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(2)液泛速度(υf) 从上面分析可知,在决定吸收塔的操作情况和塔径的设计上,都必须首先确定可允许的最大气流速度,即在泛点时的空塔气速。从实验可知,泛点时的空塔气速与流体物性、液气流量比、填料充填方式和填料特性等因素有关。实验结果一般用关联图的形式把有关的因素关联起来。当前工程设计中最常用的通用关联图如下: 图中各符号的含义如下: L′ 、G′——分别为液体和气体的质量速度, kg/(m3.s ); ρG、ρL——分别为气体和液体的密度,kg/m3 υf——气体的空塔泛点速度,m/s; φ——水的密度和液体的密度之比; ψ——填料特性值,m2/m3 μL——液体的粘度,mPa.s g——重力加速度, m/s2 泛点气速的计算步骤如下: ①根据操作条件计算出 ②再由相应的泛点线查出对应的纵坐标值,即 ③再将已知的φ、ψ、ρG、ρL及μL等值代入上式求出泛点速度υf 。 6、吸收塔的设计(以填料塔为例) (1)塔径的计算 DT=(4Q/πυ)0.5 式中: υ ——空塔气速,υ=(0.60~0.75)υf; υf ——液泛速率,按照前面介绍的方法进行计算。 (2)最小吸收剂用量的计算 按物料衡算,即按溶解平衡和化学反应平衡进行计算,或查有关的手册。 (3)填料层高的计算 其中 LS——除吸收组分以外的液相惰性组分流量,mol/(m2.s); CT——液相总浓度, mol/m3 (4)填料吸收塔的压力降(特里包尔式,适用于乱堆填料的吸收塔) 式中 ρL ,ρg——气体和液体的密度,kg/m3; WL, WG——吸收塔内液体和气体的质量流速, kg/(m3.s );m,n——经验常数(见教材表8-5) 或者用关联图法计算压力降 ①计算出纵坐标 ②计算横坐标值 由纵坐标和横坐标的值在关联图中找出对应的压力降△P′,则填料塔压降(用内插法)。 △P= △P′×H (5)填料塔附件选择 塔的辅助构件包括气体分布器、填料支撑板、填料压板、液体分布器、再分布器、除雾装置及排液装置等。填料塔操作性能的好坏,与塔内辅助构件的选型与设计紧密相关。合理的选型与设计可保证塔的分离效率、生产能力及压降要求。 例题1:见教材例题8-3。 例题2: 某矿石焙烧炉排出炉气冷却至20℃后,送入填料吸收塔中用水洗涤,去除其中的SO2。已知操作压力为101.325kPa, 炉气的体积流量为2000m3/h, 炉气的混合分子量为32.16, 洗涤水耗量为L′=45200kg/h, 吸收塔选用填料为:25mm×25mm×2.5mm乱堆瓷拉西环。若取空塔流速为液泛流速的70%,试分别求出所需的塔径及每米填料的压力降。 解:求液泛气速及塔径 ①求炉气在操作条件下的密度 ∵P=1atm=10330kg/m2; R=0.0826L.atm/(mol.K)=848L.kg/(m2.mol.K) T=273+20=293K; M=32.16 ∴ρG=P.M/(R.T)=10330×32.16/(848×293) =1.337kg/m3 (注意:操作条件下的密度!) ②求炉气的质量速度 G′=QV× ρG =2000m3/h×1.337kg/m3= 2674kg/h ③液体的密度ρL=1000kg/m3 ④ ⑤查关联图得对应的纵坐标为0.04,即 则 ∵吸收剂为水,故φ=1;20℃时水的粘度μL=1 ⑥求泛点气速, 操作气速及塔的截面 选用25mm堆瓷拉西环,则ψ=450m2/m3 液泛速度: 操作速度:υ=υf×70%=0.81×0.7=0.567m/s 塔径: 塔截面积: (2)求填料的压强降 纵坐标(用实际的操作气速): 横坐标: 在关联图中根据纵、横坐标值定出塔的工作点。其位置在30mmH2O及50mmH2O两条等压线之间,用内插法求得压力降为40mmH2O(1mmH2O=9.8Pa/m)。 9、4 吸收法的应用 1、吸收法脱硫 (1)石灰法 (2)氨法 2、吸收法净化含氮废气 3、吸收法净化含氟废气 第十章 吸附法净化气态污染物 吸附的概念:是一种固体表面现象,利用多孔性固体吸附剂处理气体混合物,使其中所含的一种或数种气体组分吸附于固体表面上,以达到气固分离的单元操作过程。 吸附的特点:(1)选择性高、分离效果好;(2)净化效率高;(3)设备简单、操作方便;(4)能分离其它过程难以分离的混合物,可有效分离浓度很低的有害物质;(5)易实现自动控制。 气态污染物的总溶解量
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