填料塔计算部分要点
填料塔计算部分要点
一、填料塔简介
填料塔是一种用于换热、搅拌和分离固液混合物的工艺设备。它具有广泛的应用，如分离液体、气体、液体和固体，以及蒸馏、萃取、松弛和干燥等工序。由于其灵活性和可靠性，填料塔在化工、石油炼制、精细化工和冶金等行业中得到了广泛的应用，是传统的碱法精细化工的重要设备之一、此外，由于101工业流程的改进和提升，填料塔也成为生产线自动化设备中的主要构件。填料塔通常由填料泵、填料塔本体、流速计、压力表、流量计以及连接件组成，其中最重要的元件是填料塔本体，它的主要作用是将介质传送到填料塔的上部分，然后沿着填料塔的周围区域流动并通过不同的介质逐渐混合，直到最终输出。
二、填料塔计算要点
1.填料体积：首先要确定填料体积，该体积是指填料塔内部空间的容积，所以在绘制填料塔时，应该将设备内部的介质容积计算入内。
2.体积流量：体积流量是指介质从填料塔进入到填料空间时泵出来的流量，所以在计算过程中，应将体积流量的大小纳入考虑。
3.平均流速：平均流速是指平均的由介质流过填料塔空间的速度，应该考虑的因素有介质的密度、温度及填料塔空间的容积。
填料塔的计算
一、填料塔的计算 (一) 操作条件的确定 1．1吸取剂的选择 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）填料吸取塔的工艺尺寸的运算 2．1基础物性数据 ①液相物性数据 关于低浓度吸取过程，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 依照上式运算如下： 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 3 ②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 = =⨯⨯=301 314.805 .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 相平稳常数为m=1.25596 .101106.25 =⨯= P E 溶解度系数为H=)/(1013.218 106.22.9973 45 kPa 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 该吸取过程为低浓度吸取，平稳关系为直线，最小液气比按下式 运算，即 2 121min /X m Y Y Y ）V L （ --= 关于纯溶剂吸取过程，进塔液组成为X2=0 2 121min /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=0.054581
(完整版)填料塔计算部分要点
填料吸收塔设计任务书 一、设计题目 填料吸收塔设计 二、设计任务及操作条件 １、原料气处理量：5000m3/h。 ２、原料气组成：98％空气＋2.5％的氨气。 ３、操作温度：20℃。 ４、氢氟酸回收率：98％。 ５、操作压强：常压。 ６、吸收剂：清水。 ７、填料选择：拉西环。 三、设计内容 1.设计方案的确定及流程说明。 2.填料吸收塔的塔径，填料层的高度，填料层的压降的计算。 3.填料吸收塔的附属机构及辅助设备的选型与设计计算。 4.吸收塔的工艺流程图。 5.填料吸收塔的工艺条件图。
目录 第一章设计方案的简介 (4) 第一节塔设备的选型 (4) 第二节填料吸收塔方案的确定 (6) 第三节吸收剂的选择 (6) 第四节操作温度与压力的确定 (7) 第二章填料的类型与选择 (7) 第一节填料的类型 (7) 第二节填料的选择 (9) 第三章填料塔工艺尺寸 (10) 第一节基础物性数据 (10) 第二节物料衡算 (11) 第三节填料塔的工艺尺寸的计算 (12) 第四节填料层压降的计算 (16) 第四章辅助设备的设计与计算 (16) 第一节液体分布器的简要设计 (16) 第二节支承板的选用 (17) 第三节管子、泵及风机的选用 (18) 第五章塔体附件设计 (20) 第一节塔的支座 (20) 第二节其他附件 (20)
第一章设计方案的简介 第一节塔设备的选型 塔设备是化工、石油化工、生物化工制药等生产过程中广泛采用的气液传质设备。根据塔内气液接触构件的结构形式，可分为板式塔和填料塔两大类。 1、板式塔 板式塔为逐级接触式气液传质设备，是最常用的气液传质设备之一。传质机理如下所述：塔内液体依靠重力作用，由上层塔板的降液管流到下层塔板的受液盘，然后横向流过塔板，从另一侧的降液管流至下一层塔板。溢流堰的作用是使塔板上保持一定厚度的液层。气体则在压力差的推动下，自下而上穿过各层塔板的气体通道（泡罩、筛孔或浮阀等），分散成小股气流，鼓泡通过各层塔板的液层。在塔板上，气液两相密切接触，进行热量和质量的交换。