吸收塔-丙酮
吸收塔-丙酮

1设计方案简介1.1设计方案的确定用水吸收丙酮属中等溶解度的吸收过程,为提高传质效率,选用逆流吸收流程。
因用水作为吸收剂,且丙酮不作为产品,故采用纯溶剂。
1.2填料的选择对于水吸收丙酮的过程,操作温度及操作压力较低,工业上通常选用塑料散装填料。
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。
2工艺计算2.1 基础物性数据 2.1.1液相物性的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/m 3粘度为 μL =0.0008937 Pa ·s=3.2173kg/(m ·h) 表面张力为σL =71.97 dyn/cm=932731 kg/h 2丙酮在水中的扩散系数为 D L =1.327×10-9m 2/s=4.776×10-6m 2/h (依 D=0D μμ00T T 计算,查《化工原理》教材) 2.1.2气相物性的数据 进塔混合气体温度为35℃ 混合气体的平均摩尔质量为M Vm =Σy i M i =0.06×58.08+0.94×29=30.74g/mol 混合气体的平均密度为3/K 216.115.308314.874.30325.101m g RT PM m mV V =⨯⨯==ρ 混合气体的粘度可近似取为空气的粘度,查手册得35℃空气的粘度为 μV =1.88 ×10-5Pa•s=0.068kg/(m•h) 查手册得丙酮在空气中的扩散系数为h m s cm D V /038.0/106.022==(依2/3000))((T T P P D D =计算,其中293K 时,100kPa 时丙酮在空气中扩散系数为1×s m /1025-,查《化工原理》教材)2.1.3气液相平衡数据当x<0.01,t=15~45℃时,丙酮-水体系的亨利系数可用式:TE 2040171.9lg -=计算 E=211.5kPa 相平衡常数为m=E/P=211.5/101.3=2.09 溶解度系数为262.002.185.2111.997=⨯==sLEM H ρ)/(3m kPa kmol ⋅2.1.4 物料衡算 进塔气相摩尔比为 0638.006.0106.01111=-=-=y y Y 出塔气相摩尔比为00383.0)94.01(0638.0)1(12=-=-=A ϕY Y 进塔惰性气相流量为 h kmol V /27.92)06.01(352732734.222400=-+⨯=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,即2121min /)(X m Y Y Y V L --=对于纯溶剂吸收过程,进塔液相组成为 02=X96.1009.2/0638.000383.00638.0)(min =--=V L取操作液气比为min )(8.1V LV L = 53.396.18.1=⨯=VLh kmol L /71.32527.9253.3=⨯= )()(2121X X L Y Y V -=- 017.07.325)00383.00638.0(27.921=-=X2.2 填料塔的工艺尺寸的计算 2.2.1 塔径的计算采用Eckert 通用关联图计算泛点气速 气相质量流量为4.2918216.12400=⨯=V ωkg/h 液相质量流量可近似按纯水的流量计算,即 29.586902.1871.325=⨯=L ωkg/h Eckert 通用关联图的横坐标为 07.0)1.997216.1(4.291829.5869)(5.05.0==L V V L ρρωω图一填料塔泛点和压降的通用关联图(引自《化工原理》教材)查图一得17.02.02=L L V F F g u μρρψφ查表1170-=m F φ s m g u LV F LF /868.28937.0216.111701.99781.917.017.02.02.0=⨯⨯⨯⨯⨯==μψρφρ取 s m u u F /008.2868.27.07.0=⨯== 由 m u V D s 65.0008.214.33600/240044=⨯⨯==π 圆整塔径,取D=0.7m 泛点率校核:s m u /73.17.0785.03600/24002=⨯=%32.60%100868.273.1=⨯=F u u (在允许范围内)填料规格校核:842.1838700>==d D 液体喷淋密度校核: 取最小润湿速率为 ()h m m L w ⋅=/08.03min 查表3/5.1322m m a t =h m m a L U t w ⋅=⨯==23min min /6.105.13208.0)( min 23.157.0785.01.997/29.5869U U >=⨯=经以上校核可知,填料塔直径选用D=700mm 合理。
