化工原理課程設(shè)計(jì)--水吸收氨氣填料塔設(shè)計(jì)(已改無(wú)錯(cuò)字)
2023-07-16 07:44:59 本頁(yè)面
【正文】 塔氣速，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、 202 2200） 泛點(diǎn)率校核： smu / 36003200 2 ??? ??Fuu （對(duì)于散裝填料，其泛點(diǎn)率的經(jīng)驗(yàn)值為 ~?Fuu ）填料規(guī)格校核： ???dD 液體噴淋密度校核： 取最小潤(rùn)濕速率為： )/()( 3m in hmmL W ?? 32 / mmat ? 所以 )/()( 23m i nm i n hmmaLU tW ?????? 12 m i n2322)/( UhmmDLU h???? ????? 經(jīng)以上校核可知，填料塔直徑選用 mD ? 合理。 填料層高度的計(jì)算及分段 查表知， 0C? ， kpa 下， 3NH 在空氣中的擴(kuò)散系數(shù) scmD / 2?o 由 23))((ooo TTPPDDG ? ， 則 293 k ， kpa 下， 3NH 在 空 氣 中 的 擴(kuò) 散 系 數(shù) 為scmDD G /)273293)( ( 223 ?? o 液相擴(kuò)散系數(shù) smD L / 29??? 液體質(zhì)量通量為 )/( 22 hmkgU L ??? ?? 氣體質(zhì)量通量為 )/( 22 hmkgU V ????? 02211 ?? ??????mXYmXY 脫吸因數(shù)為 ???? LmVS 氣相總傳質(zhì)單元數(shù)為： ] )[( 1])1[(1 12221???????????????? ??LnSYY YYSLnSN OG 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： })()()()( xp {1 tLLLLtLLtLLctw aUgaUa Uaa ?????? ???????? ? 13 不同材質(zhì)的 б c值見(jiàn)表 不同材質(zhì)的б c值 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/m103 75 61 33 40 56 73 20 查表知， 2/4 2 7 6 8 0/33 hkgcmd ync ??? 所以，0 6 4 3 6 }) 4 0 8 9 () () ()9 4 0 8 9 64 2 7 6 8 0( x p {12822???????????????twaa 氣膜吸收系數(shù)由下式計(jì)算： )/()()()()()()(2431431k p ahmk m o lRTDaDaU VtVVVvtVG????????????????????????液膜吸收系數(shù)由下式計(jì)算： )()()()()()(31821932312132??????????????????????LLLLLLwLLgDaU?????? 表 各類(lèi)填料的形狀系數(shù) 填料類(lèi)型 球 棒 拉西環(huán) 弧鞍 開(kāi)孔環(huán) Ψ 值 1 查表得： ?? 14 則haak p ahmk mo laawLLwGG 13 8 3 3 20 6 4 3 6 )/(4 6 3 20 6 4 3 6 1 4 ???????????????????????? ??Fuu 由auuaauuaLFLGFG????????????????])([])([ 得， hak p ahmk mo laLG 13 8 3 3 ]) 7 8 ([)/(8 5 6 ]) 7 8 ([?????????????????? 則 )/(111111 3 k p ahmk m o laHaaLGG ????????????? 由 mPa VaK VH GYOG 2 ???????????? ? 由 mNHZ OGOG ????? mZ 2 5 6 ???? 設(shè)計(jì)取填料層高度為： mZ 12? 查表：對(duì)于階梯環(huán)填料， mhDh 6,15~8ma x ?? 將填料層分為兩段設(shè)置，每段 6m，兩段間設(shè)置一個(gè)液體再分布器 。 填料層壓降計(jì)算： 采用 Eckert 通用關(guān)聯(lián)圖計(jì)算填料層壓降 橫坐標(biāo)為： 03 ) ( 00 )( ??? ??LVVL ???? 