喷淋塔设计标准参考

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喷淋塔设计标准参考

塔型选择原则:

要选择合适的喷淋塔型必须通过调查研究,充分了解使用条件,选择有较好特性的合理塔型。一般说来,同时满足生产任务要求的喷淋塔塔型有多种选择,但应从经济观点,生产经验和具体条件等方面综合考虑。现将选择时一些考虑因素列举如下。

1.与物性有关方面的因素

(1)物流系统易起跑沫,宜用填料塔。因为在板式塔中易造成严重的雾沫夹带,甚至泛塔,影响分离效率。

(2)有悬浮固体和残渣的物料,或易结垢的物料,宜用板式塔中大孔径筛板塔、十字架型浮阀和泡罩塔等。填料塔将会产生阻塞,有很难清理。

(3)高粘性物料宜用填料塔。在板式塔中鼓泡传质效果太差。

(4)具有腐蚀性的介质宜选用填料塔,因它宜用耐腐蚀材料制作,也可选用板式塔中结构简单的无溢流筛板塔。

(5)对于处理过程中有热量放出或须加入热量的系统,宜采用板式塔。当然也可将填料分塔或分段设置,塔(段)间设置冷却器,但结构较复杂。

2.与操作条件有关的因素

(1)传质速率有气相控制,宜采用填料塔,因在填料塔中气相在湍动,液相分散为膜状流动。如传质速率由液相控制,宜用板式塔,因为在板式塔中液相在湍动,气相分散为气泡。

(2)当处理系统的液气比L/V小时,宜用板式塔。

(3)操作弹性要求较大时,宜采用浮阀塔、泡罩塔等。填料塔和无溢流筛板塔的弹性较小。

(4)对伴有化学反应(特别是当此反应并不太迅速时)的吸收过程,采用板式塔较有利,因液体在板式塔中的停留时间长,反应比较容易控制,有利于吸收过程。

(5)气相处理量大的系统宜采用板式塔,小则填料塔适宜。因大塔板式塔价廉,小塔则填料塔便宜,一般塔径小于φ 800 mm宜采用填料塔。

以下为喷淋塔设计时的一些要点考虑,主要包括

1 空塔流速

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空心喷淋除尘器的气流速度越小对吸收效率越有利,一般为1.0~1.5m/s。

2填料层厚度

错流模拟式填料洗涤除尘器中,通过两层筛网所夹持的填料层厚度一般小于0.6m,最大1.8m。

喷淋段:自喷淋层(最上一层喷嘴)至进气管上口,气液在此段进行接触传质,是塔的主要区段。氟化氢为亲水性气体,传质在瞬间即能完成。但在实际操作中,由于喷淋液雾化状况、气体在本体截面分布情况等条件的影响,此段的长度仍是一个主要因素。以为在此段,塔的截面布满液滴,自由面大大缩小,从而气流实际速度增大很多倍,因此不能按空塔速度计算接触时间。

脱水(除雾)段:喷嘴以上部分为脱水段,作用是使大液滴依靠自重降落,其中装有除雾器,以除掉小液滴,使气液较好的分离。塔的高度尚无统一的计算方法,一般参考直径选取,高与直径比(H/D)在4~7范围以内,而喷淋段占总高的1/2以上。

湍流塔气体净化器,填料层可浮动。塔内装有聚乙烯、聚丙烯、发泡聚苯乙烯或多空橡胶制成的轻质空心(或实心)小球作为填料,小球的密度应小于洗涤液体的密度。在一定的气流速度作用下,塔内小球不断地进行湍流运动,粉尘粒子在湍流运动的泡沫层中,被气体射流补尘体所捕获。

湍流塔净化器用于除尘时,空塔气流极限速度取5~6m/s,液气比为0.5~0.7L/m3;

D选用填料小球的直径应满足dB≦10 式中,D为湍球塔直径,m;dB为小球的直径,m。

根据实验得出,用直径20~40mm,密度为200~300kg/m3的填料小球净化含尘气体,其效率最佳。

填料小球静止床层高度Hst大约为球形填料直径的5~8倍,最大的静止床层高度Hst(max)应遵从Hst/D≦1的关系式。湍流塔为多层时,上一层支撑筛板到下一层支撑筛板间的距离为1~1.5 m,限位栅板与支撑板间的距离为0.8~0.9m。

3喷嘴数量

喷嘴的功能是将洗涤液喷洒为细小液滴。构造合理的喷嘴能使洗涤液充分雾化,增大气液接触面积。反之,所有庞大的塔体而洗涤液喷洒不佳,气液接触面积仍然很小,影响设备的净化效率。理想的喷嘴如下:

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1. 喷出液滴细小,液滴大小取决于喷嘴结构和洗涤液压力。

2. 喷出液体锥角大 锥角大则覆盖面积大,在出喷嘴不远处便布满整个塔截面。喷嘴中装有漩涡器,使液体不仅向前进方向运动,而且产生旋转运动,这样有助于将喷出液洒开,也有利于将喷出液分散为细雾。

3. 所需的给液压力小 给液压力小,则动力消耗低。 4. 喷洒能力大 喷洒能力理论计算公式为 q=μF2gp γ液式中,q为喷嘴喷洒能力,m2/s;μ为流量系数,0.2~0.3;F为喷出口截面积,m2;p为喷出口液体压力,Pa;γ液为液体密度,kg/m3;g为重力加速度。 在实际工程中,多采用经验公式,其形式 如下: q=kpn

式中,k为与进出口直径有关的系数;n为压力系数,与进口压力有关,一般在0.4~0.5之间。

所需喷嘴数量,根据单位时间内所需喷淋液液量决定,计算公式如下: n=G 式中,n为所需喷嘴个数,G为所需喷淋液量,m2/h;q为单个喷嘴的喷淋qφ能力,m2/h,φ为调整系数,根据喷嘴是否容易堵塞而定,可取0.8~0.9。 喷嘴应在断面上均匀配置,以保证断面上各点的喷淋密度相同,而无空洞或疏密不均现象。

喷嘴大小:

1/4 3/8 32分 分 1/2 3/4 64分 分 DN15 DN20 喷嘴型号 直径大小 1寸 DN25 1-1/4寸 1-1/2寸 DN32 DN40 2寸 DN50 3寸 DN80 4寸 DN100 DN10

一般根据管径截面积大小来布置喷嘴数量,单个喷嘴的截面积乘以喷嘴个数小于水管截面积的2/3即可。

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