關(guān)于填料吸收塔的計算.ppt

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1、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， 20 時水的有關(guān) 物性數(shù)據(jù)如下： 密度： 粘度： 表面張力： SO2在水中的擴散系數(shù)： 3/2.998 mkgL )/(6.301.0 hmkgsPaL 2/9 4 0 8 9 6/6.72 hkgcmd ynL hmscmD L /1029.5/1047.1 2625 2. 氣相物性數(shù)據(jù) 混合氣體的平均摩爾質(zhì)量： 混合氣體的平均密度： 混合氣體的粘度可近似取空氣的粘度，查手冊得 20 空氣 的粘度為： 查手冊得 SO2在空氣中的擴

2、散系數(shù)為： 75.302995.006.6405.0iiVm MyM 3/257.1 298314.8 75.303.101 mkg RT PM Vm Vm )/(065.01081.1 5 hmkgsPav hmscmD V /039.0/108.0 22 3. 氣液相平衡數(shù)據(jù) 由手冊查得：常壓下 20 時 SO2在水中的亨利系數(shù)： 相平衡常數(shù)為： 溶解度系數(shù)為： k P aE 31055.3 04.353.1 0 1 1055.3 3 PEm )/(0 1 5 6.002.181055.3 2.9 8 8 33 mk P ak m o lE

3、MH s L 3.最小液氣比 由圖解得 若 則 或 所以 操作液氣比 2 * 1 21 m i n)( XX YY V L mXY * 2 1 21 m in)( X m Y YY V L m i n))(0.21.1( V L V L 21 21m in )( XX YY V L 進塔氣相摩爾比： 出塔氣相摩爾比： 進塔惰性氣相流量： 該過程屬低濃度吸收，平衡關(guān)系為直線，最小液氣比可按 下式計算，即： 對于純吸收過程，進塔液相組成為 : 0 5 2 6.005.0

4、1 05.01 1 1 1 y yY 0 0 2 6 3.0)0 9 5.01(0 5 2 6.0)1(11 YY hkm o lV /25.93)05.01(25273 2734.222400 21 21 m i n /)( XmY YY V L 02 X 29.33004.35/0 0 5 2 6.0 0 0 2 6 3.00 5 2 6.0)( m i n VL 取操作液氣比為： m in)(4.1 V L V L 61.4629.334.1 VL hk m o lL /38.4 3 4 625.9361.46 )()( 2121 XXLYYV 0 0 1 1.03

5、8.4 3 4 6 )0 0 2 6 3.00 5 2 6.0(25.931 X 1. 填料塔塔徑的計算 填料塔的直徑 D與操作空塔氣速 u及氣體體積流量 Vs 之間存在以下關(guān)系： 式中： D 塔徑， m; Vs 氣體體積流量， m3/s; u 操作空塔氣速， m/s u V D s 4 （ 1）散堆填料泛點氣速的計算 常用埃克特（ Eckert）泛點氣速關(guān)聯(lián)圖 (P78)進行計算，該關(guān) 聯(lián)圖是以 X為橫坐標，以 Y為縱坐標進行關(guān)聯(lián)的。其中： 05.0))(( L V V L W WX 02.0 2 L Vf g Y ).(

6、 ;/, ; ; ;/ ;/ ;/ ;/, 1 3 3 sm P a sm m mkg mkg hkgW hkgW f L V L 液體的粘度 泛點氣速 之比水的密度與液體密度的 實驗填料因子， 氣體的密度， 液體的密度， 氣體的質(zhì)量流速， 液體的質(zhì)量流速 V 式 中： 本例中： 氣相質(zhì)量流量為： 液相質(zhì)量流量可近似按純水的流量計算，即 Eckert通用關(guān)聯(lián)圖的橫坐標為： 查圖 5-21得： 查表 5-11得： 取 hkgw V /8.3 0 1 6257.12 4 0 0 smuu F /7 1 9.00 2 7.17.07.0

7、 9 2 1.0)2.9 9 82 5 7.1(8.3 0 1 6 77.7 8 3 2 1)( 5.05.0 L V V L W W 0 2 3.02.0 2 L L VFF g 11 7 0 mF 1.2 塔徑的計算及校核 mVsD 0 8 7.1 7 1 9.014.3 3 6 0 0/2 4 0 044 塔徑的計算： 塔徑的圓整： 塔徑（ D） 圓整間隔 舉例 700 50或 100 如： 600、 650、 700 700D1000 100 如： 700、 800、 900 D1000 200 如： 1000、 1200、 1400 單位： mm 圓整后

8、 D=1200mm （ 1）泛點率校核 sm /59.02.1785.0 3 6 0 0/2 4 0 0 2 )%(45.57%1 0 0 0 2 7.1 59.0 在允許范圍內(nèi) Fu u （ 2）填料規(guī)格校核 858.31 38 1200 d D 填料種類 D/d的推薦值 拉西環(huán) 2030 鞍環(huán) 15 鮑爾環(huán) 1015 階梯環(huán) 8 環(huán)矩鞍 8 （ 3）液體噴淋密度校核 填料塔的液體噴淋密度是指單位時間、單位塔截面上液體的 噴淋量，其計算式為： 27 8 5.0 D LU h 式中： U 液體噴淋密度， m3/(m2h); Lh 液體噴淋量， m3/h;