水吸收丙酮吸收塔设计

目录目录 (I)摘要.............................................................. I II 第1章绪论.. (1)1.1吸收技术概况 (1)1.2吸收设备的发展 (1)1.3吸收在工业生产中的应用 (2)第2章设计方案 (3)2.1 吸收剂的选择 (3)2.2 吸收流程的选择 (3)2.3吸收塔设备及填料的选择 (4)2.4 吸收参数的选择 (5)第3章吸收塔的工艺计算 (6)3.1 基础物性数据 (6)3.1.1 液相物性数据 (6)3.1.2 气相物性数据 (6)3.1.3 气液相平衡数据 (6)3.2 物料衡算 (7)3.3 填料塔的工艺尺寸的计算 (7)3.3.1 塔径的计算 (7)3.3.2 填料塔填料层高度的计算 (9)3.4 塔附属高度的计算 (12)3.5 液体初始分布器和再分布器的选择与计算 (12)3.5.1 液体分布器 (12)3.5.2 液体再分布器 (12)3.5.3 塔底液体保持管高度 (13)3.6 其他附属塔内件选择的选择 (13)3.7 吸收塔的流体力学参数计算 (13)3.7.1 吸收塔的压力降 (13)3.7.2 吸收塔的泛点率 (14)3.7.3 气体动能因子 (14)3.8 附属设备的计算与选择 (15)3.8.1 离心泵的选择与计算 (15)3.8.2 吸收塔的主要接管尺寸的计算 (16)结论 (18)主要符号说明 (19)主要参考文献 (20)附录 (21)结束语 (23)教师评语 (24)摘要气液两相的分离是通过它们密切的接触进行的,在正常操作下,气相为连续相而液相为分散相,气相组成呈连续变化,气相中的成分逐渐被分离出来,属微分接触逆流操作过程。
填料塔具有较高的分离效率,因此根据丙酮和空气的物理性质和化学性质分析,应该采用填料塔来分离气相中的丙酮。
本次设计任务是针对二元物系的吸收问题进行分析、设计、计算、核算、绘图,是较完整的吸收设计过程,并通过对填料塔及其填料的计算,可以得出填料塔和填料及附属设备的各种设计参数。
丙酮吸收实验

丙酮吸收实验一、实验原理及计算公式1、实验原理填料塔是一种应用广泛、结构简单的气液传质设备。
本试验所用的吸收塔塔身由透明玻璃管制成,两端面磨光,且与中心线垂直。
塔径φ41×3,塔身高度600mm ,填料为瓷质拉西环,填料层高度390 mm ,填料尺寸6×6×1mm 。
填料塔操作时,混合气体由下而上呈连续相通过填料层孔隙,液体则沿填料表面流下,形成相际接触界面并进行传质。
实验装置包括空气输送,空气和丙酮鼓泡接触以及吸收剂供给和气液两相在填料塔中逆流接触等部分组成。
来自空气压缩机的空气,经压力定值器定值在0.03 Mpa 左右,并经转子流量计计量后,再经空气加热器加热到8-15 o C (T 1),进入鼓泡器使空气和液体丙酮.鼓泡接触,带有丙酮蒸汽的空气(温度变为T 2)进入填料塔的底部,和自塔顶喷下温度为T 3的水逆流接触,被吸收掉大部分丙酮后,从塔顶排出。
塔顶的水来自液体衡压槽,经转子流量计计量,再经水加热器加热到10-20o C ,进入填料塔吸收空气中丙酮后,温度变为T 4,流入吸收液储槽。
T 1、T 2、T 3、T 4均使用热电偶测量,用温度显示仪表显示出来。
实验忽略流体通过管道而产生的热损失,即空气离开丙酮.鼓泡器时的温度(T 2)与进入填料塔时的温度相同;同样,水离开加热器的温度与自填料塔顶喷下时的温度相同。
组分的浓度使用气相色谱仪表和数据处理器测量。
2、计算公式利用全塔物料衡算,平衡关系和吸收速率方程求取逆流时Kya 及η(1)标准状态下空气摩尔流量:(kmol / h )4.22)(00∙+∙∙=T P P P T V V 大气气动空计空 T ——室温,试验中取293KP 大气——大气压,试验中取760 mmHgV 空计——空气流量,m 3 / h(2 ) 水的摩尔流量:(kmol / h ) 18ρ∙=水计水L LL 水计——水流量,l / hρ——水密度,g / l(3)摩尔吸收量:121X L Y Y V G 水空)(=-= (4)对数平均浓度差:()()()()22112211mX Y mX Y Ln mX Y mX Y Y m -----=∆(5)总体积传质系数:(kmol / m 3·h ) mT Y H D GKya ∆∙∙∙=24πDT ——吸收塔内径,mH ——填料层高度, m(6)回收率: %100121∙-=Y Y Y η 二、操作步骤实验的主界面如下图所示1、 进入实验后,启动空气压缩机(绿灯亮表示空气压缩机已开启)。
