【文章內(nèi)容簡介】 )( 21 21m i n ???? XYYVL 取實際液氣比為最小液氣比的 ，即 )(VLmin)( VL?； V , Y 2 L , X 2 V , Y 1 L , X 1 圖 2 1 2 物料衡算示意圖 環(huán)境 101 班 課程設(shè)計 第 10 頁 有 92 ≈78 ??VL 進塔惰性氣體的流量 ： V= hk mo l /7 5 % 0 2 ?? 進塔吸收劑的流量： hk mo lL /2 5 8 6 3 69 2 7 5 ??? 由 ? ? ? ?2121 XXLYYV ? ， 求 得吸收液出塔濃度為： ? ? ≈ )( 2211 ?????? XL YYVX 第二節(jié) 氣液相進出口組成 組 成 入口 出口 質(zhì)量流量 （ kg/h） 質(zhì)量 百分比(Wt%) 摩爾 流量 (kmol/h) 摩爾 百分比 (mol%) 質(zhì)量流量 （ kg/h） 質(zhì)量 百分比 (Wt%) 摩爾 流量 (kmol/h) 摩爾 百分比 (mol%) 空氣 5 1 SO2 5 H2O ∑ 5 100% 102 100% 0 100% 100% 組 成 入口 出口 質(zhì)量流量 （ kg/h） 質(zhì)量 百分比(Wt%) 摩爾 流量 (kmol/h) 摩爾 百分比 (mol%) 質(zhì)量流量 （ kg/h） 質(zhì)量 百分比 (Wt%) 摩爾 流量 (kmol/h) 摩爾 百分比 (mol%) SO2 H2O 8 100% 100% 23 2 7 7 ∑ 8 100% 100% 13 100% 94 100% 第三節(jié) 填料的選擇 環(huán)境 101 班 課程設(shè)計 第 11 頁 （ 1）填料的性能 填料性能與填料幾何形狀緊密相關(guān)，表征填料特性的數(shù)據(jù)主要有： 比表面積 a：單位體積填料層所具有的表面積（ m2/m3）。大的 a 和良好的潤 濕性能有利于傳質(zhì)速率的提高。對同種填料，填料尺寸越小， a 越大，但氣體流動的阻力也要增加。 空隙率 ?：單位體積填料所具有的空隙體積（ m3/m3）。代表的是氣液兩相流動的通道， ? 大，氣液通過的能力大， ? = 。 堆積密度 ?p ：單位體積填料的質(zhì)量（ kg/m3）。填料的壁要盡量減薄，以降低成本又可增加空隙率。 其他：機械強度大，化學穩(wěn)定性好以及價格低廉 。 填料選擇的要求： 比表面積大、空隙率大、潤濕性能好、單位體積填料的重量輕、造價低、機械強度高 （ 2） 填料的種類 按結(jié)構(gòu) 實體填料：環(huán)形、鞍形、柵板、波紋板 網(wǎng)體填料：鞍形網(wǎng)、網(wǎng)、波紋網(wǎng) 按裝填方法 亂堆填料 規(guī)整 填料 1） 拉西環(huán)填料 優(yōu)點：易于制造，價格低廉，且對它的研究較為充分，所以在過去較長的時間內(nèi)得到了廣泛的應用。 缺點：由于高徑比大，堆積時填料間易形成線接觸，因此液體在填料層流動時，常存在嚴重的溝流和壁流現(xiàn)象。且拉西環(huán)填料的內(nèi)表面潤濕率較低，因而傳質(zhì)速率也不高。 2） 鮑爾環(huán)填料 環(huán)境 101 班 課程設(shè)計 第 12 頁 在拉西環(huán)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的鮑爾環(huán)是在的側(cè)壁上開一層或兩層長方形小孔，小孔的母材并不脫離側(cè)壁而是形成向內(nèi)彎的 葉片。 