查表得： 1116 ??? mP 縱坐標(biāo)為： ?????????LLVPgu ???? 15 查圖得， mpaZP /?? 填料層壓降為： kp apaP ???? 第三節(jié) 填料塔內(nèi)件的類(lèi)型及設(shè)計(jì) 液體分布裝置 液體分布器的作用：液體分布裝置設(shè)于填料層頂部，用于將塔頂液體均勻分布在填料表面上，液體的分 布裝置性能對(duì)填料塔效率影響很大，特別是大直徑、低填料層的填料塔，尤其需要性能良好的液體分布裝置。 由于液體在填料塔內(nèi)分布均勻，可以增大填料的潤(rùn)濕表面積，以提高分離效果。因此，液體在塔頂?shù)某跏季鶆驀娏?，是保證填料塔達(dá)到預(yù)期分離效果的重要 16 條件。從噴淋密度考慮，應(yīng)保證每 60 2m 的塔截面上約有一個(gè)噴淋點(diǎn)，這樣，可以防止塔內(nèi)壁流和溝流現(xiàn)象 . 常用的液體分布裝置有蓮蓬式、盤(pán)式、齒槽式及多孔管式分布器等。 蓮蓬式噴淋器 :液體經(jīng)半球形噴頭的小孔噴出。小孔直徑為 3~10m，做 同心圓排列，噴灑角不超過(guò) ?80 。這種噴淋器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但只適用于直徑小于 600mm的塔中，且小孔易堵塞。 盤(pán)式分布器 :盤(pán)低開(kāi)有篩孔的稱(chēng)為塞孔式，盤(pán)底裝有垂直短管的稱(chēng)為溢流管式。液體加至分布盤(pán)上，經(jīng)篩孔或溢流短管流下。篩孔式的 液體分布效果好，而溢流管式自由截面積較大，且不易堵塞。盤(pán)式分布器常用于直徑較大的塔中，基本可保證液體分布均勻，但其制造較麻煩。 齒槽式分布器 :液體先經(jīng)過(guò)主干齒槽向其下個(gè)條形做第一級(jí)分布，然后再向填 料層上面分布。這種分布自由截面積大，不易堵塞，多用于直徑較大的填料塔。 多孔環(huán)管式分布器 :由多孔圓形盤(pán)管、聯(lián)接管及中央進(jìn)料管組成。這種分布器氣體阻力小，特別使用于液量小而氣量大的填料吸收塔。 液體在塔頂?shù)某跏季鶆驀娏埽潜ＷC填料塔達(dá)到預(yù)期分離效果的重要條件。 近年來(lái)的實(shí)踐表明，大直徑填料塔的放大問(wèn)題主要是保證液體初始分布均勻，若能保證單位塔截面的噴淋點(diǎn)數(shù)目與小塔相同，大型填料塔的傳質(zhì)效率將不會(huì)低于小型塔。 液體分布裝置的安裝位置，須高于填料層表面 200mm,以提供足夠的自由空間，讓上升氣流不受約束地 穿過(guò)分布器。根據(jù)氨氣易溶解的性質(zhì)，可選用目前應(yīng)用較為廣泛的多孔型布液裝置中的排管式噴淋器。多孔型布液裝置能提供足夠均勻的液體分布和空出足夠大的氣體通道（自由截面一般在 70%以上），也便于制成分段可拆結(jié)構(gòu)。 液體引入排管?chē)娏芷鞯姆绞讲捎靡后w由水平主管一側(cè)引入，通過(guò)支管上的小孔向填料層噴淋。 排管式噴淋器采用塑料制造。 分布點(diǎn)密度計(jì)算： 為了使液體初始分布均勻，原則上應(yīng)增加單位面積上的噴淋點(diǎn)數(shù)。但是，由于結(jié)構(gòu)的限制，不可能將噴淋點(diǎn)設(shè)計(jì)得很多。根據(jù) Eckert 建議，當(dāng) mmD 800? 時(shí)， 17 每 260cm 塔截面設(shè)一個(gè)噴淋點(diǎn)。則總布液孔數(shù)為： 4 2 ??? ?? ?n 布液計(jì)算： 由 HgndLoS ??? 24 2? smsmL S /?? ?? 取 ?? ， mmH 160?? 則 mmmHgnLd So0 0 4 2 0 0 1 2 24?????????????? 液體再分布裝置 實(shí)踐表明，當(dāng)噴淋液體沿填料層向下流動(dòng)時(shí)，不能保持噴淋裝置所提供的原始均 勻分布狀態(tài)，液體有向塔壁流動(dòng)的趨勢(shì)。因而導(dǎo)致壁流增加、填料主體的流量減小、塔中心的填料不被潤(rùn)濕，影響了流體沿塔橫截面分布的均勻性，降低傳質(zhì)效率。所以，設(shè)置再分布裝置是十分重要的。液體分
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