在板式塔中，气液两相逐级接触，两相的组成沿塔高呈阶梯式变化，在正常操作下，液相为连续相，气相为分散相。 一般而论，板式塔的空塔速度较高，因而生产能力较大，塔板效率稳定，操作弹性大，且造价低，检修、清洗方便，故工业上应用较为广泛。 ２、填料塔 填料塔是最常用的气液传质设备之一，它广泛应用于蒸馏、吸收、解吸、汽提、萃取、化学交换、洗涤和热交换等过程。几年来，由于填料塔研究工作已日益深入，填料结构的形式不断更新，填料性能也得到了迅速的提高。金属鞍环，改型鲍尔环及波纹填料等大通量、低压力降、高效率填料的开发，使大型填料塔不断地出现，并已推广到大型汽—液系统操作中，尤其是孔板波纹填料，由于具有较好的综合性能，使其不仅在大规模生产中被采用，且由于其在许多方面优于各种塔盘而越来越得到人们的重视，在某些领域中，有取代板式塔的趋势。近年来，在蒸馏和吸收领域中，最突出的变化是新型填料，特别是规整填料在大直径塔中的采用，它标志作塔填料、塔内件及塔设备的综合设计技术已进入到一个新的阶段。 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。填料塔的塔身是一直立式圆筒（如右图所示），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
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 3 ②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= )/(1013.218 106.22.997345kPa 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=2.67 L=2.67×275.58=735.7986kmol/h ∵V(Y1-Y2)=L(X1-X2) ∴X1=0.054581 ①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 L V 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 φ Uf=3.964272m/s 取u=0.8u F =0.8×3.352=2.6816m/s 由 =1.839191m
填料塔工艺尺寸的计算
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 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 g ρμερ⎡⎤ ⎛⎫⎛⎫⎢⎥ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎣⎦=A-K 14 1V 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 /（100/3）（）= UF=m/s 其中： f u ——泛点气速,m/s; g ——重力加速度,9.81m/s 2 W L =㎏/h W V =7056.6kg/h A=； K=； 取u= F u =2.78220m/s 0.7631D = = = （3-2） 圆整塔径后 D=0.8m 1. 泛点速率校核：2 6000 3.31740.7850.83600 u = =⨯⨯ m/s 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） 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=800mm 合理. 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 2 2* 11* 22() ln M Y Y Y Y Y Y Y Y Y ---∆= -- （3-8） = 0.063830.00063830.03755 0.02627ln 0.0006383 -- = 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. 液体质量通量为：L u =WL/××=10666.5918kg/(㎡ h ) 气体质量通量为： V u =60000×=14045.78025kg/(㎡h) 气膜吸收系数由下式计算：
填料塔计算和设计
