填料塔工艺尺寸的计算
填料塔的计算
一、 设计方案的确定 (一) 操作条件的确定1．1吸收剂的选择1．2装置流程的确定1．3填料的类型与选择1．4操作温度与压力的确定45℃ 常压（二）填料吸收塔的工艺尺寸的计算2．1基础物性数据①液相物性数据对于低浓度吸收过程，溶液的物性数据可近似取质量分数为30%MEA 的物性数据7.熔 根据上式计算如下：混合密度是：1013.865KG/M3混合粘度0.001288 Pa ·s暂取CO2在水中的扩散系数表面张力б=72.6dyn/cm=940896kg/h 3②气相物性数据混合气体的平均摩尔质量为M vm =y i M i =0.133*44+0.0381*64+0.7162*14+0.00005*96+0.1125*18 =20.347混合气体的平均密度ρvm = =⨯⨯=301314.805.333.101RT PMvm 101.6*20.347/（8.314*323）=0.769kg/m 3混合气体粘度近似取空气粘度，手册28℃空气粘度为μV =1.78×10-5Pa ·s=0.064kg/(m?h)查手册得CO2在空气中的扩散系数为D V =1.8×10-5m 2/s=0.065m 2/h由文献时CO 2在MEA 中的亨利常数：在水中亨利系数E=2.6⨯105kPa 相平衡常数为m=1.25596.101106.25=⨯=P E 溶解度系数为H=)/(1013.218106.22.997345kPa m kmol E M s ∙⨯=⨯⨯=-ρ 2.2物料衡算进塔气相摩尔比为Y1=0.133/（1-0.133）= 0.153403出塔气相摩尔比为Y2= 0.153403×0.05=0.00767进塔惰性气相流量为V=992.1mol/s=275.58kmol/h 该吸收过程为低浓度吸收，平衡关系为直线，最小液气比按下式计算，即 2121min /X m Y Y Y ）V L （--=对于纯溶剂吸收过程，进塔液组成为X2=0 2121min /X m Y Y Y ）V L （--==（0.153403-0.00767）/（0.1534/1.78）=1.78 取操作液气比（？）为L/V=1.5L/V=1.5×1.78=2.67L=2.67×275.58=735.7986kmol/h∵V(Y1-Y2)=L(X1-X2)∴X1=0.054581①塔径计算采用Eckert 通用关联图计算泛点气速气相质量流量为 W V =13.74kg/s=49464kg/h液相质量流量计算即W L =735.7986×（0.7*18+0.3*54）=21190.99968kg/hEckert 通用关联图横坐标为0.011799 查埃克特通用关联图得226.02.0=∙∙L LV F F g u μρρϕφ（查表相差不多） 查表（散装填料泛点填料因子平均值）得1260-=m F φUf=3.964272m/s取u=0.8u F =0.8×3.352=2.6816m/s由=1.839191m圆整塔径，取D=1.9m泛点率校核 u=s m /12.26.0785.03600/15002=⨯ = 4.724397m/s 100522.212.2⨯=F u u ﹪=84.18％(在允许范围内) = 4.724397=70.9%填料规格校核：82425600>==d D =1900/25=76》8 液体喷淋密度校核，取最小润湿速率为 （L W ）min =0.08m 3/m ·h查塑料阶梯环特性数据表得：型号为DN25的阶梯环的比表面积 a t =228 m 2/m 3U min =(L W )min a t =0.08×228=18.24m 3/m 2·h U=min 251.76.0785.02.998/312121U 。
填料塔的计算范文
填料塔的计算范文料塔是一种常见的工程结构，用于储存和输送颗粒状物料。
其设计过程中需要进行一系列计算，以确保料塔具有足够的强度和稳定性，能够安全承载预计的荷载。
本文将介绍料塔的计算方法和步骤，并给出一个具体的例子，展示如何进行料塔的计算。
