【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 同，選擇地方法亦不盡相同。 工業(yè)塔常用的散裝填料主要有 Dn16\Dn25\Dn38\ Dn76 等幾種規(guī)格。同類填料，尺寸越小，分離效率越高，但阻力增加，通量減小，填料費(fèi)用也增加很多。而大尺寸的填料應(yīng)用于小直徑塔中，又會(huì)產(chǎn)生液體分布不良及嚴(yán)重的壁流，使塔的分離效率降低。因此，對(duì)塔徑與填料尺寸的比值要有一規(guī)定。常用填料的塔徑與填料公稱直徑比值 D/d 的推薦值列于。表 22填料種類 D/d 的推薦值拉西環(huán) D/d 20~30?鞍環(huán) D/d 15?鮑爾環(huán) D/d 10~15階梯環(huán) D/d8環(huán)矩鞍 D/d8 綜上所述選用 50mm 聚丙烯鮑爾環(huán)塔填料，其主要性能參數(shù)查表 得：比表面積 a：100 32/m 空隙率 ：?干填料因子 ：130m 1?國(guó)內(nèi)階梯環(huán)特性數(shù)據(jù)見表 。 國(guó)內(nèi)鮑爾環(huán)特性數(shù)據(jù)材質(zhì)外徑d，mm外徑高厚dHδ比表面積at，m 2/m3空隙率ε，m 3/m3個(gè)數(shù)n，個(gè)/m3堆積密度ρ p，kg/m3干填料因子at/ε 3，m 1塑料253850762525383850507676 21315110072483002015800630018308582767328520013092 填料材質(zhì)的選擇 [5]工業(yè)上，填料的材質(zhì)分為陶瓷、金屬和塑料三大類(1)陶瓷填料。陶瓷填料具有良好的耐腐蝕性及耐熱性，一般能耐除氫氟酸以外的常見的各種無(wú)機(jī)酸、有機(jī)酸的腐蝕，對(duì)強(qiáng)堿介質(zhì)，可以選用耐堿配方制造的耐堿陶瓷填料。陶瓷填料因其質(zhì)脆、易碎，不易在高沖擊強(qiáng)度下使用。陶瓷填料價(jià)格便宜，具有很好的表面潤(rùn)濕性，工業(yè)上，主要用于氣體吸收、氣體洗滌、液體萃取等過(guò)程。(2)金屬填料。金屬填料可用多種材質(zhì)制成，金屬材料的選擇主要根據(jù)物系的腐蝕性和金屬材質(zhì)的耐腐蝕性來(lái)綜合考慮。碳鋼填料造價(jià)低，且具有良好的表面濕潤(rùn)性能，對(duì)于無(wú)腐蝕或低腐蝕性物系應(yīng)優(yōu)先考慮使用；不銹鋼填料耐腐蝕性強(qiáng)，一般能耐 以外常見物系的腐蝕，但其造價(jià)較高；鈦材、特種合金cl?鋼等材質(zhì)制成的填料造價(jià)級(jí)高，一般只在某些腐蝕性極強(qiáng)的物系下使用。金屬填料可制成薄壁結(jié)構(gòu)（ ~），與同種類型、同種規(guī)格的陶瓷、塑料填料相比，它的通量大、氣體阻力小，且具有很高的抗沖擊性能，能在高溫、高壓、高沖擊強(qiáng)度下使用，工業(yè)應(yīng)用主要以金屬填料為主。(3)塑料填料。塑料填料的材質(zhì)主要包括聚丙烯、聚乙烯及聚氯乙烯等，國(guó)內(nèi)一般多采用聚丙烯材質(zhì)。塑料填料的耐腐蝕性能較好，可耐一般的無(wú)機(jī)酸、堿和有機(jī)溶劑的腐蝕。其耐溫性良好，可長(zhǎng)期在 100℃以下使用。聚丙烯填料在低溫（低于 0℃）時(shí)具有冷脆性，在低于 0℃的條件下使用要謹(jǐn)慎，可選用耐低溫性能好的聚氯乙烯填料。塑料填料具有輕質(zhì)、廉價(jià)、耐沖擊、不易破碎等優(yōu)點(diǎn)，多用于吸收、解吸、萃取、除塵等裝置中。塑料填料的缺點(diǎn)是表面潤(rùn)濕性能較差，在某些特殊應(yīng)用場(chǎng)合，需要對(duì)其表面進(jìn)行處理，以提高表面潤(rùn)濕性能。所以本次課設(shè)選用聚丙烯填料。 聚丙烯填料在低溫（低于 0 度）時(shí)具有冷脆性，在低于 0 度的條件下使用要慎重，可選耐低溫性能良好的聚氯乙烯填料。綜合以上：選擇塑料鮑爾環(huán)散裝填料 Dn50 基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù) 液相物性數(shù)據(jù)對(duì)低濃度吸收過(guò)程，溶液的物性數(shù)據(jù)可近似取純水的物性數(shù)據(jù)。由手冊(cè)查得 20 ℃水的有關(guān)物性數(shù)據(jù)如下：1. ??2. ??黏 度 ：3. 表面張力為:2794086/zdynckg?4. 3320:???5. 6241lDh??6. 23:./? ? 氣相物性數(shù)據(jù)1. 混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為 (21)?????2. 混合氣體的平均密度由 (22)?R= 3/Kakol??3. 