填料塔的工藝計(jì)算及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-08-23 09:30 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 黏度為：273K，：第2節(jié) 物料衡算氣液相平衡數(shù)據(jù)，20℃，NH3在水中的溶解度系數(shù)為：H=,亨利系數(shù)為：E=。相平衡常數(shù)：kmol/m3物料衡算： 吸收塔液相進(jìn)口的組成應(yīng)低于其平衡濃度，該系統(tǒng)的相平衡關(guān)系可以用直線表示為: y=mx y=于是可得吸收塔進(jìn)口液相的平衡濃度為： 吸收及入口濃度應(yīng)低于。其值的確定應(yīng)同時(shí)考慮吸收和解吸操作，兼顧兩者，經(jīng)優(yōu)化計(jì)算后方能確定，這里可取x2*=該吸收過程屬于低濃度吸收，平衡關(guān)系可用直線表示，最小液氣比可按下式計(jì)算： 對于純?nèi)芤何者^程，進(jìn)塔液相組成，X2=0 ，則可以得到吸收劑用量： 進(jìn)塔惰性氣體氣相流量為： 根據(jù)全塔物料衡算式： V——單位時(shí)間內(nèi)通過吸收塔的惰性氣體量，kmol/s。 L——單位時(shí)間內(nèi)通過吸收塔的溶解劑，kmol/s。 YY2——分別為進(jìn)塔及出塔氣體中溶質(zhì)組分的摩爾比，koml/koml。 XX2——分別為進(jìn)塔及出塔液體中溶質(zhì)組分的摩爾比，koml/koml。 第三節(jié) 塔徑的計(jì)算 塔徑的計(jì)算填料塔塔徑的計(jì)算方法有許多種，所得的結(jié)果也不盡相同，因此，我們在計(jì)算時(shí)，對計(jì)算方法的誤差應(yīng)該有足夠的分析，留有適量的余量，不然會導(dǎo)致設(shè)計(jì)的失敗，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。目前計(jì)算塔徑較為常用的是計(jì)算填料塔的液泛點(diǎn)氣體速度，并取其某一倍數(shù)作為塔的操作氣速，然后根據(jù)公式計(jì)算塔徑。泛點(diǎn)氣速的計(jì)算方法有很多種，目前較為流行的是利用埃克特泛點(diǎn)氣速關(guān)聯(lián)圖或者采用BainHougen的泛點(diǎn)氣速關(guān)聯(lián)式。運(yùn)用這兩種方法計(jì)算所得的泛點(diǎn)速度偏差一般在10%20%的范圍內(nèi)，一般都可以達(dá)到工藝流程要求。本設(shè)計(jì)采用BainHougen的泛點(diǎn)氣速關(guān)聯(lián)式 由前面可知：填料塔的比表面積： a=90 (m2/m3)填料塔的空隙率： 液體的黏度： μL= mPas 塑料階梯環(huán)： A= K= 液相的質(zhì)量流量： WL=18=氣象的質(zhì)量流量： WV=14500= μF——泛點(diǎn)氣速，m/s； g——重力加速度，9．81m/s2 at——填料總比表面積，m2／m3 ε——填料層空隙率，m3／m3； ρV,ρL——?dú)庀?、液相密度，k/m3； μL——液體粘度，mPas。A,K——關(guān)聯(lián)常數(shù)。 不同填料的A,K值散裝填料類型AK規(guī)整填料類型AK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 因?yàn)?u=()μF,，即 圓整后取 D= D——塔徑，m；V——操作條件下混合氣體的體積流量，m3/s ?！账馑?，即按空塔截面積計(jì)算的混合氣體線速度，m/s. 圓整后取 D=（常用的標(biāo)準(zhǔn)塔徑為400、500、600、700、800、1000、1200、1400、1600、2000、2200） 泛點(diǎn)率校核 ，所以符合要求。 