一、料塔的计算方法和步骤1.确定设计参数：包括预计储存物料的密度、颗粒大小和湿度；预计料塔高度和直径；料塔所处环境的温度、湿度和风速等。
2.计算所需容量：根据预计储存物料的总重量和密度，计算料塔的总容量。
3.确定料塔的结构形式：包括筒形、锥形、碗形等，根据具体情况选择合适的结构形式。
4.计算料塔的自重和荷载：根据料塔的几何形状和预计物料的重量，计算料塔的自重；同时考虑其他荷载，如风荷载、地震荷载等。
5.计算料塔的强度和稳定性：根据材料的弹性模量和抗压强度，计算料塔的强度；同时根据料塔的几何形状和与地面的接触方式，计算料塔的稳定性。
6.进行结构优化：根据计算结果，进行结构优化，满足强度和稳定性的要求；同时尽可能减小材料的使用量和成本。
二、料塔计算范例假设我们需要设计一个筒形料塔，用于储存密度为1.2t/m³的玉米，预计储存量为2000t，料塔的高度为20m，直径为8m。
现在我们按照上述步骤进行料塔的计算。
1.设计参数：玉米的密度为1.2t/m³，预计料塔高度为20m，直径为8m，环境温度为25℃，相对湿度为60%，风速为15m/s。
2.计算所需容量：预计储存量为2000t，根据玉米的密度计算料塔的总容量为2000t/1.2t/m³=1666.7m³。
3.结构形式：选择筒形料塔。
5.强度和稳定性：根据材料的弹性模量和抗压强度，计算料塔的强度；根据料塔的几何形状和与地面的接触方式，计算料塔的稳定性。
6.结构优化：根据计算结果，进行结构优化，满足强度和稳定性的要求，同时尽可能减小材料的使用量和成本。
三、结论料塔的计算是一个复杂而重要的工程问题，涉及材料力学、结构力学、流体力学等多个学科。
填料塔工艺尺寸的计算
填料塔工艺尺寸的计算包括塔径的计算、填料能高度的计算及分段塔径的计算1. 空塔气速的确定——泛点气速法 对于散装填料，其泛点率的经验值u/u f =~贝恩（Bain ）—霍根（Hougen ）关联式 ，即：2213lg V F L L u a gρμερ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎢⎥⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎣⎦=A-K 1418V L V L w w ρρ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ （3-1） 即：112480.23100 1.18363202.59 1.1836lg[()1]0.0942 1.759.810.917998.24734.4998.2Fu ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭所以：2F u /（100/3）（）=UF=3.974574742m/s其中：f u ——泛点气速，m/s;g ——重力加速度，9.81m/s 2 23t m /m α--填料总比表面积，33m /m ε--填料层空隙率33V 998.2/1.1836kg /m l kg m ρρ==液相密度。
气相密度W L =㎏/h W V =7056.6kg/h A=； K=；取u= F u =2.78220m/s0.7631D === （3-2）圆整塔径后 D=0.8m 1. 泛点速率校核：260003.31740.7850.83600u ==⨯⨯ m/s3.31740.83463.9746F u u ==则Fuu 在允许范围内 2. 根据填料规格校核：D/d=800/50=16根据表3-1符合 3. 液体喷淋密度的校核：(1) 填料塔的液体喷淋密度是指单位时间、单位塔截面上液体的喷淋量。
(2) 最小润湿速率是指在塔的截面上，单位长度的填料周边的最小液体体积流量。
对于直径不超过75mm 的散装填料，可取最小润湿速率()3min 0.08m /m h w L ⋅为。
()32min min 0.081008/w t U L m m h α==⨯=⋅ （3-3）225358.895710.6858min 0.75998.20.7850.8L L w U D ρ===>=⨯⨯⨯⨯ （3-4） 经过以上校验，填料塔直径设计为D=800mm 合理。
