【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 /(1Y=Y 222 ? 進(jìn)塔惰性氣體的流量： ? ? hk m o lqvn / 670120273 9 00, ???? 由設(shè)計(jì)任務(wù)知該吸收過程屬于低濃 度吸收，平衡關(guān)系為直線，最小液氣比可按下式計(jì)算，即： 2121min, )( XmY YYqqVnLn ? 對(duì)于純?nèi)軇┪者^程，進(jìn)塔液相組成為： 02=X 代入數(shù)值，得： .0 0200 )( m i n, ??VnLnqq 取實(shí)際液氣比為最小液氣比的 倍，即 ； 有 7 .7 04≈, ??VnLnqq 得： qn,L =*= kmol/h 由 ? ? ? ?, XXqYYq Lnvn ? ，求得吸收液出塔濃度為： .0 01 4 70≈ 8 32 6 ).0 0200 0 (* ??X V , Y 2 L , X 2 V , Y 1 L , X 1 圖 2 1 2 物料衡算示意圖 河南城建 學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 第 8 頁(yè) 填料塔的工藝尺寸的計(jì)算 （ 1） 空塔氣速的確定 通常由泛點(diǎn)氣速來確定空塔操作氣速。泛點(diǎn)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(diǎn)氣速，操作空塔氣速與泛點(diǎn)氣速之比稱為泛點(diǎn)率。 填料的泛點(diǎn)氣速可由 Eckert 通用關(guān)聯(lián)圖查得， 氣相質(zhì)量流量為： hkgq vmvvm / 2 8 6 9 0 0ρq ???? 液相質(zhì)量流量 可近似按純水的流量計(jì)算，即： hkgq Lm /, ??? Eckert 通用關(guān)聯(lián)圖的橫坐標(biāo)為： .61 50≈) ( 8 60 0 24 9)ρρ(q ?LVVmLmq 查表得： ρρφ 2 ?LLVFF gu 1170φ mF ? smguLVFLF . 3 01≈ ??? ???? 取 smuu F .7 80≈ ??? 由 muVD S . 1 22≈ 3600/99004π4 ???? 圓整塔徑，取 mD ? 泛點(diǎn)率校核：由于泛點(diǎn)附近流體力學(xué)性能的不穩(wěn)定性，一般較難穩(wěn)定操作，故一般要求泛點(diǎn)率在 50%80%之間，而對(duì)于易起泡的物系可低于 40%； smu .7 80≈ 3 60 0/9 90 0 2?? %60% ???Fuu （在允許范圍內(nèi)） 填料規(guī)格校核 ???dD （在允許范圍內(nèi) ） 河南城建 學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 第 9 頁(yè) 以上式中： Fu — 泛點(diǎn)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 填料因子， 1/ m； （ 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(shí)間、單位塔截面上液體的噴淋量，其計(jì)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(rùn)濕，塔內(nèi)液體噴淋量應(yīng)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(duì)于散裝填料，其最小噴淋密度通常采用下式計(jì)算： minU ? ? tw aL min? 式中： minU — 最小噴淋密度， ? ?hmm ?23； ? ?minwL — 最小潤(rùn)濕速率， ? ???hmm3 ； ta — 填料的總比表面積，32mm。 最小 潤(rùn)濕速率是指在塔的截面上，單位長(zhǎng)度的填料周邊的最小液體體積流量。對(duì)于直徑不超過 75mm 的散裝填料，可取最小潤(rùn)濕速率 : ? ?minwL = ? ?hmm ?3 河南城建 學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 第 10 頁(yè) 本次設(shè)計(jì)選用 38ND 聚丙烯階梯環(huán)填料，其 ta =32mm，代入數(shù)值，得最小噴淋密度為： minU ? ? tw aL min? = = ? ?hmm ?23 最小噴淋密度的校核： 求得液體噴淋密度為： DLU h== m i n2 024 9 U??? 所以液體噴淋密度符合要求，即填料塔直徑 mmD 2 1 0 0? 合理。 3． 3． 2 傳質(zhì)單元高度計(jì)算 干填料比表面積為 ，實(shí)際操作中潤(rùn)濕的填料比表面積為 wa ，由于只有在潤(rùn)濕的填料表面才可能發(fā)生氣、液傳質(zhì)，故 值具有實(shí)際意義。下面介紹計(jì)算的恩田（ ONDA）公式，該公式為 ： ?????????? ????????????????????????????????? 2σρρμσ x p1tLLLLtLLtLLCtw aUgaUa Uaa 式中： wa — 單位體積填料層的潤(rùn)濕面積，32mm； ta — 填料的總比表面積， 32mm ； Lσ — 液體表面張力， mN ； — 填料上液體鋪展開的最大表面張力， mN ； LU — 液體通過空塔截面的質(zhì)量流速， ? ?smKg ?2； ， — 液體的粘度， sPa? ； Lρ — 液體的密度， 3mKg ； g— 重力加速度， 2sm。 查表得： 242 76 8033σ hKgcmdyC == 流體質(zhì)量流量 ? ?hmkgUL ???? 22 / 3 60 3 02 4 9 tawacσLμ河南城建 學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 第 11 頁(yè) 代入數(shù)值，得： ≈twaa 氣膜吸收系數(shù)由下式計(jì)算： ??????????????????????? RTDaDaUk VtVvvvtVG 3/ ρ 式中： ta — 填料的總比表面積，32mm； VU — 氣體通過空塔截面的質(zhì)量流速， ? ?smKg ?2。 — 氣體的粘度， sPa? ； Vρ — 氣體的密度， 3mKg ； g— 重力加速度， 2sm。 氣體質(zhì)量通量為： )( 22 hmkgU V ????? 代入數(shù)值： ?????? ???????? ??????? ?? 3/Gk = kmol/() 液膜傳質(zhì)系數(shù)由下式計(jì)算： 3/ρμρ μμ00 9 ????????????????????????? LLLL LLW LL gDa Uk 式中： Lρ — 液體的密度，3mKg； LU — 液體的質(zhì)量流速 kg ms Lμ — 液相的黏度， spa? ； g— 重力加速度， 2sm； LU — 液體通過空塔截面的質(zhì)量流速， ? ?smKg ?2 ； wa — 單位體積填料層的潤(rùn)濕面積， 32mm ； Vμ河南城建 學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 第 12 頁(yè) LD — 溶質(zhì)在液相中的擴(kuò)散系數(shù)， sm2 。 代入數(shù)值得： 3/ ?????? ???????? ???????? ????Lk =由 aka