關(guān)于填料吸收塔的計算

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1、 1?液相物性數(shù)據(jù) ■⑴密度： ■⑵粘度: ■⑶表面張力: ■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 C時水的有關(guān) 物性數(shù)據(jù)如下： Pl 二 998"二/J Rl = O.OLFVp s = 3.6tg/（加 aL = 726Jyn/ cm = 94089&g//z2 ■⑷SO?在水中的擴(kuò)散系數(shù): Dl = 1.47xl0"5cm2/5 = 5.29xl0~6m2//z 2.氣相物性數(shù)據(jù) ■⑴混合氣體的平均摩爾質(zhì)量: M如二工 yM/ =0?05x 6406+0.95x29 = 30.75 ■⑵混合氣體的平均密度: Pvm

2、 需◎貽鬻"257念加 “,=1?81x1CT5Pq?s = 0.065cg ■⑶混合氣體的粘度可近似取空氣的粘度，查手冊得20C空氣 的粘度為： ■⑷查手冊得SO2在空氣中的擴(kuò)散系數(shù)為： Dv = 0.108cm2/5* = 0.039^z2//z 3?氣液相平衡數(shù)據(jù) ■⑴由手冊查得：常壓下20C時SO?在水中的亨利系數(shù): E = 3.55xlO3 ■⑵相平衡常數(shù)為: 稅厶 3.55x10135.04 P 101.3 7 7 ■⑶溶解度系數(shù)為: 7 7 98&2 3.55x10s X18.02 =0.015

3、6cm ol/(kPa - m ) 7 ■ (1)進(jìn)塔氣相摩爾比: 7 鴿皿2 3 ?最小液氣比 ■ (1)進(jìn)塔氣相摩爾比: 7 鴿皿2 ■ (1)進(jìn)塔氣相摩爾比: 7 鴿皿2 由圖解得 ■若 m ”聞 X[X2 ■ (1)進(jìn)塔氣相摩爾比: 7 鴿皿2 操作液氣比 | = (l.l~2.0)(|)min ■ (2)出塔氣相摩爾比: Y{ = Y{ (1 一 初=0.05201 - 0.095) =

4、0.0026 ■ (3)進(jìn)塔惰性氣相流量: V = ^52 x ― 273—(1 一 0.05) = 93?25kmol /) 22.4 273 + 25 ■ (4)該過程屬低濃度吸收，平衡關(guān)系為直線，最小液氣比可按 ■ (1)進(jìn)塔氣相摩爾比: 7 鴿皿2 ■ (1)進(jìn)塔氣相摩爾比: 7 鴿皿2 下式計算，即: 6 忘 YJm — X? ■ (1)進(jìn)塔氣相摩爾比: 7 鴿皿2 ■ (1)進(jìn)塔氣相摩爾比: 7 鴿皿2 ■ (5)對于純吸收過程，進(jìn)塔液相組成為： ■⑹取操作液氣比為:

5、 1.填料塔塔徑的計算 ■填料塔的直徑D與操作空塔氣速11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 (1) 散堆填料泛點(diǎn)氣速的計算 ■常用?？颂?Eckert)泛點(diǎn)氣速關(guān)聯(lián)圖(P78)進(jìn)行計算，該關(guān) 聯(lián)圖是以X為橫坐標(biāo)，以Y為縱坐標(biāo)進(jìn)行關(guān)聯(lián)的。其中： X二(匹)(比嚴(yán) % Pl _ 竹次％V 0.02 1 — “ SPl W厶-液體的質(zhì)量流

6、速kg/h; %-氣體的質(zhì)量流速，kglh- 。厶-液體的密度，kg/m3; Qv-氣體的密度,kg/m3; 0-實(shí)驗(yàn)填料因子，加匕 爐-水的密度與液體密度的乙比; 竹-泛點(diǎn)氣速,/n/s; A -液體的粘度s). 本例中： ■氣相質(zhì)量流量為: % =2400x1.257= 30168焙/力 ■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(biāo)為: 豎合 or = 7832177 1.257 0.5 =()921 Wy pL _ 30168 &2丿 _ ? ■查圖 5-21#： ■查表得: 座蝕色他0.2 =0.02  1.2塔徑