化工原理课程设计(水吸收氨填料吸收塔设计)
化工原理课程设计(水吸收氨填料吸收塔设计)目录第1节前言31.1填料塔的主体结构与特点31.2填料塔的设计任务及步骤31.3填料塔设计条件及操作条件4第2节精馏塔主体设计方案的确定42.1装置流程的确定42.2吸收剂的选择52.3填料的类型与选择52.3.1填料种类的选择52.3.2填料规格的选择52.3.3填料材质的选择62.4基础物性数据62.4.1液相物性数据62.4.2气相物性数据72.4.3气液相平衡数据72.4.4物料横算8第3节填料塔工艺尺寸的计算93.1塔径的计算93.2填料层高度的计算及分段113.2.1传质单元数的计算113.2.2传质单元高度的计算113.2.3填料层的分段143.3填料层压降的计算14第4节填料塔内件的类型及设计154.1塔内件类型154.2塔内件的设计164.2.1液体分布器设计的基本要求：164.2.2液体分布器布液能力的计算16注：171.填料塔设计结果一览表 (17)2.填料塔设计数据一览 (18)3.参考文献 (19)4.后记及其他 (19)附件一：塔设备流程图20附件二：塔设备设计图20表索引表 21工业常用吸收剂 (5)表 22 常用填料的塔径与填料公称直径比值D/d的推荐值 (6)图索引图 11 填料塔结构图 (3)图 31 Eckert图 (15)第1节前言1.1填料塔的主体结构与特点结构图错误!文档中没有指定样式的文字。
1所示：图错误!文档中没有指定样式的文字。
1 填料塔结构图填料塔不但结构简单，且流体通过填料层的压降较小，易于用耐腐蚀材料制造，所以她特别适用于处理量小，有腐蚀性的物料及要求压降小的场合。
液体自塔顶经液体分布器喷洒于填料顶部，并在填料的表面呈膜状流下，气体从塔底的气体口送入，流过填料的空隙，在填料层中与液体逆流接触进行传质。
因气液两相组成沿塔高连续变化，所以填料塔属连续接触式的气液传质设备。
1.2填料塔的设计任务及步骤设计任务：用水吸收空气中混有的氨气。
填料塔的计算
一、设计方案的确定(一) 操作条件的确定1．1吸收剂的选择1．2装置流程的确定1．3填料的类型与选择1．4操作温度与压力的确定45℃常压（二）填料吸收塔的工艺尺寸的计算2．1基础物性数据①液相物性数据对于低浓度吸收过程，溶液的物性数据可近似取质量分数为30%MEA的物性数据7.熔根据上式计算如下：混合密度是：1013.865KG/M3混合粘度0.001288 Pa·s暂取CO2在水中的扩散系数表面张力б=72.6dyn/cm=940896kg/h3②气相物性数据混合气体的平均摩尔质量为 M vm =y i M i =0.133*44+0.0381*64+0.7162*14+0.00005*96+0.1125*18 =20.347混合气体的平均密度ρvm = =⨯⨯=301314.805.333.101RT PMvm 101.6*20.347/（8.314*323）=0.769kg/m3混合气体粘度近似取空气粘度，手册28℃空气粘度为μV =1.78×10-5Pa ·s=0.064kg/(m •h)查手册得CO2在空气中的扩散系数为D V =1.8×10-5m 2/s=0.065m 2/h由文献时CO 2在MEA 中的亨利常数：在水中亨利系数E=2.6⨯105kPa相平衡常数为m=1.25596.101106.25=⨯=P E 溶解度系数为H=)/(1013.218106.22.997345kPa m kmol E M s∙⨯=⨯⨯=-ρ2.2物料衡算进塔气相摩尔比为Y1=0.133/（1-0.133）= 0.153403出塔气相摩尔比为Y2= 0.153403×0.05=0.00767进塔惰性气相流量为V=992.1mol/s=275.58kmol/h该吸收过程为低浓度吸收，平衡关系为直线，最小液气比按下式计算，即2121min /X m Y Y Y ）V L（--=对于纯溶剂吸收过程，进塔液组成为X2=02121min /X m Y Y Y ）V L（--==（0.153403-0.00767）/（0.1534/1.78）=1.78取操作液气比（？）