填料塔设计 2012-11-20 一、填料塔结构 填料塔是以塔内装有大量的填料为相间接触构件的气液传质设备;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;在填料的上方安装填料压板,以限制填料随上升气流的运动;液体从塔顶加入,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,经气体分布装置小直径塔一般不设置分布后,与液体呈逆流接触连续通过填料层空隙,在填料表面气液两相密切接触进行传质;填料塔属于连续接触式的气液传质设备,正常操作状态下,气相为连续相,液相为分散相; 二、填料的类型及性能评价 填料是填料塔的核心构件,它提供了气液两相接触传质的相界面,是决定填料塔性能的主要因素;填料的种类很多,根据装填方式的不同,可分为散装填料和规整填料两大类;散装填料根据结构特点不同,分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料等；规整填料按其几何结构可分为格栅填料、波纹填料、脉冲填料等,目前工业上使用最为广泛的是波纹填料,分为板波纹填料和网波纹填料； 填料的几何特性是评价填料性能的基本参数,主要包括比表面积、空隙率、填料因子等;1.比表面积：单位体积填料层的填料表面积,其值越大,所提供的气液传质面积越大,性能越优； 2.空隙率：单位体积填料层的空隙体积；空隙率越大,气体通过的能力大且压降低；
3.填料因子：填料的比表面积与空隙率三次方的比值,它表示填料的流体力学性能,其值越小,表面流体阻力越小; 三、填料塔设计基本步骤 1.根据给定的设计条件,合理地选择填料； 2.根据给定的设计任务,计算塔径、填料层高度等工艺尺寸； 3.计算填料层的压降； 4.进行填料塔的结构设计,结构设计包括塔体设计及塔内件设计两部分; 四、填料塔设计 1.填料的选择 填料应根据分离工艺要求进行选择,对填料的品种、规格和材质进行综合考虑;应尽量选用技术资料齐备,适用性能成熟的新型填料;对性能相近的填料,应根据它的特点进行技术经济评价,使所选用的填料既能满足生产要求,又能使设备的投资和操作费最低; 1填料种类的选择 填料的传质效率要高：传质效率即分离效率,一般以每个理论级当量填料层高度表示,即HETP值； 填料的通量要大：在同样的液体负荷下,在保证具有较高传质效率的前提下,应选择具有较高泛点气速或气相动能因子的填料； 填料层的压降要低：填料层压降越低,塔的动力消耗越低,操作费越小；对热敏性物系尤为重要；
大气课设填料塔设计计算
学校代码： 10128 学号： 201320303014 课程设计说明书 题目：S H S20-25型锅炉低硫烟煤烟 气袋式除尘湿式脱硫系统设计学生：周永博 学院：能源与动力工程学院 班级：环工13-1 指导教师：英楠
2016年 7 月 1 日 工业大学课程设计（论文）任务书 课程名称：大气污染控制工程学院：能源与动力工程学院班级：环工13-1 学生：周永博学号： 4 指导教师：英楠
技术参数： 锅炉型号：SHS20-25 即，双锅筒横置式室燃炉（煤粉炉），蒸发量20t/h，出口蒸汽压力25MPa 设计耗煤量：2.4t/h 设计煤成分：C Y=75.2% H Y=3% O Y=4% N Y=1% S Y=0.8% A Y=10% W Y=6%； V Y＝18％；属于低硫烟煤 排烟温度：160℃ 空气过剩系数＝1.25 飞灰率＝29％ 烟气在锅炉出口前阻力800Pa 污染物排放按照锅炉大气污染物排放标准中2类区新建排污项目执行。 连接锅炉、净化设备及烟囱等净化系统的管道假设长度150m，90°弯头30个。
参考文献： 《大气污染控制工程》郝吉明、马广大； 《环保设备设计与应用》罗辉...高等教育.1997； 《除尘技术》高香林..华北电力大学.2001.3； 《环保设备?设计?应用》铭...化学工业.2001.4； 《火电厂除尘技术》胡志光、胡满银...中国水利水电.2005； 《除尘设备》金国淼...化学工业.2002； 《火力发电厂除尘技术》原永涛...化学工业.2004.10； 《环境保护设备选用手册》鹿政理...化学工业.2002.5； 《工业通风》一坚主编..中国建筑工业，1994； 《锅炉及锅炉房设备》奚士光等主编..中国建筑工业，1994； 《除尘设备设计》金国淼主编..科学技术，1985； 《环境与工业气体净化技术》. 朱世勇主编.化学工业，2001； 《湿法烟气脱硫系统的安全性及优化》曾庭华，华等主编..中国电力； 《燃煤烟气脱硫脱硝技术及工程实例》. 钟主编.化学工业，2004； 《环保工作者使用手册》. 丽芬，友琥主编.冶金工业，2001； 《工业锅炉房设计手册》航天部第七研究编.中国建筑工业，1986； 《火电厂烟气湿法脱硫装置吸收塔的设计》王祖培编.化学工业第二，1995； 《大气污染控制工程》. 标编.科学，2002； 《湿法烟气脱硫吸收塔系统的设计和运行分析》. 曾培华著.电力环境保护，2002。
填料塔设计与计算(正式版),环境工程原理设计
环境工程原理大作业 填料吸收塔课程设计 说明书 学院名称：环境科学与工程学院 专业：环境工程 班级：环工0801 姓名：黄浩段永鹏魏梦和祥任稳刚 指导老师：*** 2011.1.2