同尺寸的鮑爾環(huán)與拉西環(huán)雖有相同的比表面積和空隙率，但鮑爾環(huán)在其側(cè)壁上的小孔可供氣液流通，使環(huán)內(nèi)壁面充分利用。 比之拉西環(huán)，鮑爾環(huán)不僅具有較大的生產(chǎn)能力和較低的壓降，且分離效率較高，溝流現(xiàn)象也大大降低。 3）階梯填料 階梯環(huán)填料是對鮑爾環(huán)的改進，與鮑爾環(huán)相比，階梯環(huán)高度減少了一半并在一端增加了一個錐形翻邊。由于高徑比減少，使得氣體繞填料外壁的平均路徑大為縮短，減少了氣體通過填料層的阻力。錐形翻邊不僅增加了填料的機械強度，而且使填料之間由線接觸為主變成以點接觸為主，這樣不但增加了填料間的空隙，同時成為 液體沿填料表面流動的匯集分散點，可以促進液膜的表面更新，有利于傳質(zhì)效率的提高。階梯環(huán)的綜合性能優(yōu)于鮑爾環(huán)，成為目前所使用的環(huán)形填料中最為優(yōu)良的一種。 4）孤鞍填料 弧鞍填料屬鞍形填料的一種，其形狀如同馬鞍，一般采用瓷質(zhì)材料制成?；“疤盍系奶攸c是表面全部敞開，不分內(nèi)外，液體在表面兩側(cè)均勻流動，表面利用率高，流道呈弧形，流動阻力小。其缺點是易發(fā)生套疊，致使一部分填料表面被重合，使傳質(zhì)效率降低?；“疤盍蠌姸容^差，容破碎，工業(yè)生產(chǎn)中應用不多。 由于階梯環(huán)填料不僅具有表達的比表面積，空隙率較大，而且潤濕性能良好 ，液膜表面不斷更新 ，傳質(zhì)效率高，同時我們本次課程設(shè)計用水吸收 SO2，在吸收過程中產(chǎn)生酸，為防止腐蝕，所以選擇聚丙烯 拉西環(huán)作為填料。 第四節(jié) 塔徑和壓強的計算 環(huán)境 101 班 課程設(shè)計 第 13 頁 （ 1） 空塔氣速的確定 通常由泛點氣速來確定空塔操作氣速。泛點氣速是填料塔操作氣速的上限，填料塔的操作氣速必須小于泛點氣速，操作空塔氣速與泛點氣速之比稱為泛點率。 Eckert 通用關(guān)聯(lián)圖的橫坐標為 ： ≈) (1257 )ρρ(ωω ?LVVL 查上表可得縱坐標： ρρφ 2 ?LLVFF gu 實驗所用聚丙烯 拉西環(huán)的填料因子 1170 ?? mF? smguLVFLF . 1 1 7 81≈ ??? ???? 取 smuu F . 7 8 2 50≈ ??? hmV S / 3?? 由 muVD S 5≈ ????? 圓整塔徑： D= 環(huán)境 101 班 課程設(shè)計 第 14 頁 泛點率校核：由于泛點附近流體力學性能的不穩(wěn)定性，一般較難穩(wěn)定操作，故一般要求泛點率在 50%80%之間，而對于易起泡的物系可低于 40%； smu ≈ 3600/ 2?? %%100117 ???Fuu （在允許范圍內(nèi)） 以上式中： Fu — 泛點氣速， sm ； u 空塔氣速 sm ； L? — 液體密度， 3mkg ； G? — 氣體密度， 3mkg ； Gω ， Lω — 氣液相質(zhì)量流量， hkg ； g— 重力加速度， 2sm； Lμ — 液體黏度， smp/ ； φ 水密度與液體密度之比； （ 2） 液體噴淋密度的求法： 填料塔的液體噴淋密度是指單位時間、單位塔截面上液體的噴 淋量，其計算式為： DLU h? 式中： U — 液體噴淋密度， ? ?hmm ?23； hL — 液體噴淋量， hm3 ； D — 填料塔直徑， m 。 為使填料能獲得良好的潤濕，塔內(nèi)液體噴淋量應不低于 某一極限值，此極限值稱為最小噴淋密度，以 minU 表示。 對于散裝填料，其最小噴淋密度通常采用下式計算：