为L/V=1.5L/V=1.5×1.78=2.67 L=2.67×275.58=735.7986kmol/h ∵V(Y1-Y2)=L(X1-X2) ∴X1=0.054581①塔径计算采用Eckert 通用关联图计算泛点气速 气相质量流量为 W V =13.74kg/s=49464kg/h 液相质量流量计算即W L =735.7986×（0.7*18+0.3*54）=21190.99968kg/h Eckert 通用关联图横坐标为0.011799查埃克特通用关联图得226.02.0=∙∙L LV F F g u μρρϕφ（查表相差不多） 查表（散装填料泛点填料因子平均值）得1260-=m F φs m g u LV F LF /552.21338.112602.99881.9226.0226.02.02.0=⨯⨯⨯⨯⨯==μϕρφρ Uf=3.964272m/s取u=0.8u F =0.8×3.352=2.6816m/s 由=1.839191m圆整塔径，取D=1.9m 泛点率校核 u=s m /12.26.0785.03600/15002=⨯ = 4.724397m/s100522.212.2⨯=F u u ﹪=84.18％(在允许范围内) =3.352964272/ 4.724397=70.9% 填料规格校核：82425600>==d D =1900/25=76》8 液体喷淋密度校核，取最小润湿速率为（L W ）min =0.08m 3/m ·h 查塑料阶梯环特性数据表得：型号为DN25的阶梯环的比表面积 a t =228 m 2/m 3U min =(L W )min a t =0.08×228=18.24m 3/m 2·h U=min 251.76.0785.02.998/312121U 。
填料吸收
一设计任务书（一）设计题目过程填料吸收塔的设计：试设计一座填料吸收塔，用于脱除焙烧水吸收SO2炉送出的混合气体(先冷却)中的SO2，其余为惰性组分，采用清水进行吸收。
（二）操作条件（1）操作压力常压（2）操作温度25℃（三）设计内容（1）吸收塔的物料衡算；（2）吸收塔的工艺尺寸计算；（3）填料层压降的计算；（4）液体分布器简要设计；（5）吸收塔接管尺寸计算；（6）绘制吸收塔设计条件图；（7）对设计过程的评述和有关问题的讨论。
二设计方案简介2.1方案的确定用水吸收SO属中等溶解度的吸收过程，为提高传质效率，选用逆流吸收流2不作为产品，故采用纯溶剂。
程。
因用水作为吸收剂，且SO22.2填料的类型与选择的过程，操作温度及操作压力较低，工业上通常选用塑料散对于水吸收SO2装填料。
在塑料散装填料中，塑料阶梯环填料的综合性能较好，故此选用DN38聚丙烯阶梯环填料。
阶梯环是对鲍尔环的改进。
与鲍尔环相比，阶梯环高度减少了一半，并在一端增加了一个锥形翻边。
由于高径比减少，使得气体绕填料外壁的平均路径大为缩短，减少了气体通过填料层的阻力。
锥形翻边不仅增加了填料的机械强度，而且使填料之间由线接触为主变成以点接触为主，这样不但增加了填料间的空隙，同时成为液体沿填料表面流动的汇集分散点，可以促进液膜的表面更新，有利于传质效率的提高。
阶梯环的综合性能优于鲍尔环，成为目前所使用的环形填料中最为优良的一种。
2.3设计步骤本课程设计从以下几个方面的内容来进行设计（一）吸收塔的物料衡算；（二）填料塔的工艺尺寸计算；主要包括：塔径，填料层高度，填料层压降；（三）设计液体分布器及辅助设备的选型；（四）绘制有关吸收操作图纸。
三、工艺计算3.1基础物性数据3.1.1 液相物性数据对低浓度吸收过程，溶液的物性数据可近似取纯水的物性数据。