环境工程原理课程设计—填料吸收塔课程设计说明书 目录 (一)设计任务 (1) (二) 设计简要 (2) 2.1 填料塔设计的一般原则 (2) 2.2 设计题目 (2) 2.3 工作原理 (2) (三) 设计方案 (2) 3.1 填料塔简介 (2) 3.2填料吸收塔的设计方案 (3) .设计方案的思考 (3) .设计方案的确定 (3) .设计方案的特点 (3) .工艺流程 (3) （四）填料的类型 (4) 4.1概述 (4) 4.2填料的性能参数 (4) 4.3填料的使用范围 (4) 4.4填料的应用 (5) 4.5填料的选择 (5) （五）填料吸收塔工艺尺寸的计算 (6) 5.1液相物性数据 (6) 5.2气相物性数据 (7) 5.3气、液相平衡数据 (8) 5.4塔径计算 (8) 5.5填料层高度计算 (8) （六）填料层压降的计算 (10) （七）填料吸收塔内件的类型与设计 (10) 7.1 填料吸收塔内件的类型 (10) 7.2 液体分布 (12) （八）设计一览表 (13) （九）对设计过程的评述 (13)
（十）主要符号说明 (14) 参考文献 (15) 附录 (24)
（一）设计任务 设计一填料吸收塔，吸收矿石焙烧炉气中的SO2。 （二）设计简要 （1）填料塔设计的一般原则 填料塔设计一般遵循以下原则: ②:塔径与填料直径之比一般应大于15：1，至少大于8：1； ②：填料层的分段高度为：金属:6.0-7.5m，塑料：3.0-4.5； ③：5-10倍塔径的填料高度需要设置液体在分布装置，但不能高于6m； ④：填料塔操作气速在70%的液泛速度附近； ⑤：由于风载荷和设备基础的原因，填料塔的极限高度约为50米。 （2）设计题目 矿石焙烧炉送出的气体冷却到25℃后送入填料塔，用20℃清水洗涤除去其中的SO2,试设计一填料塔进行上述操作并画出设计方案工艺流程图。 设计要求： 设计方案确定（流体流向、塔高、塔径）； 填料选择； 流体基础物性的计算（液体物性、气体物性、气液平衡、物料衡算）； 填料塔的工艺尺寸计算。 基础数据： 入塔炉气流量：2400m3h⁄; SO2的摩尔分率：0.05； SO2的回收率：95%。 注意：①低浓度气体的吸收溶液的物性数据可近似取纯水的物性数据； ②气象为混合气体。 （3）工作原理 气体混合物的分离，总是根据混合物中各组分间某种物理性质和化学性质的差异而进行的。吸收作为其中一种，它根据混合物各组分在某种溶剂中溶解度的不同而达到分离的目的。在物理吸附中，溶质和溶剂的结合力较弱，解析比较方便。 填料塔是一种应用很广泛的气液传质设备，它具有结构简单、压降低、填料易用耐腐蚀材料制造等优点，操作时液体与气体经过填料时被填料打散，增大气液接触面积，从而有利于气体与液体之间的传热与传质，使得吸收效率增加。 （三）设计方案 （1）填料塔简介 填料塔是提供气-液、液-液系统相接触的设备。填料塔外壳一般是圆筒形，也可采用方形。材质有木材、轻金属或强化塑料等。填料塔的基本组成单元有： ①：壳体（外壳可以是由金属（钢、合金或有色金属）、塑料、木材，或是以橡胶、塑料、砖为内层或衬里的复合材料制成。虽然通入内层的管口、支承和砖的机械安装尺寸并不是决定设备尺寸的主要因素，但仍需要足够重视;） ②：填料（一节或多节，分布器和填料是填料塔性能的核心部分。为了正确选择合适的填料，要了解填料的操作性能，同时还要研究各种形式填料的形状差
填料塔持液量计算
填料塔持液量计算 填料塔持液量计算是在化工工艺中常见的一种计算方法，它用于确定填料塔内液体的持液量，从而帮助工程师设计和优化工艺。本文将从基本原理、计算方法和应用案例等方面进行介绍。 一、基本原理 填料塔是一种常见的化工设备，广泛应用于各种物质的分离、萃取和反应过程中。其基本构造是将填料装置在塔内，使流体与填料进行充分的接触和混合，从而实现传质、传热和反应等目的。而填料塔持液量计算就是为了确定填料塔内液体的持液量，以保证塔内流体的稳定性和工艺效果的达到。 填料塔内的液体持液量是指填料塔内液体的体积或质量，通常用液体高度或液体重量来表示。持液量的大小直接影响到填料塔的工作效果和设备的运行稳定性。因此，准确计算填料塔持液量是设计和操作填料塔的重要前提之一。 二、计算方法 填料塔持液量的计算方法有多种，常见的有重力平衡法和压力平衡法两种。下面将分别介绍这两种方法。 1. 重力平衡法 重力平衡法是通过平衡填料塔内液体的重力和塔内气体的向上流动所需的力来计算持液量。根据阿基米德原理，塔内液体的重力可以
