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/uf=~贝恩(Bain)—霍根(Hougen)关联式 ,即:

2?uF?a???Vlg??13??g?????L?14

18?wL???V??2?=A-K????? (3-1) ?L????wV???L?1418即:lg[u100?1.1836?0.2?3202.59??1.1836?()1]?0.0942?1.75?????? 9.810.9173?998.2?4734.4998.2????2F2所以:uF/(100/3)()=

UF=3.974574742m/s

其中:

uf——泛点气速,m/s; g ——重力加速度,9.81m/s2 WL=㎏/h WV=7056.6kg/h A=; K=;

取u= uF=2.78220m/s

D?圆整塔径后 D=0.8m 1. 泛点速率校核:u?4Vs???4?6000?0.7631 (3-2)

3.14?2.7820?36006000?3.3174 m/s

0.785?0.82?3600则

u在允许范围内 uF2. 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?Lw?min为0.08m3/m?h。

Umin??Lw?min?t?0.08?100?8m3/m2?h (3-3)

U?wL5358.8957??10.685?8?min (3-4)

?L?0.75?D2998.2?0.785?0.82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

Y1*?mX1?0.04985?0.7532?0.03755 (3-5)

Y2*?mX2?0 (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

N1?Y2OG?Y?Y M**?Y??Y1?Y1??(Y2?Y2)MY* (3-8)

ln1?Y1Y*2?Y2 =

0.06383?0.0006383?0.03755ln0.02627

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:

?0.750.1?0.05t????????U2l??U?1?exp??1.45??c?w???l?????L?t?2?L/?L?V?0.2??t??t?l???Lg??U2??即:αw/αt =0.

液体质量通量为:uL =WL/××=10666.5918kg/(㎡?h) 气体质量通量为: uV =60000×=14045.78025kg/(㎡?h) 气膜吸收系数由下式计算:

kUV0.7G?0.237(?)??1?v/?v?DV?3??t?DV?t?v?RT?? =÷×10-5)÷÷

(100×÷÷293)

(3-7) (3-9) (3-10) =(㎡h kpa)

液膜吸收数据由下式计算:

?UL???L???L?g?KL?0.0095?????? (3-11)

???D??wl??LL??L?=0.566130072m/h 因为??1.45

KG??KG?W?1.1? (3-12)

23?1213=(m3 h kpa)

KL??KL?W?0.4 =×100×× =h 因为:uu =

F所以需要用以下式进行校正:

k'??u?1.4?G?????1?9.5??0.5??kG?? ??uF??? =[1+-] = kmol/(m3 h kpa)

k'??????1?2.6??u?0.5?2.2?l??kL?? ??uF???+ -] =h

KG??111 K'?'G?HKL? =1÷(1÷+1÷÷

= kmol/(m3 h kpa)

HVOG?K?VY??KG?P? =÷÷÷÷ =0.491182 m

Z?HOGNOG =×=4.501360m,得

Z'=×=6.30m

3.2.3 填料层的分段

(3-13)

(3-14)

(3-15)

(3-16)

3-17)

(3-18)

=[1(

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