由手册查得，25℃时水的有关物性数据如下：密度为ρL=997.1 kg/m3粘度为μL=0. Pa·s=3.2173kg/(m·h)表面张力为σL=71.97 dyn/cm=932731 kg/h2SO2在水中的扩散系数为 DL=1.724×10-9m2/s=6.206×10-6m2/h（依Wilke-Chang0.518r0.6()1.85910M TDVφμ-=⨯计算，查《化学工程基础》）3.1.2 气相物性数据设进塔混合气体温度为25℃，混合气体的平均摩尔质量为M Vm=Σy i M i=0.1×64.06+0.9×29=32.506g/mol 混合气体的平均密度为ρVm =PM/RT=101.325×32.506/（8.314×298.15）=1.3287kg/ m 3混合气体的粘度可近似取为空气的粘度，查手册得25℃空气的粘度为 μV =1.83 ×10-5Pa•s=0.066kg/(m•h) 查手册得SO 2在空气中的扩散系数为 D V =1.422×10-5m 2/s=0.051 m 2/h （依 1.7500()P T D D P T =计算，其中273K 时，1.013×10-5Pa 时SO2在空气中的扩散系数为1.22×10-5m 2/s ，查《化学工程基础》）3.1.3 气液相平衡数据由手册查得，常压下25℃时SO 2在水中的亨利系数为 E=4.13 ×103kPa 相平衡常数为m=E/P=4.13×103/101.3=40.76溶解度系数为H=ρ/EM=997.2/4.13×103×18.02=0.0134kmol/kPa m33.1.4 物料衡算(l). 进塔混合气中各组分的量近似取塔平均操作压强为101.3kPa ，故： 混合气量＝ 273.1512000()81.80273.152522.4=+kmol ／h混合气SO 2中量＝81.80×0.1＝8.18 kmol ／h＝8.18×64.06=542.01k g ／h设混合气中惰性气体为空气，则混合气中空气量＝81.8-8.18＝73.62kmol ／h＝73.62×29＝2135kg ／h(2)．混合气进出塔的摩尔组成120.18.18(10.97)0.0033273.628.18(10.97)y y =-==+- （3）混合气进出塔摩尔比组成 进塔气相摩尔比为111y 0.10.111y 10.1Y ===-- 出塔气相摩尔比为21(1)0.11(10.97)0.0033A Y Y ϕ=-=-=（4）出塔混合气量出塔混合气量=73.62+8.18×0.03=73.7836kmol/h=2135+542.01×0.03=2151.26kg/h（5）吸收剂（水）的用量L该吸收过程属低浓度吸收，平衡关系为直线，最小液气比可按下式计算12min 12()Y Y LY V X m-=-对于纯溶剂吸收过程，进塔液相组成为X 2=0min 0.110.0033()39.540.11/40.760L V -==- 取操作液气比为min 1.3()L LV V = 1.339.5451.40LV=⨯= 51.473.623784.07L =⨯= kmol/h (6)塔底吸收液组成X 11212()()V Y Y L X X -=-173.62(0.110.0033)0.002083784.07X ⨯-==(7)操作线方程依操作线方程223784.07()0.003373.62L L Y X Y X X V V =+-=+ 51.40.0033Y X =+3.2填料塔的工艺尺寸的计算 3.2.1塔径的计算采用Eckert 通用关联图计算泛点气速。
填料塔设计详细计算过程
酸盐增加。吸入高浓度二氧化硫，可引起支气管炎、肺炎，严重时可发生肺水肿 及呼吸中枢麻痹。 二氧化硫进入呼吸道后，因其易溶于水，故大部分被阻滞在上呼吸道，在湿 润的粘膜上生成具有腐蚀性的亚硫酸、硫酸和硫酸盐，使刺激作用增强。上呼吸 道的平滑肌因有末梢神经感受器，遇刺激就会产生窄缩反应，使气管和支气管的 管腔缩小，气道阻力增加。上呼吸道对二氧化硫的这种阻留作用，在一定程度上 可减轻二氧化硫对肺部的刺激。 但进入血液的二氧化硫仍可通过血液循环抵达肺 部产生刺激作用。 二氧化硫进入血液可引起全身性毒作用，破坏酶的活性，影响糖及蛋白质 的代谢；对肝脏有一定损害。液态二氧化硫可使角膜蛋白质变性引起视力障碍。 二氧化硫与烟尘同时污染大气时，两者有协同作用。因烟尘中含有多种重金属及 其氧化物，能催化二氧化硫形成毒性更强的硫酸雾。因加剧其毒性作用。动物试 验证明，二氧化硫慢性中毒后，机体的免疫受到明显抑制。