用液体的体积和密度来表示。而塔内气体的流动所需的力可以通过流体力学的基本原理来计算。通过平衡这两个力，可以得到填料塔的持液量。 2. 压力平衡法 压力平衡法是通过平衡填料塔内液体的静压力和塔内气体的动压力来计算持液量。根据流体静力学的基本原理，液体静压力可以通过液体的密度、液体高度和重力加速度来计算。而塔内气体的动压力可以通过气体的密度、气体流速和气体速度来计算。通过平衡这两个压力，可以得到填料塔的持液量。 三、应用案例 填料塔持液量计算在化工工艺中有着广泛的应用。下面以一个分离过程为例，介绍填料塔持液量计算的应用过程。 假设有一个二元混合物，需要通过填料塔进行分离。根据物质的性质和分离要求，确定了填料塔的高度、填料种类和操作条件等参数。首先，根据工艺要求和设备的尺寸，确定了填料塔的直径和高度。然后，根据填料种类和操作条件，选择了合适的填料，并计算了填料的体积和密度。 接下来，根据填料塔的类型和操作条件，选择了适当的持液量计算方法。在本例中，选择了重力平衡法来计算填料塔的持液量。通过计算填料塔内液体的重力和塔内气体的向上流动所需的力，得到了
填料塔的计算
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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：M3 混合粘度 Pa·s 暂取CO2在水中的扩散系数
表面张力б=cm=940896kg/h 3 ②气相物性数据 混合气体的平均摩尔质量为 M vm = y i M i =*44+*64+*14+*96+*18 = 混合气体的平均密度ρvm = =⨯⨯=301 314.805 .333.101RT PMvm *（*323）=m 3 混合气体粘度近似取空气粘度，手册28℃空气粘度为 μV =×10-5Pa ·s=(m?h) 查手册得CO2在空气中的扩散系数为 D V =×10-5m 2/s=h 由文献时CO 2在MEA 中的亨利常数： 在水中亨利系数E=⨯ 相平衡常数为m=1.25596 .101106.25 =⨯= P E 溶解度系数为H=)/(1013.218 106.22.9973 45 kPa m kmol E M s •⨯=⨯⨯= -ρ 物料衡算 进塔气相摩尔比为Y1=（）= 出塔气相摩尔比为Y2= ×= 进塔惰性气相流量为V=s=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 2 121min /X m Y Y Y ）V L （ --= 对于纯溶剂吸收过程，进塔液组成为X2=0 2 12 1min /X m Y Y Y ）V L （--==（）/（）= 取操作液气比（）为L/V=V=×=
填料塔计算部分
二 基础物性参数的确定 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纯水的物性数据;由手册查得,20C ︒时 2 气相物性参数 设计压力： ,温度：20C ︒ 氨气在水中的扩散系数：92621.7610/ 6.33610/L D cm s m h --=⨯=⨯ 氨气在空气中的扩散系数： 查表得,氨气在0°C,在空气中的扩散系数为 2/cm s , 根据关系式换算出20C ︒时的空气中的扩散系数： 混合气体的平均摩尔质量为 混合气体的平均密度为 混合气体的粘度可近似取空气的粘度,查手册得20C ︒空气粘度为 3 气液相平衡数据 由手册查得,常压下20C ︒时,氨气在水中的亨利系数 相平衡常数 溶解度系数 4 物料衡算 进塔气相摩尔比 出塔气相摩尔比 混合气体流量 惰性气体摩尔流量 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：
对于纯溶剂吸收过程,进塔液相组成 取操作液气比为 5 吸收塔的工艺尺寸计算 塔径计算 采用Eckert 通用关联图计算泛点气速; Eckert 通用关联图： 气体质量流量为 液体质量流量可近似按纯水的流量计算： Eckert 通用关联图的横坐标为 根据关联图对应坐标可得 由表2-4-1可知 F φ=260 1m - 取 0.80.8 2.360 1.888/F u u m s ==⨯=
由 1.737D ===m 圆整塔径常用的标准塔径有400mm 、500mm 、600mm 、800mm 、1000mm 、1200mm 、1400mm 、1600mm 、2000mm 、2200mm 等本设计方案取D=2000mm; 泛点率校核： 因为填料塔的适宜空塔气速一般取泛点气速的50%-80%,泛点率值在允许范围内; 填料塔规格校核： 200080825 D d ==>在允许范围之内 液体喷淋密度校核： 取最小润湿速率为 由表2-4-1可知： 由于喷淋密度过小,可采用增大回流比或采用液体再循环的方法加大液体流量,以保证填料的润湿性能；也可适当的增加填料层高度的办法予以补偿; 填料层高度计算 脱吸因数为 气相总传质单元数为 气相总传质单元高度采用修正的恩田关联式计算： 查表2-4-1得 液体质量通量为 气膜吸收系数可由下式计算： 气体质量通量为： 液膜吸收系数由下式计算： 由 1.1G G W k a k a ψ=得 73.90%50%F u u => ,需选用下面的关系式对气膜和液膜系数进行校核修正; 修正结果： 则 考虑恩田公式的最大误差,为了安全取设计填料层高度为 设计取填料层高度为 Z '=4.0m 在填料塔计过程中,对于阶梯环填料,max 8~15,6h h mm D =≤, 取8h D =,则 计算得填料层高度为4000mm,故不需分段 5.3 填料层压降计算 采用Eckert 通用关联图计算 横坐标为 由表2-4-1得,1176P m φ-= 纵坐标为 查Eckert 通用关联图,P ∆/Z 位于40g ~50gPa/m 范围内,取
