[工学]板式塔与填料塔.ppt

散装填料塔分布点密度推荐值 塔径，mm 分布点密度，点/m2塔截面 D＝400 330 D=750 170 D≥1200 42 规整填料塔分布点密度推荐值 填料类型 分布点密度，点/m2塔截面 250Y孔板波纹填料 ≥100 500(BX)丝网波纹填料 ≥200 700(CY)丝网波纹填料 ≥300 ②分布点的几何均匀性 ——分布点在塔截面上的几何均匀分布。 一般采用正方形、正三角形等不同方式。 ③降液点间流量的均匀性 ——各分布点与平均流量的偏差要小。 （2）操作弹性大 ——是指液体的最大负荷与最小负荷之比，一般要求操作弹性为2～4。 （3）自由截面积大 ——是指气体通道占塔截面积的比值，一般要求在50％～70％，最小应在35％以上。 2、液体分布器布液能力的计算 （1）重力型液体分布器布液能力计算 分为：多孔型及溢流型两种，一般以多孔型为主。 多孔型液体分布器布液能力计算： 式中，Ls为液体流量，m3/s；n为开孔数（分布点数目）；φ为孔流系数，通常取0.55～0.60；d0为孔径，m；△H为开孔上方的液位高度，m。 （2）压力型液体分布器布液能力的计算 式中，Ls为液体流量，m3/s；n为开孔数（分布点数目）；φ为孔流系数，通常取0.60～0.65；d0为孔径，m；△P为分布器工作压差，Pa；ρL为液体密度，kg/m3。 设计中Ls已知，给定液位高度或工作压降； 依据布液能力计算式，可设定开孔数目n，计算孔径d0； 或者依据布液能力计算式，设定孔径d0，计算开孔数n。 6.2.4.2填料塔设计举例 矿石焙烧炉送出的气体冷却到25℃后送入填料塔中，用20 ℃清水洗涤以除去其中的SO2。 入塔的炉气流量为2400m3／h，其中SO2摩尔分率为0.05，要求SO2的吸收率为95％。吸收塔为常压操作，因该过程液气比很大，吸收温度基本不变，可近似取为清水的温度。 试设计该填料吸收塔。 设计计算 (一)设计方案的确定 用水吸收SO2属中等溶解度的吸收过程，为提高传质效率，选用逆流吸收流程；且SO2不作为产品，故采用纯溶剂。 （二）填料的选择 对于用水吸收SO2的过程，操作温度及压力较低，通常选用塑料散装填料； 在塑料散装填料中，塑料阶梯环填料综合性能较好，故选用DN38聚丙烯阶梯环填料。 （三）基础物性数据 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参数。由手册查得20℃时水的有关参数： 密度为 ρL＝998.2kg/m3； 粘度为 μL ＝0.001Pa·s＝3.6kg/(m·h)； 表面张力为σL＝72.6dyn/cm＝940896kg/h2； SO2在水中的扩散系数为 D L ＝ 1.47×10-5 cm2/s＝5.29×10-6 m2/h； 2、气相物性数据 混合气体的平均摩尔质量为 MVm＝∑yiMi＝0.05×64.04+ 0.95×29＝30.75 混合气体的平均密度为 ρVm＝PMVm/(RT)＝101.3×30.75/(8.314×298)＝1.257kg/m3； 混合气体的粘度可近似取为空气的粘度，查手册得20 ℃空气的粘度为 μV＝1.81×10-5 Pa·s＝0.065kg/(m·h); 查手册得SO2在空气中的扩散系数为 Dv＝0.108 cm2/s＝0.039m2/h。 3、气液相平衡数据 由手册查得，常压下20 ℃时SO2在水中的亨利系数为E＝3.55×103 kPa； 相平衡常数为 m＝E/P＝ 3.55×103 /101.3=35.04; 溶解度系数为 H＝ ρL/(EMS)＝998.2/(3550×18.02)=0.0156 kmol/(kPa·m3) （四）物料衡算 进塔气相摩尔比为 Y1＝y1/(1－y1)=0.05/(1-0.05)=0.0526 出塔气相摩尔比为 Y2＝Y1 (1－η)=0.0526(1-0.95)=0.00263 进塔惰性气相流量为 V＝(2400/22.4)×273/(273+25) ×(1-0.05) =93.25 kmol/h 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 (L/V)min=(Y1-Y2)/(Y1/m-X2) 对于纯溶剂吸收，X2=0 (L/V)min=(Y1-Y2)/(Y1/m-X2) = (0.0526-0.00263)/(0.0526/35.04-0)=33.29 取操作液气比为 L/V= 1.4(L/V)min=1.4 × 33.29=46.61 L=46.61 × 93.25=4346.38kmol/h V(Y1-Y2)=L(X1-X2) X1=