大量吸入可引起肺水 肿、喉水肿、声带痉挛而致窒息。 急性中毒：轻度中毒时，发生流泪、畏光、咳嗽，咽、喉灼痛等；严重中毒 可在数小时内发生肺水肿； 极高浓度吸入可引起反射性声门痉挛而致窒息。皮肤 或眼接触发生炎症或灼伤。 慢性影响：长期低浓度接触，可有头痛、头昏、乏力等全身症状以及慢性鼻 炎、咽喉炎、支气管炎、嗅觉及味觉减退等。少数工人有牙齿酸蚀症。 二氧化硫浓度为 10～15ppm 时， 呼吸道纤毛运动和粘膜的分泌功能均能受到 抑制。浓度达 20ppm 时，引起咳嗽并刺激眼睛。若每天吸入浓度为 100ppm 8 小 时，支气管和肺部出现明显的刺激症状，使肺组织受损。浓度达 400ppm 时可使 人产生呼吸困难。 二氧化硫与飘尘一起被吸入，飘尘气溶胶微粒可把二氧化硫带 到肺部使毒性增加 3～4 倍。若飘尘表面吸附金属微粒，在其催化作用下，使二 氧化硫氧化为硫酸雾， 其刺激作用比二氧化硫增强约 1 倍。长期生活在大气污染 的环境中，由于二氧化硫和飘尘的联合作用，可促使肺泡纤维增生。如果增生范 围波及广泛，形成纤维性病变，发展下去可使纤维断裂形成肺气肿。二氧化硫可 以加强致癌物苯并（α）芘的致癌作用。据动物试验，在二氧化硫和苯并（α）
水吸收氨过程填料吸收塔的设计计算书
36555吨/年水吸收氨填料吸收塔的设计计算书王栋（渭南师范学院化学与生命科学学院 07级应用化学一班）摘要：根据设计任务书，设计了一个年处理量36555吨混合气体的水吸收氨填料吸收塔。
进行了填料的选择与塔的工艺计算与校核。
当填料选用聚丙烯50D阶梯环，填料层高度N为3000mm,塔径为700mm，满足设计要求。
关键词：水吸收氨；填料塔；吸收1填料吸收塔技术的综述1.1 引言填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备，它是化工类企业中最常用的气液传质设备之一。
而塔填料塔内件及工艺流程又是填料塔技术发展的关键。
从塔填料、塔内件以及工艺流程,特别是塔填料三方面对填料塔技术的现状与发展趋势作了介绍,说明了塔填料及塔内件在填料塔技术中的重要性。
与板式塔相比，新型的填料塔性能具有如下特点：（1）生产能力大；（2）分离效率高；（3）压降小；（4）操作弹性大；（5）持液量小。
聚丙烯材质填料作为塔填料的重要一类，在化工上应用较为广泛，与其他材质的填料相比，聚丙烯填料具有质轻、价廉、耐蚀、不易破碎及加工方便等优点，但其明显的缺点是表面润湿性能差。
研究表明，聚丙烯填料的有效润湿面积仅为同类规格陶瓷填料的 40 % ，由于聚丙烯填料表面润湿性能差，故传质效率较低，使应用受到一定的限制.为此，对聚丙烯填料表面进行处理，以提高其润湿及传质性能的研究日益受到人们的重视.1.2 填料塔技术填料塔的塔身是一直立式圆筒，底部装有填料支承板，填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。
填料的上方安装填料压板，以防被上升气流吹动。
液体从塔顶经液体分布器喷淋到填料上，并沿填料表面流下。
气体从塔底送入，经气体分布装置分布后，与液体呈逆流连续通过填料层的空隙，在填料表面上，气液两相密切接触进行传质。
填料塔属于连续接触式气液传质设备，两相组成沿塔高连续变化，在正常操作状态下，气相为连续相，液相为分散相。
当液体沿填料层向下流动时，有逐渐向塔壁集中的趋势，使得塔壁附近的液流量逐渐增大，这种现象称为壁流。
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第三节 填料塔工艺尺寸的计算
填料塔工艺尺寸的计算包括塔径的计算、填料能高度的计算及分段
3.1 塔径的计算
1、 空塔气速的确定——泛点气速法
对于散装填料,其泛点率的经验值u/u
f
=0、5～0、8５
贝恩(Bain)—霍根(Hougen)关联式 ,即:
2213lg V F L L u a g
ρμερ⎡⎤
⎛⎫⎛⎫⎢⎥
⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎣⎦=A-K 14
18