填料塔工艺尺寸的计算
第三节 填料塔工艺尺寸(d e )计算 填料塔工艺尺寸(de)计算包括塔径(de)计算、填料能高度(de)计算及分段 塔径(de)计算 1. 空塔气速(de)确定——泛点气速法 对于散装填料,其泛点率(de)经验值u/u f =~ 贝恩（Bain ）—霍根（Hougen ）关联式 ,即： 221 3lg V F L L u a g ρμερ⎡⎤ ⎛⎫⎛⎫⎢⎥ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎣ ⎦=A-K 14 1V 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 /（100/3）（）= UF=m/s 其中： f u ——泛点气速,m/s; g ——重力加速度,9.81m/s 2 W L =㎏/h W V =7056.6kg/h A=； K=； 取u= F u =2.78220m/s 0.7631D = = = （3-2） 圆整塔径后 D=0.8m 1. 泛点速率校核：2 6000 3.31740.7850.83600 u = =⨯⨯ m/s 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(de)校核： (1) 填料塔(de)液体喷淋密度是指单位时间、单位塔截面上液体(de)喷淋
量. (2) 最小润湿速率是指在塔(de)截面上,单位长度(de)填料周边(de)最小液体体积流量.对于直径不超过75mm(de)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=800mm 合理. 填料层高度(de)计算及分段 *110.049850.75320.03755Y mX ==⨯= （3-5） *220Y mX == （3-6） 3.2.1 传质单元数(de)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 2 2* 11* 22() ln M Y Y Y Y Y Y Y Y Y ---∆= -- （3-8） = 0.063830.00063830.03755 0.02627ln 0.0006383 -- = 3.2.2 质单元高度(de)计算 气相总传质单元高度采用修正(de)恩田关联式计算：
填料塔计算和设计
填料塔计算和设计
填料塔设计 2012-11-20 一、填料塔结构 填料塔是以塔内装有大量的填料为相间接触构件的气液传质设备。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。在填料的上方安装填料压板，以限制填料随上升气流的运动。液体从塔顶加入，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（小直径塔一般不设置）分布后，与液体呈逆流接触连续通过填料层空隙，在填料表面气液两相密切接触进行传质。填料塔属于连续接触式的气液传质设备，正常操作状态下，气相为连续相，液相为分散相。 二、填料的类型及性能评价 填料是填料塔的核心构件，它提供了气液两相接触传质的相界面，是决定填料塔性能的主要因素。填料的种类很多，根据装填方式的不同，可分为散装填料和规整填料两大类。散装填料根据结构特点不同，分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料等；规整填料按其几何结构可分为格栅填料、波纹填料、脉冲填料等，目前工业上使用最为广泛的是波纹填料，分为板波纹填料和网波纹填料； 填料的几何特性是评价填料性能的基本参数，主要包括比表面积、空隙率、填料因子等。