9、 D 填料塔直徑， m 為使填料能獲得良好的潤濕，塔內(nèi)液體噴淋量應(yīng)不低于 某一極限值，此極限值稱為最小噴淋密度，以 Umin表示 tW aLU m i nm i n )( 式中： Umin 最小噴淋密度， m3/(m2h); (LW)min 最小潤濕密度， m3/h; at 填料的總比面積， m2/m3 散裝填料最小噴淋密度計算公式 最小潤濕速率是指在塔的截面上，單位長度的填料 周邊的最小液體體積流量。其值可由經(jīng)驗公式計算， 也可采用一些經(jīng)驗值。 對于直徑不超過 75mm的散裝 填料，可取最小潤濕速率 (LW)min為 0.08m3/(mh);對 于直徑大于

10、75mm的散裝填料，可取 (LW)min為 0.12m3/(mh)。 對于規(guī)整填料，其最小噴淋密度可從有關(guān)填料手冊 中查得，設(shè)計中，通常取 Umin=0.2 2. 填料層高度的計算 采用傳質(zhì)單元數(shù)法計算，其基本公式為： 無因次氣相總傳質(zhì)單元數(shù) 氣相總傳質(zhì)單元高度 , , OG OG OGOG N mH NHZ 2.1 氣相總傳質(zhì)單元數(shù)的計算 計算氣相總傳質(zhì)單元數(shù)有三種方法： 對數(shù)平均推動力法 此方法適用于平衡線為直線時的情況，其解析式為： 2 1 21 21 ln Y Y YY Y Y YY N m m OG Y1=Y1-Y1*，為塔底氣相傳質(zhì)

11、推動力， Y1*為與 X1相平衡的氣相摩爾比， Y1*= mX1 Y2=Y2-Y2*，為塔頂氣相傳質(zhì)推動力， Y2*為與 X2相平衡的氣相摩爾比， Y2*= mX2 （ 2） 脫吸因素法 此方法適用于平衡線為直線時的情況，其解析式為： SYY YYS SN OG * *)1(ln 1 1 22 11 式中 為脫吸因數(shù)。 為方便計算，以 S為參數(shù)， 為橫坐標，為縱坐標，在 半對數(shù)坐標上標繪上式的 函數(shù)關(guān)系，得到右圖所示 的曲線。此圖可方便地查 出值。 LmVS （ 3）圖解法 此方法適用于平衡線為曲線時的情況。 此例采用 “ 脫吸因素法 ” 求

12、解 0 3 8 5.00 0 1 1.004.35* 11 mXY 0* 22 mXY 0* 22 mXY 752.038.4 3 4 6 25.9304.35 LmVS 026.70752.0 00 0 2 6 3.0 00526.0 )752.01(ln 752.01 1 * * )1(ln 1 1 22 21 S YY YY S S N OG 脫吸因素為： 氣相總傳質(zhì)單元數(shù)為： 2.1 氣相總傳質(zhì)單元高度的計算 2 3 , );/(,: /1/1 1 : m k P amk m o lH aHkak aK aPK V aK

13、V H LG G GY 塔截面積 溶解度系數(shù)式中 其中 OG 普遍采用修正的恩田（ Onde）公式求取 )()()()(45.1e x p 1: )()()(095.0 )()()(237.0 2.0 2 05.0 2 1.075.0 4.0 1.1 3/12/13/2 3/17.0 tLL L tLL tL Lt L L c t W WLL WGG L L LL L LW L VV V Vt V G a U a aU a U a a akak akak g Dka U k RT a t D V Da U k 其中 L 修正的恩田公式只適用

14、于 u0.5uF的情況，當(dāng) u0.5uF時， 需按 p144的公式進行校正 本例題計算過程略，計算的填料層高度為 Z=6m. 對于散裝填料，一般推薦的分段高度為： 填料類型 h/D hmax 拉西環(huán) 2.5 4m 鞍環(huán) 58 6m 鮑爾環(huán) 510 6m 階梯環(huán) 815 6m 環(huán)矩鞍 815 6m 六、填料層壓降計算 散裝填料的壓降值可由?？颂赝ㄓ藐P(guān)聯(lián)圖計算。 先根據(jù)氣液負荷及有關(guān)數(shù)據(jù)，求出橫坐標值，再 根據(jù)操作孔塔氣速 u及有關(guān)物性數(shù)據(jù)，求出縱坐標 值。通過作圖得出交點 ，讀出交點的等壓線數(shù)值， 即得到每米填料層壓降值。 七、塔內(nèi)輔助裝置的選擇和計算 1 液體分布器 2 填料塔附屬高度 3 填料支承板 4 填料壓緊裝置 5 液體進、出口管 6 液體除霧器 7 筒體和封頭 8 手孔 9 法蘭 10 液體再分布裝置 2 填料塔附屬高度 匡國柱 : 第六章 吸收過程工藝設(shè)計 第三節(jié) 填料塔的工藝設(shè)計 三、填料塔高度的計算（ p215） 10 氣體出口裝置 9 液體進口裝置 8 液體分布裝置 7 填料壓緊裝置 6 填料 5 塔體 4 液體再分布器 3 填料支承板 2 液體出口裝置 1 氣體進口 編號 名 稱