填料塔计算部分

1、基础物性参数的确定本设计方案信息如下表所示:装置流程逆流操作吸收剂水操作温度20C操作压力常压填料类型聚丙烯阶梯环（塑料填料）填料规格Dn25(D/d8)1液相物性数据对于低浓度吸收过程，溶液的物性数据可近似取纯水的物性数据。由手册查得,20C时水的有关物性数据如下:密度（l）998.2kg/m3粘度（l）?=3.6kg/(m?h)表面张力（l）940896kg/h22气相物性参数设计压力：，温度：20C氨气在水中的扩散系数：Dl1,76109cm2/s6.336106m2/h氨气在空气中的扩散系数:查表得，氨气在0C,在空气中的扩散系数为cm2/s,根据关系式换算出20C时的空气中的扩散系数

2、:3293.152273.153P0T2DvD0-0.171PT00.189cm2/s0.06804m2/h混合气体的平均摩尔质量为MVmyMi0.05170.982929.27混合气体的平均密度为VmPMvmRT101.329.2731.217kg.m8.314293.15混合气体的粘度可近似取空气的粘度，查手册得20C空气粘度为一一5一V1.8110Pa?s0.065kg.(m?h)3气液相平衡数据由手册查得，常压下20C时，氨气在水中的亨利系数E76.3kPa相平衡常数EmP溶解度系数募307532EMs998.20.7260kmolkPa?m376.318.024物料衡算进塔气相摩尔比

3、丫1=10.050.0526310.05出塔气相摩尔比Y2Yi(1A)0.05263(10.98)一一一31.053103混合气体流量QvQn0.1013(273.1520)0.1013273.1516.10103m3.h惰性气体摩尔流量Qv273.15V-(10.05)22.4273.1520636.16kmolh该吸收过程属低浓度吸收，平衡关系为直线，最小液气比可按下式计算:LY1Y2VY1mX2对于纯溶剂吸收过程，进塔液相组成X20LVmin0.052630.0010530.73810.052630.7532取操作液气比为1.4LVmin1.40.73811.0333L1.0333636

4、.16657.34kmol.hXiV(YY2)X636.16(0.052630.001053)0049gL2657.34.填料物性参数查表得:聚丙烯阶梯环DN25散装填料物性参数塔径与填料公称直径的比值D/d的推荐值D/d>8关联常数A关联常数K散装填料泛点填料因子平均值f(1/m)260散装填料压降填料因子平均值p(1/m)176填料材质的临界表面张力值cc(dyn/cm)33直径高厚比表回积(m2?m3)228空隙率(m3?m3)堆积密度p(kg?m3)个数n(m3)81500干填料因子(m1)312填料形状系数散装填料分段高度推荐值h/D8-15hmax6表2-4-15吸收塔的工艺

5、尺寸计算塔径计算采用Eckert通用关联图计算泛点气速。Eckert通用关联图：0.00b0004f).O4(1.060.40.6OliIJO1.00.80.6Q.Ol0WRN0.06M士I0.04气体质量流量为o.ox0.02WVQvVm16.101031.2171.9594104kg/h液体质量流量可近似按纯水的流量计算:wLLMS657.3418.0211845.267kg.hEckert通用关联图的横坐标为0.50.5wLVm11845.2671.217wVL1.9594104998.2根据关联图对应坐标可得0.021112uF：20.18gl由表2-4-1可知1F=260mUf0.1

6、8gl0.189.81998.2F0.2V;260110.21.2172.360m/s0.8uF0.82.3601.888m/s圆整塔径4VsDu416.10103/3600/C1.737m3.141.888（常用的标准塔径有1600mm2000mm2200mr#)泛点率校核：400mm500mm600mm800mm1000mm1200mm1400mm本设计方案取D=2000mm4Vs416100/3600s1.424m/sD23.142.021.424Uf-100%60.34%2.360因为填料塔的适宜空塔气速一般取泛点气速的50%-80%泛点率值在允许范围内。填料塔规格校核：-理808（在

7、允许范围之内）d25液体喷淋密度校核：取最小润湿速率为3.(Lw)min0.08m/m?h由表2-4-1可知:Umin228m2,m3(Lw)min4wL/L0.0822818.28411845.267/998.2D23.142.023.78Umin*Yi*Y2由于喷淋密度过小，可采用增大回流比或采用液体再循环的方法加大液体流量，以保证填料的润湿性能；也可适当的增加填料层高度的办法予以补偿。填料层高度计算mX10.75320.04990.03758mX20脱吸因数为mV0.7532636.16八”八0.7289L657.34气相总传质单元数为一1.NqgIn1S(1S)*Y2Y2891n(10

8、.0526300.7289)0.72899.8070.0010530气相总传质单元高度采用修正的恩田关联式计算:0.750.1w一1expt1.45LUlatlU2t2g0.05Ul20.2查表2-4-1得c33dyn/cm427680kg.h2液体质量通量为Ul4wL"d211845.2673.142.02_2_3772.38kg/(m?h)1exp1.4542768094089624619.285998.221.270.750.14619.2852280.053.6气膜吸收系数可由下式计算:0.7kG0.237Uv气体质量通量为:Uv4QvvD2kG228IPVVDVtDVRT_

9、24619.285998.29408962280.20.2222316.10103.142.01.21726240.03kg.(m2?h)n37640.060.2372280.0650.70.0651.2170.068042280.068048.314293.15_2_0.1102kmol/(m?h?kPa)液膜吸收系数由下式计算：UlkL0.0095WL0.00953772.38LLDLLg2280.22223.60.2313m/h由kGakGaW得kGa1.1kcaW0.11020.2222kLakLaw0.40.23130.222273.90%Uf3.63.61.27998.26.336

10、106998.2113_2281.45.8.402kmol/(m?h?kPa)2281.450.413.596kmol/(m3?h?kPa)50%,需选用下面的关系式对气膜和液膜系数进行校核修正。1.4kGa19.50.5Uf%a2.2kLa12.60.5kLaUf修正结果：8.40219.163kmol/(m3?h?kPa)1.4kGa19.50.73900.52.2kLa12.60.73900.513.59615.1126kmol/(m3?h?kPa)11119.1630.726015.11266.977kmol/(m3?h?kPa)HOGVKYaV&aPZHOGNOG636.16

11、_27.687101.31.440.26029.8072.5518m0.2602m考虑恩田公式的最大误差，为了安全取设计填料层高度为Z1.252.55183.1898m设计取填料层高度为Z=4.0m在填料塔计过程中，对于阶梯环填料，9815,hmax6mm,取打8,则Dh8200016000mm计算得填料层高度为4000mm故不需分段5.3填料层压降计算采用Eckert通用关联图计算横坐标为0.50.02111WLVmWvL由表2-4-1得，P176m纵坐标为2uP0.2L21.744217619.811.21710.2998.20.06653查Eckert通用关联图，P/Z位于40g50gPa/m范围内，取P/Z=45g=m填料层压降为6P=液体分布器的简要设计液体分布器的选型本设计的吸收塔气液相负荷相差不大，无固体悬浮物和液体粘度不大，加上设计建议是优先选用槽盘式分布器，所以本设计选用槽盘式分布器。分布点密度计算按Eckert建议值，D1200时，喷淋点密度为42点/m2,由于该塔喷淋密度较小，设计区分喷淋点密度为90点/m2。布液点数为n2.0290282.7点283点4按分布点几何均匀与流量均匀原则，进行布点设计。其结果为：二级槽共设七道上在槽侧面开孔，槽