V L V L w w ρρ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭
⎝⎭ (3－1) 即:1
124
8
0.23100 1.18363202.59 1.1836lg[
()1]0.0942 1.759.810.917998.24734.4998.2F
u ⎛⎫⎛⎫⎛⎫
=- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭
所以:2
F u /９、8１(100/0、9173)(1、１836/９9８、２)=０、24６0５3７56
ＵF=3.9７45７47４２m/s
其中:
f u ——泛点气速,ｍ／s;
g ——重力加速度,9．8１m/ｓ2 23t m /m α--填料总比表面积，
33m /m ε--填料层空隙率
33
V 998.2/1.1836kg /m l kg m ρρ==液相密度。
气相密度
W Ｌ=5３５8.８９57２㎏/ｈ W V =7056.６kg/h Ａ=０.０942; Ｋ=1、75; 取u ＝０、７ F u =2.78220ｍ
/s
0.7631D =
=
= (3
－２)
圆整塔径后 D=0．8ｍ 1、 泛点速率校核:26000
3.31740.7850.83600u =
=⨯⨯ m/s
3.31740.83463.9746
F u u == 则
F
u
u 在允许范围内 2、 根据填料规格校核:D ／d=800/50=16根据表3－1符合 3、 液体喷淋密度的校核:
(1) 填料塔的液体喷淋密度就是指单位时间、单位塔截面上液体的喷淋量。
(2) 最小润湿速率就是指在塔的截面上,单位长度的填料周边的最小液体体积流量。
对于直径不超过75mm 的散装填料,可取最小润湿速率
()3min 0.08m /m h w L ⋅为。
()32min min 0.081008/w t U L m m h α==⨯=⋅
(３-3)
22
5358.8957
10.6858min 0.75998.20.7850.8L L w U D ρ=
==>=⨯⨯⨯⨯ (3
－4)
经过以上校验,填料塔直径设计为D=8０0m ｍ 合理。
3、2 填料层高度的计算及分段
*110.049850.75320.03755Y mX ==⨯=
(３－５)
*220Y mX ==
(3-6)
3.２.1 传质单元数的计算
用对数平均推动力法求传质单元数
12
OG M
Y Y N Y -=
∆ (3－7)
()*
*1
1
22*11*22
()
ln
M
Y Y Y Y Y Y Y Y Y
---∆=
--
(3-8)
=
0.063830.00063830.03755
0.02627ln
0.0006383
--
=0、００６895
3.2．２ 质单元高度的计算
气相总传质单元高度采用修正的恩田关联式计算:
()
0.75
0.10.05
2
0.2
2
21exp 1.45/t c l L t L
L V t w l t l L U U U
g ασαρσαασαμρ-⎧⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎪
⎪
=--⎨⎬ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭
⎝⎭⎝⎭⎪
⎪⎩
⎭
(3-９)
即:αｗ／αt =０、3
液体质量通量为:L u ＝WL/0、7８5×0、８×0、8=1０666.5９18kg/(㎡•h )ﻩ 气体质量通量为: V u =60000×1、1761／0、6４＝１4０４5.７８025kg ／(㎡•h)
气膜吸收系数由下式计算:
()
10.7
3
0.237(
)
/V
t V G v v V t v
U D k D RT αμραμ⋅⎛⎫=⋅ ⎪⎝⎭
(3-１0)
=0.237(14045、78０25÷１0０、622８×10-5)0、7(0、062２8÷０、0８1÷1.1761)
0.３(10０×0、0８1÷8、3１4÷293)
＝0.1521５9029k ｍｏl/(㎡h ｋｐa) 液膜吸收数据由下式计算:
