070.0010530氣相總傳質(zhì)單元高度采用修正的恩田關聯(lián)式計算:0.750.1w一1expt1.45LUlatlU2t2g0.05Ul20.2查表2-4-1得c33dyn/cm427680kg.h2液體質(zhì)量通量為Ul4wL"d211845.2673.142.02_2_3772.38kg/(m?h)1exp1.4542768094089624619.285998.221.270.750.14619.2852280.053.6氣膜吸收系數(shù)可由下式計算:0.7kG0.237Uv氣體質(zhì)量通量為:Uv4QvvD2kG228IPVVDVtDVRT_

9、24619.285998.29408962280.20.2222316.10103.142.01.21726240.03kg.(m2?h)n37640.060.2372280.0650.70.0651.2170.068042280.068048.314293.15_2_0.1102kmol/(m?h?kPa)液膜吸收系數(shù)由下式計算：UlkL0.0095WL0.00953772.38LLDLLg2280.22223.60.2313m/h由kGakGaW得kGa1.1kcaW0.11020.2222kLakLaw0.40.23130.222273.90%Uf3.63.61.27998.26.336

10、106998.2113_2281.45.8.402kmol/(m?h?kPa)2281.450.413.596kmol/(m3?h?kPa)50%,需選用下面的關系式對氣膜和液膜系數(shù)進行校核修正。1.4kGa19.50.5Uf%a2.2kLa12.60.5kLaUf修正結(jié)果：8.40219.163kmol/(m3?h?kPa)1.4kGa19.50.73900.52.2kLa12.60.73900.513.59615.1126kmol/(m3?h?kPa)11119.1630.726015.11266.977kmol/(m3?h?kPa)HOGVKYaV&aPZHOGNOG636.16

11、_27.687101.31.440.26029.8072.5518m0.2602m考慮恩田公式的最大誤差，為了安全取設計填料層高度為Z1.252.55183.1898m設計取填料層高度為Z=4.0m在填料塔計過程中，對于階梯環(huán)填料，9815,hmax6mm,取打8,則Dh8200016000mm計算得填料層高度為4000mm故不需分段5.3填料層壓降計算采用Eckert通用關聯(lián)圖計算橫坐標為0.50.02111WLVmWvL由表2-4-1得，P176m縱坐標為2uP0.2L21.744217619.811.21710.2998.20.06653查Eckert通用關聯(lián)圖，P/Z位于40g50gPa/m范圍內(nèi)，取P/Z=45g=m填料層壓降為6P=液體分布器的簡要設計液體分布器的選型本設計的吸收塔氣液相負荷相差不大，無固體懸浮物和液體粘度不大，加上設計建議是優(yōu)先選用槽盤式分布器，所以本設計選用槽盤式分布器。分布點密度計算按Eckert建議值，D1200時，噴淋點密度為42點/m2,由于該塔噴淋密度較小，設計區(qū)分噴淋點密度為90點/m2。布液點數(shù)為n2.0290282.7點283點4按分布點幾何均勻與流量均勻原則，進行布點設計。其結(jié)果為：二級槽共設七道上在槽側(cè)面開孔，槽