填料的材质分为陶瓷、金属和塑料三大类 （a）陶瓷填料陶瓷填料具有很好的耐腐蚀性，可在低温、高温下工作，具有一定的抗冲击性但不宜在高冲击强度下使用，质脆、易碎是陶瓷填料的最大缺点。陶瓷填料价格便宜、具有很好的表面润湿性能，在气体吸收、气体洗涤、液体萃取等过程中应用较为普遍。 （b）金属填料金属填料可用多种材质制成，金属材质的选择主要根据物系的腐蚀性及金属材质耐腐蚀性来综合考虑。 碳钢填料造价低，且具有良好的表面润湿性能，对于无腐蚀性或低腐蚀性物系有限考虑使用； 不锈钢填料耐腐蚀性强，一般能耐Cl-以外常见物系的腐蚀，但其造价较高，且表面润湿性能较差；有时需要对其表面进行处理，才能取得良好的使用效果。 金属填料通过大、气阻小，具有很高的抗冲击性能，能在高温、高压、高冲击强度下使用，应用范围最为广泛。 （c）塑料填料主要包括聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）及聚氯乙烯（PVC），国内一般多采用聚丙烯材质。 塑料填料质轻、价廉，具有良好的韧性，耐冲击、不易碎，耐腐蚀性较好，可长期在100℃以下使用；它的通量大、压降低，多用于吸收、解析、萃取、除尘等装置中；塑料填料的缺点是表面润湿性能差，需对其表面进行处理。 2.填料塔工艺尺寸的计算
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。在进行料塔的计算时，需要考虑多方面的因素，如 预计储存物料的性质、料塔的几何形状、外界荷载等。通过合理的计算和 优化设计，可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，保证工程的安全和可靠性。
填料塔计算和设计
填料塔设计 2021-11-20 一、填料塔构造 填料塔是以塔内装有大量的填料为相间接触构件的气液传质设备。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。在填料的上方安装填料压板，以限制填料随上升气流的运动。液体从塔顶参加，经液体分布器喷淋到填料上，并沿填料外表流下。气体从塔底送入，经气体分布装置〔小直径塔一般不设置〕分布后，与液体呈逆流接触连续通过填料层空隙，在填料外表气液两相亲密接触进展传质。填料塔属于连续接触式的气液传质设备，正常操作状态下，气相为连续相，液相为分散相。 二、填料的类型及性能评价 填料是填料塔的核心构件，它提供了气液两相接触传质的相界面，是决定填料塔性能的主要因素。填料的种类很多，根据装填方式的不同，可分为散装填料和规整填料两大类。散装填料根据构造特点不同，分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料等；规整填料按其几何构造可分为格栅填料、波纹填料、脉冲填料等，目前工业上使用最为广泛的是波纹填料，分为板波纹填料和网波纹填料； 填料的几何特性是评价填料性能的根本参数，主要包括比外表积、空隙率、填料因子等。
1.比外表积：单位体积填料层的填料外表积，其值越大，所提供的气液传质面积越大，性能越优； 2.空隙率：单位体积填料层的空隙体积；空隙率越大，气体通过的才能大且压降低； 3.填料因子：填料的比外表积与空隙率三次方的比值，它表示填料的流体力学性能，其值越小，外表流体阻力越小。 三、填料塔设计根本步骤 1.根据给定的设计条件，合理地选择填料； 2.根据给定的设计任务，计算塔径、填料层高度等工艺尺寸； 3.计算填料层的压降； 4.进展填料塔的构造设计，构造设计包括塔体设计及塔内件设计两局部。 四、填料塔设计 填料应根据别离工艺要求进展选择，对填料的品种、规格和材质进展综合考虑。应尽量选用技术资料齐备，适用性能成熟的新型填料。对性能相近的填料，应根据它的特点进展技术经济评价，使所选用的填料既能满足消费要求，又能使设备的投资和操作费最低。 〔1〕填料种类的选择 填料的传质效率要高：传质效率即别离效率，一般以每个理论级当量填料层高度表示，即HETP值；
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 3 ②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ρ vm = =⨯⨯=301 314.805 .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 μ V =1.78×10 -5 Pa ·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⨯105 kPa 相平衡常数为m=1.25596 .101106.25 =⨯=P E 溶解度系数为H=)/(1013.218 106.22 .997345 kPa 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 2 121min /X m Y Y Y ）V L （ --= 对于纯溶剂吸收过程，进塔液组成为X2=0 2 121min /X m Y Y Y ）V L （ --==（0.153403-0.00767）/（0.1534/1.78）=1.78