丙酮和水吸收塔化工原理课程设计

丙酮和水吸收塔化工原理-从结构、工艺过程和应用角度深度探讨丙酮和水吸收塔是一种常用的化工设备,广泛应用于化工、医药、食品等领域,具有吸收、分离、净化等功能。
本文将从结构、工艺过程和应用角度深度探讨丙酮和水吸收塔化工原理。
一、丙酮和水吸收塔结构丙酮和水吸收塔主要由塔壳、填料层、进料管道、排气管道、循环泵和控制系统组成。
塔壳一般为不锈钢或碳钢材质,填料层可以是泡沫塑料、陶粒或塑料制品。
进料管道和排气管道负责分别导入和排出气体。
循环泵则起到循环液体的作用,控制系统用于调节塔内气体温度和流速等参数。
二、丙酮和水吸收塔工艺过程丙酮和水吸收塔的工艺过程可以分为四个步骤:吸附、溶解、反应和分离。
1. 吸附当气体进入丙酮和水吸收塔时,它们就开始接触填料上涂有吸收剂的表面。
此时,气体中的废气开始与吸收剂发生接触,废气中的污染物开始逐渐被吸收剂吸附。
2. 溶解在吸附的基础上,当气体与吸收剂发生接触时,吸附剂会逐渐溶解。
目的是使废气在吸收剂中形成分子内的显著降解和溶解,在这一步骤中,需要预先调节液体和气体的比例,温度和压力等参数以确保溶解的发生。
3. 反应在液池中发生吸收剂与废气中污染物之间化学反应,使废气中的污染物逐渐被分解降解,从而减轻对环境负担。
4. 分离在经过吸附、溶解和反应之后,液池中的吸收剂会变得过度饱和。
这时,液池内的液体会通过流量调节阀流入分离器,使污染物与吸收剂分离。
而气体则经过排气管道排出丙酮和水吸收塔。
三、丙酮和水吸收塔应用丙酮和水吸收塔具有广泛的应用领域,如环境保护、化工生产、医药生产和食品加工等。
例如,在环境保护领域,丙酮和水吸收塔主要应用于废气处理。
在化工生产中,丙酮和水吸收塔主要用于去除废气中的有机气体,减轻对环境的污染。
在医药生产和食品加工领域,丙酮和水吸收塔则主要用于去除废气中的异味、二氧化碳等有害气体,提高晶体产品的纯度和质量。
综上所述,丙酮和水吸收塔化工原理是一种重要的工艺和设备,具有吸收、分离、净化等多种功能。
空气—丙酮填料吸收塔设计说明书

空气—丙酮填料吸收塔设计说明书化工原理课程设计任务书设计题目:空气-丙酮填料塔吸收设计任务及操作条件:混合气(丙酮、空气)处理量:1000m3/h(标准状态)进塔混合气中含丙酮:5%(V%);温度:20OC丙酮回收率:96%进塔吸收剂(清水)温度:20OC设计条件:操作条件:常压操作设备型式:自选厂址:本地区设计内容:1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算3、主要设备工艺尺寸设计(1)塔径的确定(2)填料层高度计算(3)总塔高、总压降及接管尺寸的确定4、辅助设备选型与计算5、设计结果汇总6、工艺流程图及换热器工艺条件图7、设计评论指导老师:(签名)2008.6.281.概述1.1吸收技术概况吸收塔设备是气液接触的传质设备,一般可分为级式接触和微分接触两类。
一般级式接触采用气相分散,设计采用理论板数及板效率;而微分接触设备常采用液相分散,设计采用传质单元高度及传质单元数。
本设计采用后者。
吸收是气液传质的过程,应用填料塔较多。
而塔填料是填料塔的核心构件,它提供了塔内气—液两相接触而进行传质和传热的表面,与塔的结构一起决定了填料塔的性能[1]。
1.2吸收设备的发展吸收操作主要在填料塔和板式塔中进行,尤其以填料塔的应用较为广泛。
塔填料的研究与应用已获得长足的发展,鲍尔环、阶梯环、莱佛厄派克环、金属环矩鞍等的出现标志着散装填料朝高通量、高效率、低阻力方向发展有新的突破。
规整填料在工业装置大型化和要求高分离效率的情况下,倍受重视,已成为塔填料的重要品种。
其中金属与塑料波纹板造价适中,抗污力强,操作性能好,并易于工业应用,可作为通用填料使用;栅格填料对液体负荷和允许压降要求苛刻的过程十分有利,并具有自净机能,即使应用在污垢系统也能长期稳定运转;脉冲填料独特的结构使之在大流量、大塔径下也不会发生偏流,极易工业放大,从发展上看很有希望。
