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化工单元过程及设备设计讲述.ppt

发布:2017-03-23约7.96千字共51页下载文档
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填料塔的工艺设计 由于使用埃克特图进行计算不够方便,有人将埃克特图泛点线的X-Y坐标回归成数学公式,以便进行程序计算。回归方程为 求得Y后,即可计算泛点气速 ——(2) ——(3) 其中各项系数的值为 b1=1.59208 b5=0.0629497 b8=-0.102104 b2=-2.56617 b6=-0.323584×10-5 b9 =-0.304666 b3=1.8806 b7=-0.108118×10-2 b10=0.505016 b4=0填料塔的工艺设计 (2)采用贝恩-霍根泛点关联式 a--填料的比表面积,m2 /m3 ; ε--填料的孔隙率; A--取决于填料的常数。 常数A与填料的形状及材质有关,对于不同的塔填料,取不同的常数A,常用散堆填料的A值见表8。 填料名称 A 填料名称 A 瓷拉西环 -0.134 瓷阶梯环 0.2943 拉西环 0.022 塑料阶梯环 0.204 塑料鲍尔环 0.0942 金属阶梯环 0.106 金属鲍尔环 0.1 金属环矩鞍 0.06225 瓷矩环 0.176 表8 常用散堆填料的A值 ——(4) 填料塔的工艺设计 2、规整填料的泛点气速 采用贝恩-霍根泛点关联式计算泛点气速,对于金属板波纹和丝网填料,其中250Y型 金属板波纹填料可取A=0.297,对于CY型丝网填料可取A=0.30。 规整填料的泛点气速也可以通过其泛点压降确定。泛点压降与实验填料因子间的关 系为 ?p/Z为单位高度填料层泛点压降,Pa/m; Fp为实验填料因子。 依上式求得泛点压降后,依据等压降曲 线见图13,利用流动参数X和泛点压降确定 能力参数Y,从而求得泛点气速。 图13 规整填料的等压降曲线 ——(5) 填料塔的工艺设计 图13中的横坐标及纵坐标的表达式如下: X为流动参数; qmG 、qmL 分别为气体质量流量和液体质量流量,kg/s; ρG 、ρL 分别为气体密度和液体密度,kg/m3 ; Y为能力参数; Fp 为实验填料因子,m-1 ; ν为液体运动黏度,m2 /s。 ——(6) 填料塔的工艺设计 几种常见规整填料的实验填料因子见表9所示。 表9 常见规整填料的实验填料因子 填 料 材 料 型 号 填料因子/m-1 Sulzers Mellapak 金 属 125Y 33 250Y 66 350Y 76 500Y 112 塑 料 250Y 72 Koch-Sulzer 丝 网 CY 230 BX 69 填料塔的工艺设计 (二)塔径的计算 塔填料操作气速的理想区域在载点气速和泛点气速之间,此时塔填料传质效率较高。一般情况下,载点气速为泛点气速的0.7倍左右,因而取操作气速为泛点气速的0.7倍左右是比较适宜的。操作气速与泛点气速之比称为泛点率,对散装填料,返点率的经验值为0.5~0.85,规整填料的经验值为0.6~0.95。 实际设计中,对于易起泡的物系取较低值,对于不易起泡的物系取较高值。对于加压操作的塔,应取较高的值,而对于减压操作的塔,应取较低值。 求得操作气速后按式 计算塔径 式中,D为塔径,m;qVs为气体体积流量,m2/s;u为操作气速,m/s。 由上式计算出塔径D后,还应按塔径系列标准进行圆整。常用的标准塔径为400mm,500mm,600mm,700mm,800mm,1000mm,1400mm、1600mm、2000mm、2200mm等。圆整后,应重新核算塔的操作气速与泛点率。 ——(7) 填料塔的工艺设计 (三)液体喷淋密度的核算 填料塔的液体喷淋密度为单位时间、单位塔载面上液体的喷淋量。为保证填料充分润湿,实际操作时塔内液体喷淋密度应不低于最小喷淋密度,若液体喷淋密度小于最小喷淋密度,则需进行调整,重新计算塔径。对于规整填料,其最小喷淋密度可从有关填料手册中查得,设计中,通常取最小喷淋密度为0.2m3/(m2·h)。对于散堆填料,其最小喷淋密度可用式(8)计算
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