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填料层高度计算
双击自动滚屏 发布者:admin 发布时间:2015-7-6 阅读:4476次 【字体:

填料层高度的计算分为传质单元数法和等板高度法。在工程设计中,对于吸收、解吸及萃取等过程中的填料塔的设计,多采用传质单元数法。在此,本设计选择传质单元数来求填料高度。
1.气相总传质单元数
=2.088×0.0278=0.058
=0
脱吸因子为

气相总传质单元数为
N
=
=5.346
2. 气相总传质单元高度
气相总传质单元高度采用修正的恩田公式计算,修正的恩田公式为:
(2.8)
(2.9) (2.10)
式中 ——填料的湿润比表面积,;
t——填料的总比表面积,;
g——重力加速度,
——液体的表面张力,;
c——填料材质的临界表面张力,
R——通用气体常数,8.314;
T——系统温度,K;
——气体、液体的质量通量,
L——气体、液体黏度,
——气体、液体密度,
——溶质在气体、液体中的扩散系数,
常见材质的临界表面张力值见表2-3。
表2-3常见材质的临界表面张力值


材质

玻璃

聚丙烯

聚氯乙烯

石蜡

表面张力/ mN/m

55

61

73

33

40

75

20

查表 2-3常见材质的临界表面张力值表得

水表面张力为
/cm =932731.2kg/h
水粘度为

液体品质通量为
/(m)
将数据代入式(2.10)得

=0.541
填料的湿润比表面积
=190×0.541=102.79
气体通过空塔截面的质量通量为
/(m)
气膜吸收系数由式(2.8)计算,将数据代入式中得

=0.101kmol/(m)
液膜吸收系数由式(2.9)计算,将数据代入式中得
=
=0.410m/h
(2.11)
常见填料得形状系数见表2-4。
表2-4常见填料的形状系数


填料类型

球形

棒形

拉西环

弧鞍

开孔环

0.72

0.75

1

1.19

1.45

查表2-4拉西环的形状系数

/(m)
(2.12)
/h
应予指出,修正的恩田公式只适用于u≤0.5的情况,当u>0.5时,需要按下式进行校正,既
(2.13)
(2.14)
泛点率 >50%
故,需要进行校正:

=17.283 kmol/(m)

=43.821L/h
气相总传质单元高度按下式计算:
(2.15)
(2.16)
式中 Ω——气体,液体的黏度,kg/(m);
H——溶解度常数,kmol/(kPa) ;
P——总压,kPa。
将数据代入式(2.16)得
/(m)
气相总传质单元高度为
m
传质单元数法计算填料层高度的基本公式为:
(2.17)
将数据代入式(2.17)得
Z=0.562×5.346=3.00m
应予指出,采用传质单元数法计算出填料层高度后,根据设计经验,填料层的设计高度一般为
(2.18)
设计取安全系数为1.3,得

取填料层高度为4m。
对于散装填料,一般推荐的分段高度见表2-5,表中h/Z为分段高度与塔径之比,为允许的最大填料高度。
表2-5散装填料分段高度推荐值


填料类型

h/D

拉西环

2.5

4m

由表2-5查得拉西环散装填料分段高度推荐值


故填料层不需分层。


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