塔填料仍处于发展之中,今后的研究方向主要是提高传质效率,同时考虑填料的强度、操作性能及使用上的通用因素,并综合环型、鞍型及规整填料的优点,进而开发构型优越、堆积接触方式合理、流体在整个床层能均匀分布的新型填料。
丙酮吸收塔的设计1

山东师范大学课程论文(设计)题目丙酮与空气的混合气体填料吸收塔设计课程名称化工设计—- 级学院化学化工与材料科学学院专业化学工程与工艺班级化工一班学生姓名学号指导教师张其坤2016 年11 月01 日至2017 年01 月01 日设计起止时间:设计任务书设计任务:丙酮与空气的混合气体填料吸收塔设计设计参数:原料气组成:丙酮—空气二元混合气体,丙酮含量%(体积分数),进塔混合气温度为40C,要求丙酮回收率95%以上年处理量:2000、2500、3000、3500、4000m3/h 操作条件:连续常压操作年工作日:300 天工作地点:临沂市吸收剂:软水设计要求:(1)完成设计说明书一份,字数在6000 字以上(2)完成带控制点的工艺流程图、车间布置图、吸收塔工艺条件图各一张重要符号说明D—塔径,m ;DL- -液体扩散系数,m2/s ;Dv—气体扩散系数,m2/s ;—ev液沫夹带量,kg(液)/kg(气);g - 重力加速度,m/sT ;h—;—填料层分段高度,mHETP关联式常数;H max 允许的最大填料层高度,m;HB塔底空间高度,m;HD――塔顶空间高度,m;HOG气相总传质单元高度,m ;kG――气膜吸收系数,kmol/( m2 ?s?kPa); kL --- 液膜吸收系数,m/s ;KG气相总吸收系数,kmol/(?m s?kPa); Lb――液体体积流量,m3/h ;LS液体体积流量,m3/s ;L 润湿速率,m3/(m?s);m――相平衡常数,无因次;n――筛孔数目;NO 气相总传质单元数;P ---- 操作压力,Pa;△ P压力降,Pa; u ――空塔气速,m/s ;uF ----- 泛点气速,m/suO min ----- 漏液点气速,m/s;u' 0――液体通过降液管底隙的速度,m/s; U――液体喷淋密度,m3/(卅?h)UL——液体质量通量,kg/( m2?h)U min ――最小液体喷淋密度,m3/( m ?h)Uv —-一气体质量通量,kg/( m ?h)Vh—-气体体积流量,m3/h ;Vs—-气体体积流量,kg/s;Wl—-一液体质量流量,kg/s;Wv--—气体质量流量,kg/s;L―-液相速率kmol/ m2 G—气体速率kmol/ m2x-液相摩尔分数;X―--液相摩尔比y -气相摩尔分数;Y―-气相摩尔比;Z―-板式塔的有效高度: ,m;填料层高度,m。
清水吸收丙酮填料塔的设计完整版

清水吸收丙酮填料塔的设计HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】《化工原理》课程设计清水吸收丙酮填料塔的设计学院医药化工学院专业高分子材料与工程班级高分子材料与工程13(1)班姓名李凯杰学号 xx指导教师严明芳、龙春霞年月日设计书任务(一)设计题目试设计一座填料吸收塔,用于脱除空气中的丙酮蒸汽。
混合气体处理量为___4000____m3/h。
进口混合气中含丙酮蒸汽__6%__(体积百分数);混合气进料温度为35℃。
采用25℃清水进行吸收,要求:丙酮的回收率达到___95%___(二)操作条件(1)操作压力 kPa(2)操作温度 25℃(3)吸收剂用量为最小用量的倍数自己确定(4)塔型与填料自选,物性查阅相关手册。
(三)设计内容(1)设计方案的确定和说明(2)吸收塔的物料衡算;(3)吸收塔的工艺尺寸计算;(4)填料层压降的计算;(5)液体分布器简要设计;(6)绘制液体分布器施工图;(7)其他填料塔附件的选择;(8)塔的总高度计算;(9)泵和风机的计算和选型;(10)吸收塔接管尺寸计算;(11)设计参数一览表;(12)绘制生产工艺流程图(A3号图纸);(13)绘制吸收塔设计条件图(A3号图纸);(14)对设计过程的评述和有关问题的讨论。
目录前言吸收是利用混合气体中各组分在液体中的溶解度的差异来分离气态均相混合物的一种单元操作。
在化工生产中主要用于原料气的净化,有用组分的回收等。
?填料塔是气液呈连续性接触的气液传质设备。
塔的底部有支撑板用来支撑填料,并允许气液通过。
支撑板上的填料有整砌和乱堆两种方式。
填料层的上方有液体分布装置,从而使液体均匀喷洒于填料层上。
?本次化工原理课程设计的目的是根据设计要求采用填料吸收塔的方法处理含有丙酮的混合物,使其达到排放标准。