7、的計算及校核 塔徑的計算: 塔徑(D) 圓整間隔 舉例 <700 50 或 100 如：600、650、700 7001000 200 如：1000> 1200> 1400 圓整后D=1200mm 單位：mm  (1)泛點(diǎn)率校核 2400/3600 a / 〒=0.59m/s 0.785 xl.22 0 59 伺X10E57.45%(在允許范圍內(nèi) 填料種類 拉西環(huán) 鞍環(huán) 鮑爾環(huán) 階梯環(huán) 環(huán)矩鞍 （2）填料規(guī)格校核 硃315 D/d的推薦值 220 ?

8、30 >15 210 ?15 >8 >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： 式中：U——液體噴淋密度，m3/(m2?h); Lh 液體噴淋量，m3/h; 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 "min - (^W)minQf 式中：Umin 最小噴淋密度，m3/(m2-h); (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 

9、 ■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(yàn)公式計算, 也可采用一些經(jīng)驗(yàn)值。 填料,可取最小潤濕速率（眄』壘為0?08m3/荷価）；對 于直徒罐珂Bhm的散裝填料，可薄贏％）血Jfr ■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mumin=o.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: Z = HogNog -氣相總傳質(zhì)單元高度加 Ng -氣相總傳質(zhì)單元數(shù)無因次 △Yi=Y「Yi*，為塔底氣相傳質(zhì)推動力, Y#為與&相平衡的氣相摩爾比, 2?1氣相總傳

10、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： ■ (1)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: Yi*= mX] 丫2*為與X?相平衡的氣相摩爾比, v2*= mX2 AY2=Y2-Y2*,為塔頂氣相傳質(zhì)推動力, ■ (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: 式中S = ^為脫吸因數(shù)。 為方便計算，以s為參數(shù), 為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)，在 半對數(shù)坐標(biāo)上標(biāo)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。 E 0?z 0 5 0 5 5 4 4 3 25 20

11、 15 5 10 2 100 2 5 1000 2 5 10000 oL 1 Yx—mXz ■ (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”求解 占11 (I) 1 1 1-0.7521" 552) 0?0526匚0. +00752 =7.026 0.00263-0 1 2.1氣相總傳質(zhì)單元高度的計算 V _ V KYaCl KGaPCl 其中:a -―― 1 / kGa +

12、1 / HkLa 式中：H -溶解度系數(shù)kmol/(m3 -kPa); O-塔截面積莎 處=0.237（企嚴(yán)（嚴(yán)（譬） 叭 pvDv RT 紇=0.095（亙嚴(yán)（上J）"（竺嚴(yán) aw^L PlQl Pl kGci = kGciwy/ k jjd — k 2 2 其中:勺L = 1 —exp{—1.45（乞） at &L ?乩 P0lW P03t 修正的恩田公式只適用于u<0.5uf的情況，當(dāng)u>0.5uf時， 需按P144的公式進(jìn)行校正 ■本例題計算過程略，計算的填料層高度為z二6m? ■對于散裝填料，一般推薦的分段高度為： 填料類型 h/D I1max

13、 拉西環(huán) 2.5 <4m 鞍環(huán) 5?8 <6m 鮑爾環(huán) 5?10 <6m 階梯環(huán) 8?15 <6m 環(huán)矩鞍 8?15 <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(fù)荷及有關(guān)數(shù)據(jù)，求出橫坐標(biāo)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(biāo) 值。通過作圖得出交點(diǎn)，讀出交點(diǎn)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(jìn)、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 2 3 編號 10 8 7 5 4 4 2 3 5 4 4 氣體出口裝置 液體進(jìn)口裝置 液體分布裝置 填料壓緊裝置 填料 塔體 液體再分布器 填料支承板 液體出口裝置 氣體進(jìn)口 名稱