关于填料吸收塔的计算

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，20℃时水的有关物性数据如下：⑴密度：⑵粘度：⑶表面张力：⑷SO2在水中的扩散系数：3/2.998mkgL)/(6.301.0hmkgsPaL2/940896/6.72hkgcmdynLhmscmDL/1029.5/1047.126252.气相物性数据⑴混合气体的平均摩尔质量：⑵混合气体的平均密度：⑶混合气体的粘度可近似取空气的粘度，查手册得20℃空气的粘度为：⑷查手册得SO2在空气中的扩散系数为：75.302995.006.6405.0iiVmMyM3/257.1298314.875.303.101mkgRTPMVmVm)/(065.01081.15hmkgsPavhmscmDV/039.0/108.0223.气液相平衡数据⑴由手册查得：常压下20℃时SO2在水中的亨利系数：⑵相平衡常数为：⑶溶解度系数为：kPaE31055.304.353.1011055.33PEm)/(0156.002.181055.32.98833mkPakmolEMHsL3.最小液气比由图解得若则或所以操作液气比2*121min)(XXYYVLmXY*2121min)(XmYYYVLmin))(0.2~1.1(VLVL2121min')(XXYYVL⑴进塔气相摩尔比：⑵出塔气相摩尔比：⑶进塔惰性气相流量：⑷该过程属低浓度吸收，平衡关系为直线，最小液气比可按下式计算，即：⑸对于纯吸收过程，进塔液相组成为:0526.005.0105.01111yyY00263.0)095.01(0526.0)1(11YYhkmolV/25.93)05.01(252732734.2224002121min/)(XmYYYVL02X29.33004.35/00526.000263.00526.0)(minVL⑹取操作液气比为：min)(4.1VLVL61.4629.334.1VLhkmolL/38.434625.9361.46)()(2121XXLYYV0011.038.4346)00263.00526.0(25.931X1.填料塔塔径的计算填料塔的直径D与操作空塔气速u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/suVDs4（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：05.0))((LVVLWWX02.02LVfgY).(;/,;;;/;/;/;/,133smPasmmmkgmkghkgWhkgWfLVL液体的粘度泛点气速之比水的密度与液体密度的实验填料因子，气体的密度，液体的密度，气体的质量流速，液体的质量流速V式中：本例中：气相质量流量为：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：查图5-21得：查表5-11得：取hkgwV/8.3016257.12400smuuF/719.0027.17.07.0921.0)2.998257.1(8.301677.78321)(5.05.0LVVLWW023.02.02LLVFFg1170mF1.2塔径的计算及校核mVsD087.1719.014.33600/240044塔径的计算：塔径的圆整：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单位：mm圆整后D=1200mm（1）泛点率校核sm/59.02.1785.03600/24002)%(45.57%100027.159.0在允许范围内Fuu（2）填料规格校核858.31381200dD填料种类D/d的推荐值拉西环≥20~30鞍环≥15鲍尔环≥10~15阶梯环＞8环矩鞍＞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：2785.0DLUh式中：U——液体喷淋密度，m3/(m2·h);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tWaLUminmin)(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。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);对于直径大于75mm的散装填料，可取(LW)min为0.12m3/(m·h)。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，通常取Umin=0.22.填料层高度的计算采用传质单元数法计算，其基本公式为：无因次气相总传质单元数气相总传质单元高度,,OGOGOGOGNmHNHZ2.1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：⑴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：212121lnYYYYYYYYNmmOG△Y1=Y1-Y1*，为塔底气相传质推动力，Y1*为与X1相平衡的气相摩尔比，Y1*=mX1△Y2=Y2-Y2*，为塔顶气相传质推动力，Y2*为与X2相平衡的气相摩尔比，Y2*=mX2（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：SYYYYSSNOG**)1(ln112211式中为脱吸因数。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。LmVS（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0385.00011.004.35*11mXY0*22mXY0*22mXY752.038.434625.9304.35LmVS026.70752.0000263.000526.0)752.01(ln752.011**)1(ln112221SYYYYSSNOG脱吸因素为：气相总传质单元数为：2.1气相总传质单元高度的计算23,);/(,:/1/11:mkPamkmolHaHkakaKaPKVaKVHLGGGY塔截面积溶解度系数式中其中OG普遍采用修正的恩田（Onde）公式求取})()()()(45.1exp{1:)()()(095.0)()()(237.02.0205.021.075.04.01.13/12/13/23/17.0tLLLtLLtLLtLLctWWLLWGGLLLLLLWLVVVVtVGaUaaUaUaaakakakakgDkaUkRTatDVDaUk其中L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=6m.对于散装填料，一般推荐的分段高度为：填料类型h/Dhmax拉西环2.5≤4m鞍环5~8≤6m鲍尔环5~10≤6m阶梯环8~15≤6m环矩鞍8~15≤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填料塔附属高度匡国柱:第六章吸收过程工艺设计第三节填料塔的工艺设计三、填料塔高度的计算（p215）10气体出口装置9液体进口装置8液体分布装置7填料压紧装置6填料5塔体4液体再分布器3填料支承板2液体出口装置1气体进口编号名称