混合氣體黏度可近似取為空氣黏度。查手冊(cè)得 20 時(shí)，空氣的黏度C??????????注： 1 1Pa..s=1kg/?? 氣液相平衡數(shù)據(jù)由手冊(cè)查得，常壓下，20 時(shí)，NH 在水中的亨利系數(shù)為 E=在水中的溶解度: H=,相平衡常數(shù)： (23)? 溶解度系數(shù) : (24398./??? E——亨利系數(shù) H——溶解度系數(shù) Ms——相對(duì)摩爾質(zhì)量 m——相對(duì)平衡常數(shù) 物料衡算1. 進(jìn)塔氣相摩爾比為 (25) ???2. 出他氣相摩爾比為 (26) 21().(.98)???3. 進(jìn)塔惰性氣體流量: (27) 527(1)???因?yàn)樵撐者^(guò)程為低濃度吸收，平衡關(guān)系為直線，最小液氣比按下式計(jì)算。即： (28)12min/YLVX????????因?yàn)槭羌內(nèi)軇┪者^(guò)程，進(jìn)塔液相組成 20X?所以 ????????? 選擇操作液氣比為 （29）min..26LV???????L==因?yàn)?V(Y1Y2)=L(X1X2) X1=V——單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)吸收塔的惰性氣體量，kmol/s。L——單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)吸收塔的溶解劑，kmol/s。Y Y2——分別為進(jìn)塔及出塔氣體中溶質(zhì)組分的摩爾比，koml/koml。X X2——分別為進(jìn)塔及出塔液體中溶質(zhì)組分的摩爾比，koml/koml。第三章 填料塔工藝尺寸的計(jì)算填料塔工藝尺寸的計(jì)算包括塔徑的計(jì)算、填料能高度的計(jì)算及分段 塔徑的計(jì)算1. 空塔氣速的確定——泛點(diǎn)氣速法對(duì)于散裝填料，其泛點(diǎn)率的經(jīng)驗(yàn)值 u/u =~貝恩（Bain）—霍根（Hougen）關(guān)聯(lián)式 [6]，即：=AK （31）2213lgVFLua???????????????1418VLw???????氣體質(zhì)量流量： h/???VW液相質(zhì)量流量可近似按純水的流量計(jì)算，即： gL /填料總比表面積： 31mat?水的黏度 sPL?4.?ρ V,ρ L——?dú)庀唷⒁合嗝芏?，分別為 kg/m3 ；A,K——關(guān)聯(lián)常數(shù)。A、K 取值可由表 A、 K 值散裝填料類型 A K 規(guī)整填料類型 A K塑料鮑爾環(huán) 金屬階梯環(huán) 金屬鮑爾環(huán) 瓷矩鞍 塑料階梯環(huán) 金屬環(huán)矩鞍 所以 A=； K=；即：112 [()1]????????????????? 所以： Uf=其中：——泛點(diǎn)氣速，m/s 。fug ——重力加速度，??填 料 總 比 表 面 積 ，3?填 料 層 空 隙 率μ L——液體粘度，mPas。取泛點(diǎn)率為 u= = （32）????? D——塔徑，m；V——操作條件下混合氣體的體積流量，m 3/s ?！账馑伲窗纯账孛娣e計(jì)算的混合氣體線速度，m/s. u圓整后取 D=（常用的標(biāo)準(zhǔn)塔徑為400、500、600、700、800、1000、1200、1400、1600、2022200） 圓整塔徑后 D=1. 泛點(diǎn)速率校核： m/??? （對(duì)于散裝填料，）~/?Fu則 在允許范圍內(nèi)Fu2. 根據(jù)填料規(guī)格校核：D/d=800/50=168 3. 液體噴淋密度的校核：(1) 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。(2) 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(guò) 75mm 的散裝填料，可取最小潤(rùn)濕速率。???為 （3???????3） （? ????4）經(jīng)過(guò)以上校驗(yàn)，填料塔直徑設(shè)計(jì)為 D=800mm 合理。 填料層高度的計(jì)算及分段 （35*???） （36*2） 傳質(zhì)單元數(shù)的計(jì)算用對(duì)數(shù)平均推動(dòng)力法求傳質(zhì)單元數(shù) （37）12OGMYN??? （3??**121()lnY?8） = == ?? 質(zhì)單元高度的計(jì)算氣相總傳質(zhì)單元高度采用修正的恩田關(guān)聯(lián)式計(jì)算： （3???????????? ??????? ???? ???????????? ?9）液體質(zhì)量通量為 )/( ???氣