关于填料吸收塔的计算

1液相物性数据密度：粘度:表面张力: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，20 C时水的有关 物性数据如下：Pl 二 998"二/JRl = O.OLFVp s = 3.6tg/（加 aL = 726Jyn/ cm = 94089&g/z2SO?在水中的扩散系数:Dl = 1.47xl0"5cm2/5 = 5.29xl06m2/z2.气相物性数据混合气体的平均摩尔质量:M如二工 yM/ =005x 6406+0.95x29 = 30.75混合气体的平均密度:Pvm需貽鬻"257念加“,=181x1CT5Pqs = 0.065cg混合气体的粘度可近似取空气的粘度，查手册得20C空气 的粘度为：查手册得SO2在空气中的扩散系数为：Dv = 0.108cm2/5* = 0.039z2/z3气液相平衡数据由手册查得：常压下20C时SO?在水中的亨利系数:E = 3.55xlO3相平衡常数为:税厶 3.55x10135.04P 101.377溶解度系数为:7798&23.55x10s X18.02=0.0156cm ol/(kPa - m )7 (1)进塔气相摩尔比:7鴿皿23 最小液气比 (1)进塔气相摩尔比:7鴿皿2 (1)进塔气相摩尔比:7鴿皿2由图解得若m”聞 XX2 (1)进塔气相摩尔比:7鴿皿2操作液气比| = (l.l2.0)(|)min (2)出塔气相摩尔比:Y = Y (1 一 初=0.05201 - 0.095) = 0.0026 (3)进塔惰性气相流量:V = 52 x 273(1 一 0.05) = 9325kmol /)22.4273 + 25 (4)该过程属低浓度吸收，平衡关系为直线，最小液气比可按 (1)进塔气相摩尔比:7鴿皿2 (1)进塔气相摩尔比:7鴿皿2下式计算，即:6 忘 YJm X? (1)进塔气相摩尔比:7鴿皿2 (1)进塔气相摩尔比:7鴿皿2 (5)对于纯吸收过程，进塔液相组成为：取操作液气比为:1.填料塔塔径的计算填料塔的直径D与操作空塔气速11及气体体积流量Vs 之间存在以下关系：式中：D塔径，m;Vs气体体积流量，m3/s;u 操作空塔气速，m/s(1) 散堆填料泛点气速的计算常用埃克特(Eckert)泛点气速关联图(P78)进行计算，该关 联图是以X为横坐标，以Y为纵坐标进行关联的。其中：X二(匹)(比严% Pl_ 竹次V 0.021 “SPlW厶-液体的质量流速kg/h; %-气体的质量流速，kglh- 。厶-液体的密度，kg/m3;Qv-气体的密度,kg/m3; 0-实验填料因子，加匕 炉-水的密度与液体密度的乙比; 竹-泛点气速,/n/s;A -液体的粘度s).本例中：气相质量流量为:% =2400x1.257= 30168焙/力液相质量流量可近似按纯水的流量计算，即 Eckert通用关联图的横坐标为:竖合 or = 7832177 1.257 0.5 =()921 Wy pL _ 30168&2丿 _ 查图 5-21#：查表得:座蝕色他0.2 =0.021.2塔径的计算及校核塔径的计算:塔径(D)圆整间隔举例<70050 或 100如：600、650、700700<D<1000100如：700、800、900D>1000200如：1000> 1200> 1400圆整后D=1200mm单位：mm(1)泛点率校核2400/3600 a /=0.59m/s0.785 xl.220 59伺X10E57.45%(在允许范围内填料种类 拉西环 鞍环 鲍尔环 阶梯环 环矩鞍（2）填料规格校核硃315D/d的推荐值220 30>15210 15>8>8(3) 液体喷淋密度校核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，其计算式为：式中：U液体喷淋密度，m3/(m2h);Lh液体喷淋量，m3/h;D填料塔直径，m为使填料能获得良好的润湿，塔内液体喷淋量应不低于某一极限值，此极限值称为最小喷淋密度，以umin表示"min - (W)minQf式中：Umin最小喷淋密度，m3/(m2-h);(Lw)min最小润湿密度，m3/h；at填料的总比面积，m2/m3散装填料最小喷淋密度计算公式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。其值可由经验公式计算,也可采用一些经验值。填料,可取最小润湿速率（眄壘为008m3/荷価）；对 于直徒罐珂Bhm的散装填料，可薄贏）血Jfr对于规整填料，其最小喷淋密度可从有关填料手册中查得，设计中，通常mumin=o.22.填料层高度的计算采用传质单元数法计算，其基本公式为:Z = HogNog-气相总传质单元高度加Ng -气相总传质单元数无因次Yi=YYi*，为塔底气相传质推动力,Y#为与&相平衡的气相摩尔比,21气相总传质单元数的计算计算气相总传质单元数有三种方法： (1)对数平均推动力法此方法适用于平衡线为直线时的情况，其解析式为:Yi*= mX丫2*为与X?相平衡的气相摩尔比,v2*= mX2AY2=Y2-Y2*,为塔顶气相传质推动力,(2)脱吸因素法此方法适用于平衡线为直线时的情况，其解析式为:式中S = 为脱吸因数。 为方便计算，以s为参数, 为横坐标，为纵坐标，在 半对数坐标上标绘上式的 函数关系，得到右图所示 的曲线。此图可方便地查 出值。E0z0 5 0 55 4 4 32520155 102100 25 1000 25 10000oL1YxmXz(3)图解法此方法适用于平衡线为曲线时的情况。此例采用“脱吸因素法”求解占11 (I)111-0.7521" 552)00526匚0. +00752 =7.0260.00263-012.1气相总传质单元高度的计算V _ VKYaCl KGaPCl其中:a -1 / kGa +1 / HkLa式中：H -溶解度系数kmol/(m3 -kPa);O-塔截面积莎处=0.237（企严（严（譬） 叭pvDvRT紇=0.095（亘严（上J）"（竺严 awLPlQlPlkGci = kGciwy/k jjd k2 2 其中:勺L = 1 exp1.45（乞）at&L 乩 P0lW P03t修正的恩田公式只适用于u<0.5uf的情况，当u>0.5uf时， 需按P144的公式进行校正本例题计算过程略，计算的填料层高度为z二6m对于散装填料，一般推荐的分段高度为：填料类型h/DI1max拉西环2.5<4m鞍环58<6m鲍尔环510<6m阶梯环815<6m环矩鞍815<6m六、填料层压降计算散装填料的压降值可由埃克特通用关联图计算。 先根据气液负荷及有关数据，求出横坐标值，再 根据操作孔塔气速U及有关物性数据，求出纵坐标 值。通过作图得出交点，读出交点的等压线数值, 即得到每米填料层压降值。七、塔内辅助装置的选择和计算 1液体分布器 2填料塔附属高度 3填料支承板 4填料压紧装置 5液体进、出口管 6液体除雾器 7筒体和封头 8手孔 9法兰-10液体再分布装置2填料塔附属高度23编号108754423544气体出口装置 液体进口装置 液体分布装置 填料压紧装置 填料 塔体液体再分布器 填料支承板 液体出口装置 气体进口名称