在设计中,主要以清水吸收混合气中的丙酮,在给定的操作条件下对填料吸收塔进行物料衡算。
环境工程原理课程设计 丙酮吸收填料塔

环境工程原理课程设计题目水吸收丙酮填料塔设计学院专业班级学生姓名学生学号指导教师2014年6月16日目录第一章设计任务书 (3)1.1 设计题目 (3)1.2 设计任务及操作条件 (3)1.3 设计内容 (3)1.4 设计要求 (3)第二章设计方案的确定 (4)2.1 设计方案的内容 (4)2.1.1 流程方案的确定 (4)2.1.2 设备方案的确定 (4)2.2 填料的选择 (5)第三章吸收塔的工艺计算 (6)3.1 基础物性数据 (6)3.1.1 液相物性数据 (6)3.1.2 气相物性数据 (6)3.1.3气液平衡相数据 (7)3.2 物料衡算 (7)3.3 填料塔塔径的计算 (8)3.3.1 泛点气速的计算 (8)3.3.2 塔径的计算及校核 (9)3.4.1 气相总传质单元数的计算 (10)3.4.2 气相总传质单元高度的计算 (10)3.5 填料塔流体力学校核 (12)3.5.1 气体通过填料塔的压降 (12)3.5.2 泛点率 (13)3.5.3 气体动能因子 (13)第四章塔内辅助设备的选择和计算 (13)4.1 液体分布器 (13)4.2 填料塔附属高度 (14)4.3 填料支承装置 (15)4.4 填料压紧装置 (15)4.5 液体进、出口管 (15)4.6 液体除雾器 (16)4.7 筒体和封头 (17)4.8 手孔 (17)4.9 法兰 (17)4.10 裙座 (19)第五章设计计算结果总汇表 (20)第六章课程设计总结 (23)参考文献 (24)附录 (25)第一章设计任务书1.1 设计题目水吸收丙酮填料塔设计1.2 设计任务及操作条件(1)气体处理量:1820 m3/h(2)进塔混合气含丙酮5%(V ol),进塔温度35℃(3)进塔吸收剂(清水)温度:25℃,吸收剂的用量为最小用量的1.3倍(4)丙酮回收率:90%(5)操作压力:常压(6)每天工作24小时,一年300天1.3 设计内容(1)确定吸收流程(2)物料衡算,确定塔顶塔底的气液流量和组成(3)选择填料、计算塔径、填料层高度、填料分层、塔高(4)流体力学特性校核:液气速度求取、喷淋密度校核、填料层压降计算(5)附属装置的选择与确定:液体喷淋装置、液体再分布器、气体进出口及液体进出口装置、栅板1.4 设计要求(1)设计说明书内容①目录和设计任务书②流程及流程说明③设计计算及结果总汇表④对设计成果的评价及讨论⑤参考文献(2)绘制填料塔设计图第二章设计方案的确定2.1 设计方案的内容2.1.1 流程方案的确定本工艺采用清水吸收丙酮,为易溶气体的吸收过程,由于逆流操作传质推动力大,传质速率快,分离效率高,吸收剂利用率高,故选用逆流操作,即气体自塔低进入由塔顶排出,液体自塔顶进入由塔底排出。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
1设计方案简介1.1设计方案的确定用水吸收丙酮属中等溶解度的吸收过程,为提高传质效率,选用逆流吸收流程。
因用水作为吸收剂,且丙酮不作为产品,故采用纯溶剂。
1.2填料的选择对于水吸收丙酮的过程,操作温度及操作压力较低,工业上通常选用塑料散装填料。
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。
2工艺计算2.1 基础物性数据 2.1.1液相物性的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/m 3粘度为 μL =0.0008937 Pa ·s=3.2173kg/(m ·h) 表面张力为σL =71.97 dyn/cm=932731 kg/h 2丙酮在水中的扩散系数为 D L =1.327×10-9m 2/s=4.776×10-6m 2/h (依 D=0D μμ00T T 计算,查《化工原理》教材) 2.1.2气相物性的数据 进塔混合气体温度为35℃ 混合气体的平均摩尔质量为M Vm =Σy i M i =0.06×58.08+0.94×29=30.74g/mol 混合气体的平均密度为3/K 216.115.308314.874.30325.101m g RT PM m mV V =⨯⨯==ρ 混合气体的粘度可近似取为空气的粘度,查手册得35℃空气的粘度为 μV =1.88 ×10-5Pa•s=0.068kg/(m•h) 查手册得丙酮在空气中的扩散系数为h m s cm D V /038.0/106.022==(依2/3000))((T T P P D D =计算,其中293K 时,100kPa 时丙酮在空气中扩散系数为1×s m /1025-,查《化工原理》教材)2.1.3气液相平衡数据当x<0.01,t=15~45℃时,丙酮-水体系的亨利系数可用式:TE 2040171.9lg -=计算 E=211.5kPa 相平衡常数为m=E/P=211.5/101.3=2.09 溶解度系数为262.002.185.2111.997=⨯==sLEM H ρ)/(3m kPa kmol ⋅2.1.4 物料衡算 进塔气相摩尔比为 0638.006.0106.01111=-=-=y y Y 出塔气相摩尔比为00383.0)94.01(0638.0)1(12=-=-=A ϕY Y 进塔惰性气相流量为 h kmol V /27.92)06.01(352732734.222400=-+⨯=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,即2121min /)(X m Y Y Y V L --=对于纯溶剂吸收过程,进塔液相组成为 02=X96.1009.2/0638.000383.00638.0)(min =--=V L取操作液气比为min )(8.1V LV L = 53.396.18.1=⨯=VLh kmol L /71.32527.9253.3=⨯= )()(2121X X L Y Y V -=- 017.07.325)00383.00638.0(27.921=-=X2.2 填料塔的工艺尺寸的计算 2.2.1 塔径的计算采用Eckert 通用关联图计算泛点气速 气相质量流量为4.2918216.12400=⨯=V ωkg/h 液相质量流量可近似按纯水的流量计算,即 29.586902.1871.325=⨯=L ωkg/h Eckert 通用关联图的横坐标为 07.0)1.997216.1(4.291829.5869)(5.05.0==L V V L ρρωω图一填料塔泛点和压降的通用关联图(引自《化工原理》教材)查图一得17.02.02=L L V F F g u μρρψφ查表1170-=m F φ s m g u LV F LF /868.28937.0216.111701.99781.917.017.02.02.0=⨯⨯⨯⨯⨯==μψρφρ取 s m u u F /008.2868.27.07.0=⨯== 由 m u V D s 65.0008.214.33600/240044=⨯⨯==π 圆整塔径,取D=0.7m 泛点率校核:s m u /73.17.0785.03600/24002=⨯=%32.60%100868.273.1=⨯=F u u (在允许范围内)填料规格校核:842.1838700>==d D 液体喷淋密度校核: 取最小润湿速率为 ()h m m L w ⋅=/08.03min 查表3/5.1322m m a t =h m m a L U t w ⋅=⨯==23min min /6.105.13208.0)( min 23.157.0785.01.997/29.5869U U >=⨯=经以上校核可知,填料塔直径选用D=700mm 合理。
2.2.2 填料层高度计算0355.0017.009.211*=⨯==mX Y 022*==mX Y 脱吸因数为 592.071.32527.9209.2=⨯==L mV S 气相总传质单元数为9.4]592.0000383.000638.0)592.01ln[(592.011])1ln[(112221=+----=+----=**S Y Y Y Y S S N OG 气相总传质单元高度采用修正的恩田关联式计算:})()()()(45.1ex p{12.005.01.075.0222tL L L L t L L t L L c t w U g U U ασρραμασσαα---= 查表2/427680/33h kg cm dyn c ==σ 液体质量通量为)/(8.152587.0785.029.586922h m kg U L ⋅=⨯=393.0})5.1329327311.9978.15258()1027.11.9975.1328.15258()2173.35.1328.15258()932731427680(45.1ex p{12.0205.08221.075.0=⨯⨯⨯⨯⨯⨯--=-t w αα气膜吸收系数由下式计算: )()()(237.03/17.0RTD