液體噴淋密度的校核去最小噴淋密度為（LW)min= m3/() a=90（m2/m3) Umin=a（LW)min =90=（m2/m3h) UUmin 所以能夠滿足最小噴淋密度要求第四、填料規(guī)格校核 根據(jù)此次涉及要求，我們應(yīng)該選擇環(huán)形填料中的塑料階梯環(huán)，根據(jù)塔徑D=，再根據(jù)填料和塔徑的相對應(yīng)關(guān)系以及實(shí)際的操作要求，塑料階梯環(huán)的尺寸選取50mm，以下是其的規(guī)格：填料的公稱直徑：76mm 填料的比表面積：a=90 m2/m3調(diào)料的孔隙率ε： 90m3／m3 填料因子：所以D/d=1200/76=8 符合要求 第四節(jié) 填料層高度計(jì)算 傳質(zhì)單元高度計(jì)算 對于吸收塔來說，傳質(zhì)速率的計(jì)算算得上是個(gè)較為復(fù)雜的過程，到目前為止，還沒有更簡便的過程?，F(xiàn)行的關(guān)于填料塔的傳質(zhì)速率的計(jì)算，通用的關(guān)聯(lián)式有很多，并且計(jì)算結(jié)果相差還很大，所以說，不能成為本次計(jì)算的依據(jù)。此次設(shè)計(jì)，關(guān)于傳質(zhì)速率的計(jì)算方法主要來恩田模型修正計(jì)算得出來的，出自于天津大學(xué)麥本熙和李錫源教授。 關(guān)于恩田模型，它是許多填料層的傳質(zhì)系數(shù)的數(shù)學(xué)關(guān)聯(lián)式中被認(rèn)可程度最高的關(guān)聯(lián)式。但是，這種模式建立的時(shí)候多采用拉西環(huán)，并且它比較適合50%的液泛氣速。而對于開孔填料以及超過50%液泛氣速時(shí)的情況來說，一半計(jì)算的傳質(zhì)系數(shù)相對來說后低一些。所以，才采用修正后恩田模型，通過修正公式來對塑料階梯環(huán)的傳質(zhì)速率進(jìn)行計(jì)算與修正。273k，氨氣在空氣當(dāng)中的擴(kuò)散系數(shù)是：則293，在空氣中的擴(kuò)散系數(shù)為則293，在水中的擴(kuò)散系數(shù)為脫吸因數(shù)為氣相的總傳質(zhì)單元數(shù)為： 氣相的總傳質(zhì)單元高度采用的是修正的恩因關(guān)聯(lián)式計(jì)算得來： 不同材質(zhì)的бc值見表材質(zhì)鋼陶瓷聚乙烯聚氯乙烯碳玻璃涂石蠟的表面表面張力，N/m10375623340567320液體的質(zhì)量通量：氣體的質(zhì)量通量：氣膜的吸收系數(shù)： 液膜的吸收系數(shù)： 各類填料的形狀系數(shù)填料類型球棒拉西環(huán)弧鞍開孔環(huán)Ψ值1查表得：則所以以下的公式是修正計(jì)算公式： 由： 填料層高度計(jì)算由 所以取填料層高度為11m 填料層的分段高度 填料種類填料高度/塔徑最大高度/m填料種類填料高度/塔徑最大高度/m拉西環(huán)≦6鮑爾環(huán)510≦6矩鞍環(huán)58≦6階梯環(huán)815≦6在范圍內(nèi)，所以填料層高度為11m，分兩段 第五節(jié) 填料層壓降的計(jì)算填料層的壓降：氣體通過填料層的壓降計(jì)算采用的是Eckert關(guān)聯(lián)圖計(jì)算，其中橫向坐標(biāo)為： 查表411得到：縱坐標(biāo)為：查下圖得到： 填料層的壓力降： 第三章 塔附屬設(shè)備工藝計(jì)算 第一節(jié) 塔附屬高度的計(jì)算，填料塔底的液相停留時(shí)間如果按照5分鐘算的話，那么塔釜所占的空間高度為：
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