化工原理课程设计2011课件.pptVIP

化工原理课程设计 Ⅰ课程开设准备 Ⅰ 课程开设准备 开课申请 Ⅱ 课程设计指导 第一节 概述 第一节 概述 教学内容 一、课程设计意义与要求 一、课程设计意义与要求 二、课程设计基本内容 三、课程设计步骤 第二节 板式精馏塔设计 1 设计原则与步骤 第三节 填料吸收塔设计 1 设计任务 2 设计过程 2.1 吸收流程的确定 2.1 吸收流程的确定 2.2 填料的选择 2.2 填料的选择 按填料结构及其使用方式可以分为散堆填料和规整填料。 填料的性能评价 填料性能的优劣通常根据效率、通量及压降三要素衡量。在相同的操作条件下，填料的比表面积越大，气液分布越均匀，表面的润湿性能越好，则传质效率越高；填料的空隙率越大，结构越开敞，则通量越大，压降亦越低。采用模糊数学方法对九种常用填料的性能进行了评价，得出如下表所示的结论。 填料种类的选择 填料种类的选择要考虑分离工艺的要求，通常考虑以下几个方面： (1) 传质效率要高 一般而言，规整填料的传质效率高于散装填料 (2) 通量要大 在保证具有较高传质效率的前提下，应选择具有较高泛点气速或气相动能因子的填料 (3) 填料层的压降要低 (4) 填料抗污堵性能强，拆装、检修方便 填料规格是指填料的公称尺寸或比表面积。 ⑴ 散装填料规格的选择 工业塔常用的散装填料主要有DN16、DN25、DN38、DN50、DN76等几种规格。 同类填料，尺寸越小，分离效率越高，但阻力增加，通量减少，填料费用也增加很多。 而大尺寸的填料应用于小直径塔中，又会产生液体分布不良及严重的壁流，使塔的分离效率降低。 因此，对塔径与填料尺寸的比值要有一规定，一般塔径与填料公称直径的比值D/d应大于8。 填料规格的选择 （2）规整填料规格的选择 国内习惯用比表面积表示，主要有125、150、250、350、500、700等几种规格， 同种类型的规整填料，其比表面积越大，传质效率越高，但阻力增加，通量减少，填料费用也明显增加。 选用时应从分离要求、通量要求、场地条件、物料性质及设备投资、操作费用等方面综合考虑，使所选填料既能满足技术要求，又具有经济合理性。 应予指出，一座填料塔可以选用同种类型，同一规格的填料，也可选用同种类型不同规格的填料；可以选用同种类型的填料，也可以选用不同类型的填料；有的塔段可选用规整填料，而有的塔段可选用散装填料。设计时应灵活掌握，根据技术经济统一的原则来选择填料的规格。 2.3 基础物性数据 液相物性数据 气相物性数据 气液相平衡数据 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溶剂的物性数据。 ⑴ 密度： ⑵ 粘度： ⑶ 表面张力： ⑷ 扩散系数： 气相物性数据 ⑴ 混合气体的平均摩尔质量 ⑵ 混合气体的平均密度： ⑶ 混合气体的粘度，查手册 ⑷ 扩散系数 气液相平衡数据 ⑴ 亨利系数 ⑵ 相平衡常数 ⑶ 溶解度系数 2.4 物料衡算 物料衡算与吸收操作线方程 吸收剂用量对操作线的影响 最小液气比 2.5 填料塔的工艺尺寸的计算 2.5.1. 填料塔塔径的计算 泛点气速的计算 塔径的计算及校核 2.5.2. 填料层高度的计算 2.1气相总传质单元高度的计算 2.2气相总传质单元数的计算 2.5.1. 填料塔塔径的计算 填料塔的直径D与操作空塔气速u及气体体积流量Vs之间存在以下关系： 式中：D ——塔径，m; Vs——气体体积流量，m3/s; u ——操作空塔气速，m/s （1）散堆填料泛点气速的计算 常用埃克特（Eckert）泛点气速关联图进行计算，该关联图是以X为横坐标，以Y为纵坐标进行关联的。其中： 塔径的计算及校核 （1）泛点率校核 （3）液体喷淋密度校核 填料塔的液体喷淋密度是指单位时间、单位塔截面上液体的喷淋量，其计算式为： 最小润湿速率是指在塔的截面上，单位长度的填料周边的最小液体体积流量。其值可由经验公式计算，也可采用一些经验值。对于直径不超过75mm的散装填料，可取最小润湿速率(LW)min为0.08m3/(m·h);对于直径大于75mm的散装填料，可取 (LW)min为0.12m3/(m·h)。 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Umin=0.2。 2.5.2. 填料层高度的计算 2.1气相总传质单元高度的计算 2.2气相总传质单元数的计算 对于散装填料，一般推荐的分段高度为： 2.6 填料层压降计算 散装填料的压降值可由埃克特通用关联图计算。先根据气液负荷及有关数据，求出横坐标值，再根据操作孔塔气速u及有关物性数据，求出纵坐标值。通过作图得出交点 ，读出交点的等压线数值，即得到每米填料层压降值