D U k Vt V V V Vt VG αρμμα= 气体质量通量为 )/(16.75877.0785.0216.1240022h m kg U V ⋅=⨯⨯=)/(0605.0)298314.8038.05.132()038.0216.1068.0()068.05.13216.7587(237.023/17.0kPa h m kmol k G ⋅⋅=⨯⨯⨯⨯=液膜吸收系数由下式计算:hm g D U k LL L L L Lw LL /581.0)1.9971027.12173.3()10776.41.9972173.3()2173.35.132362.08.15258(0095.0)()()(0095.03/182/163/23/12/13/2=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==---ρμρμμα由 1.1=ψw G G a k a k ,查表 1.45=ψ则 )/(74.445.15.132362.00507.031.1kPa h m kmol a k a k w G G ⋅⋅=⨯⨯⨯==1.1ψ 1.3545.15.132393.0581.04.04.0=⨯⨯⨯==ψw L L a k a k 1/h%50%32.60>=Fu u由 ,])5.0(6.21[,])5.0(5.91[2.24.1a k u u a k a k u u a k L FL G F G -+=-+='得)/(613.674.4])5.06032.0(5.91[34.1kPa h m kmol a k G ⋅⋅=⨯-+=' 72.351.35])5.06032.0(6.21[2.2=⨯-+='a k L 1/h 则 )/(87.353.27262.01107.5111113kPa h m kmol ak H a k a K L G G ⋅⋅=⨯+='+'=由 m aP K V a K V H G Y OG 612.07.0785.03.10187.327.922=⨯⨯⨯=Ω=Ω=由 m N H Z OG OG 999.29.4612.0=⨯== m Z 749.3999.225.1=⨯=' 设计取填料层高度为 m Z 4='查表,对于阶梯环填料,15~8=Dh,mm h 6max ≤。
取8=Dh,则 mm h 56007008=⨯=计算得填料层高度为4000mm<5600mm,故不需分段2.2.3 填料层压降计算采用Eckert 通用关联图计算填料层压降。
横坐标为07.0)(5.0=LV V L ρρωω 查表 1116-=Φm P 纵坐标为0422.08937.01.997204.181.9111613.12.022.0=⨯⨯⨯⨯=ΦL L V P g u μρρψ 查图一得m Pa Z P /3.294/=∆ 填料层压降为Pa P 2.117743.294=⨯=∆2.2.4 液体分布器简要设计 分布器孔径由于分布器≈10cm,本设计取=7mm分布器点数的计算0d 0d由H g n d L s ∆=2420φπ取mm H 90,60.0=∆=φ 则点97.7909.081.926.0007.014.324001.997/29.5869424n 220=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=∆=H g d L s φπ≈80点 按分布点几何均匀与流量均匀的原则,进行布点设计。
设计结果为:二级槽共设七道,在槽侧面开孔,槽宽度为45mm ,槽高度为210mm 。
两槽中心矩为90mm 。
分布点采用三角形排列,实际设计布点数为 n=112点。
图二 槽式液体分布器二级槽的布液点示意图3. 辅助设备的计算及选型3.1 填料支承设备填料支承结构用于支承塔内填料及其所持有的气体和液体的重量之装置。
对填料的基本要求是:有足够的机械强度;支承板的自由载面积不应小于填料层的自由截面积,以免气液在通过支承板时流动阻力过大,在支承板首先发生液泛;有利于液体的再分布;耐腐蚀,易制造,易装卸等。
常用填料支承板有栅板型,孔管型,驼峰型等,对于本设计的散装填料类型,选用孔管型支承装置。
3.2填料压紧装置为防止在上升气流的作用下填料床层发生松动或者跳动,需在填料层上方设置填料压紧装置。
对于本设计的散装填料类型,选用压紧网板。
3.3液体收集再分布装置由于液体从塔顶流下时有向壁流动的趋势(称为壁流效应),并造成填料层内传质面积减少,影响传质。