2113
2
3
0.0095L L L L w l L L L U g K D μμαμρρ-⎛⎫⎛⎫⎛⎫
⋅= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
⎝⎭
(３－11)
=0.5６61３0072m/h 因为 1.45ψ=
1.1G G W K K ααϕ==0.15２1５×０.374０×1.45１、1×100
(3-12)
＝8.５650２1kmo ｌ／(m3 h kpa)
0.4L L W K K ααϕ= ＝0.5661３×100×０、37404×1、4５0、４
(3-13)
=24.５６９12/h 因为:F u u =0、834６
所以需要用以下式进行校正:
1.4
'
19.50.5G G F u k k u αα⎡⎤⎛⎫⎢⎥⋅=+-⋅ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦
(3-１4)
=[1＋9.5(0、６９99９－0、5)1、4］ 8.5６502=17.113５８0 kmol ／(m3 h kpa)
2.2'
1 2.60.5l L F u k k u αα⎡⎤⎛⎫⎢⎥⋅=+-⋅ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦
(3-１５)
=[1+ 2.6 (0、6999-0.5)2、2］ 2４.５6９12３=２6、4２10６／h
''
111
G G L K K HK ααα
=
+
(３-16)
=1÷(１÷１7、１358+1÷0、7２5÷2６、42１0)
＝9、03847８ k ｍｏl/(m3 ｈ k ｐa)
OG Y G V V H K K P αα=
=
Ω
Ω
(3-17)
=234、5９９÷9、03８４7÷10１.3÷0.785÷０、６4 =０.4911８2 ｍ
OG OG Z H N =
(３-１8)
=0.491182×9、１60４34＝4.５０1360m,得
'Z ＝１、4×４、5０1＝6.3０m
3.2.３ 填料层的分段
对于鲍尔环散装填料的分段高度推荐值为h/D=５～10。
ｈ=5×8０0~10×800=4~8 m
计算得填料层高度为７000mm,,故不需分段
3.3 填料层压降的计算
取 Eckert (通用压降关联图);将操作气速'u (＝２.888６ｍ/s) 代替纵坐标中的F u 查表,DG50mm 塑料鲍尔环的压降填料因子φ＝１25代替纵坐标中的、
则纵标值为:
2
.02L
L
V P g u μρρϕφ••=0、16５2 (3-１9)
横坐标为:
0.5
V L V L W W ρρ⎛⎫
= ⎪⎝⎭
0.5
5358.89572 1.17617056.6998.2⎛⎫ ⎪⎝⎭
=0、０260６
(3-２０)
查图得
P
Z
∆=∆ 98１Pa/m (3-21)
全塔填料层压降P
=981×７=6867 Ｐa
至此,吸收塔的物科衡算、塔径、填料层高度及填料层压降均已算出。
第四节填料塔内件的类型及设计
4、1 塔内件类型
填料塔的内件主要有填料支撑装置、填料压紧装置、液体分布装置、液体收集再分布装置等。
合理的选择与设计塔内件,对保证填料塔的正常操作及优良的传质性能十分重要。
4、2 塔内件的设计
４.2．1 液体分布器设计的基本要求:
(１)液体分布均匀
(2)操作弹性大
(3)自由截面积大
(４)其她
4.2.2 液体分布器布液能力的计算
(1)重力型液体分布器布液能力计算
(２)压力型液体分布器布液能力计算
注:(１)本设计任务液相负荷不大,可选用排管式液体分布器;且填料层不高,可不设液体再分布器。
(2)塔径及液体负荷不大,可采用较简单的栅板型支承板及压板。
其它塔附件及气液出口装置计算与选择此处从略。
注:
1填料塔设计结果一览表
塔径0.8m
填料层高度７m
填料规格50mm鲍尔环
操作液气比1、26７6356 1.7倍最小液气比校正液体流速2、７８220／ｓ
压降6867 Pa
惰性气体流量２３4、５９9ｋmol/h
２填料塔设计数据一览
附件一:塔设备流程图
附件二:塔设备设计图。