填料塔課程設(shè)計(jì)word版-在線瀏覽
2025-08-08 11:35本頁(yè)面
【正文】 填料的選擇要根據(jù)以下幾個(gè)方面來(lái)考慮： 1. 比表面積要大，有較高的傳質(zhì)效率2. 能提供大的流體通量3. 填料層的壓降4. 填料的操作性能5. 液體的再分布性能要好。7. 價(jià)格低廉，穩(wěn)定性好 填料的選擇 對(duì)于水吸收的過(guò)程，在操作條件要求不高的情況下，滿足經(jīng)濟(jì)性，因此選擇塑料鮑爾環(huán)。在逆流吸收塔中氣液平衡關(guān)系是溫度的函數(shù)，溫度升高，平衡關(guān)系便要改變，所以，在這種情況下不能再利用我們熟悉的亨利定律，應(yīng)重新按照非等溫吸收的熱衡算，根據(jù)液相濃度和溫度的變化情況，定出實(shí)際的平衡關(guān)系。物理吸收計(jì)算中只考慮溶解熱，溶解熱分為積分溶解熱和微分溶解熱。在假定非等溫吸收的平衡關(guān)系時(shí)，為簡(jiǎn)化計(jì)算，通常做如下三點(diǎn)假設(shè)：。在給定的設(shè)計(jì)條件中得知，要設(shè)計(jì)的是高濃度氣體的非等溫吸收。將吸收塔按液相濃度x的變化分成若干段，每段濃度變化為,如圖21所示，對(duì)第i段作熱量衡算：圖 21 非等溫吸收熱衡算 : : i1 i i+1 : : i 根據(jù)課程設(shè)計(jì)要求，此處我們可以假設(shè)濃度變化范圍為x=（0～）,分為20段，即每段濃度變化為=。℃)— 溶質(zhì)的微分溶解熱，KJ/Kmol(取和間的平均值)在塔頂液相濃度=0，溫度=25℃的情況下，由式21逐段計(jì)算出每個(gè)下的液相溫度，建立吸收塔中液相濃度x與溫度t的對(duì)應(yīng)關(guān)系。在此液相濃度和溫度范圍內(nèi)，隨著和t的變化，氣液兩相的平衡關(guān)系也在改變，即不同溫度對(duì)應(yīng)著不同的平衡曲線。對(duì)于氨氣和水溶液的平衡物系，若選用經(jīng)驗(yàn)公式，可作如下計(jì)算： [3] （23）式中： — 氨在水溶液中的摩爾分率 T — 溶液的溫度， K — 溶液上方氨的平衡風(fēng)壓 ，㎜Hg由于是常壓下吸收，氣相可是為理想氣體，按道爾頓分壓定律，計(jì)算與相平衡的： （24）式中：P — 操作壓強(qiáng)，㎜Hg 計(jì)算過(guò)程如下：(以x=)㎜Hg =根據(jù)計(jì)算結(jié)果，以為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上繪出非等溫吸收的平衡關(guān)系曲線。于是高濃度氣體的逆流吸收，其操作線方程為： [3] （210） 。 確定操作線的計(jì)算示例由任務(wù)書(shū)中的設(shè)計(jì)條件可得到：=0 = = =4490N/h由式（27）可求得：= 在圖24中讀出，即 根據(jù)公式（28）可得 由公式（25） 可得 ，由公式（29）即可得到 而惰性氣體的摩爾流量為：V = (1)= kmol/h則液體的摩爾流量為：L=110=由公式（210a）即可得到 =得= 代入公式（210）即操作線方程為 =根據(jù)x～ye 和y～x來(lái)分別畫(huà)出平衡線和操作線?？账馑儆上旅娼?jīng)驗(yàn)公式確定： （211）式中： — 泛點(diǎn)氣速，m/s — 空塔氣速，m/s泛點(diǎn)氣速與氣液流量、物系性質(zhì)及填料的類(lèi)型、尺寸等因素有關(guān)。目前工程上常采用Eckert通用關(guān)聯(lián)圖或Bian amp。由于所選用填料的A,K值未查到，故選用Eckert通用關(guān)聯(lián)圖求解。計(jì)算過(guò)程如下：如前所述，非等溫吸收時(shí)，各物性參數(shù)隨組成的變化而變化，故求取時(shí)應(yīng)取其平均值。1. 橫坐標(biāo) 要求，首先對(duì)全塔作平均處理，求出， , 1. 基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)（1）定性溫度現(xiàn)在已知進(jìn)液溫度25℃，需求出出塔溫度。進(jìn)口:平均摩爾質(zhì)量： 出口:平均摩爾流量： =（3）溶液的粘度和密度隨溫度組成的變化而變化，故求塔頂和塔底的平均密度。根據(jù)Eckert通用關(guān)聯(lián)圖可知 =其中為液體密度修正系數(shù)，= 根據(jù)表12可知 塑料鮑爾環(huán)填料的填料因子為 m1解之得= m/s 則假設(shè) 圖 25 Eckert通用關(guān)聯(lián)圖， — 液氣相流率，Kg/s ,— 液氣相密度，Kg/— 液相粘度， — 液相密度校正系數(shù)，= — 填料因子，1/m g — 重力加速度, m/s2 塔徑的計(jì)算公式 [3] （213）式中：— 操作條件下混合氣體體積流量，/s D — 塔徑，m其中 所以鮑爾環(huán)的塔徑為先求塔徑，當(dāng)計(jì)算出的數(shù)值不足整數(shù)時(shí)，往往需要圓整。根據(jù)國(guó)內(nèi)壓力容器的公稱直徑標(biāo)準(zhǔn)（JB115371），直徑在1m以下時(shí)，間隔為100㎜，（必要時(shí)在700㎜以下時(shí)可用50㎜為間隔）；直徑在1m以上時(shí)，間隔為200㎜（必要時(shí)在2m以下時(shí)可用100㎜為間隔）。氣體通過(guò)填料層壓強(qiáng)降的大小決定了塔的動(dòng)力消耗。如圖25所示，Eckert通用關(guān)聯(lián)圖除了有液泛線以外，還有許多等壓降線。在常壓塔中，一般在145～490Pa/m較為合理，如超出這個(gè)范圍，應(yīng)按要求的值，由Eckert通用關(guān)聯(lián)圖反求氣速u(mài)，再重新計(jì)算塔徑。 核算泛點(diǎn)率泛點(diǎn)率 根據(jù)公式（212）知道 鮑爾環(huán)填料的泛點(diǎn)率符合。要形成液膜，填料表面必須被液體充分潤(rùn)濕，而填料表面的潤(rùn)濕狀況取決于塔內(nèi)的液體噴淋密度及填料材質(zhì)的表面潤(rùn)濕性能。h)。[3]
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