填料吸收塔设计（附图）范例2(3)

LG`=

38553600?0.785?0.5214463600?0.785?0.5=5.5kg（ /m2.s）VG`=

2=2.0kg（ /m2.s）Dg50mm塑料鲍尔环(乱堆)特性：dp＝50mm＝0.05m;A＝

106.4m2/m3;?C=40dy/cm=40×10-3 N/m;查《化学工程手册，第12篇，气体吸收》，有关形状系数?，?=1.45（鲍尔环为开孔环） ②依式

?2?L'G??aw?c0.75?LG'?0.1???LG'at??0.05??0.2??? ?1?exp??1.45()??????22????at????at?L???Lg???Lg???????????2??=1?exp{-1.45（

40?10?3）0.75（

?35.5106.4?0.8543?10?3）0.1（

5.52?106.4996.72?9.81）-0.05

71.6?105.52（

996.7?71.6?10?3?106.4）0.2}

=1?exp{-1.45（0.646）（1.51）（1.49）（0.33）} =1?exp（-0.695）=0.501 故aw=③依式

KL=0.0051(

LG`2/3?L1/\\3?Lg1/3

)()()(atdp)0.4 at?L?L?LDL?3aw.A=0.501×106.4=53.3m2/m3 A=0.0051(

5.553.3?0.8543?10?3)2/3(

0.8543?10)1/3(

?90.8543?10?9.81996.7?3)1/3(5.32)0.4

996.7?1.334?10=0.0051×24.4×0.0396×0.02033×1.95=1.95×10-4 m/s ④依式

10

kG= 5.23(

VG`0.7?G1\\3atDG)()()(atdp) at?G?GDGRT1.885?10?5?5= 5.23(

2.0106.4?1.885?10106.4?1.09?10?5?5)0.7(

1.15?1.09?10)1/3(

8.314?308)(5.32)

=5.23(125.6)(1.146)(4.529×10-7)(5.32) =1.814×10-3kmol/(m2·S·kPa)

故kLa?kLaw=1.61×10?4×53.3=1.04×10-2 (m/s)

kGa?kGaw=1.814×10-3×53.3=9.67×10-2kmol/(m2.s.kPa)

(2)计算KYa

KYa＝KGaP，而

?111??，H=L（（《化工单元操作及设备》 P189 KGakGaHkLaEMS16-21a）。由于在操作范围内，随液相组成和温度tL的增加，m (E)亦变，故本设计分为两个液相区间，分别计算KGa(I)和KGa(II)

区间I X＝0．0049~0.002(为KGa(I)) 区间II X＝0.002~0 (为KGa(II)) 由表1知

EI＝2．33×102kPa , HI＝

?LEIMS=

996.72.33?102?18996.7=0.238kmol/(m3.kPa)

EII=2.18×102 kPa, HII=

?LEIIMS=

2.18?10?1812=0.254kmol/(m3.kPa)

1=KGa(I)19.67?10?2＋＝414.34

?20.238?1.04?10KGa(I)=

1=2.41×10-3kmol/(m3.S.kPa)

414.34KYa(I)=KGa(I).P=2.41×10-3×101.3=0.244kmol/(m3.S)

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1=KGa(II)19.67?10?2＋

10.254?9.03?10?2=389

KGa(II)=2.57×10kmol/(m3.S.kPa)

-3

KYa(II)?KGa(II).P=0.00257×101.3=0.26kmol/(m3.S)

(3)计算HOG

HOG(I)=

VB=KYaI?48.26/36000.254?0.785?0.52=0.269m

HOG(II)=

VB=KYaII?48.26/36000.26?0.785?0.52 =0.263m

(4)．传质单元数NOG计算

在上述两个区间内，可将平衡线视为直线，操作线系直线，故采用对数平均推动力法计算NOG。两个区间内对应的X、Y、Y*浓度关系如下： X Y Y* NOG=

I 0.0049~0.002 0.024~0.0111 0.01176~0.00442 0.002~0 0.0111~0.0024 0.00442~0 II Y1?Y2（《化工单元操作及设备》 P209 16-54a） ?Ym?Ym?(Y1?Y1*)?(Y2?Y2*)（《化工单元操作及设备》 P212 16-26）

(Y1?Y1*)ln(Y2?Y2*)（0.024?0.0118）?（0.0111?0.004421）?Ym(?)?=0.00916

(0.024?0.0118)ln(0.0111?0.00442)NOG(I)?(0.024?0.0111)9.16?10?3=1.41m

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（0.0111?0.00442）?（0.0024?0）=0.00419 ?Ym(??)?(0.0111?0.00442)ln(0.0024?0)NOG(II)?(0.0111?0.0024)4.19?10?3=2.07m

3．填料层高度z计算

Z＝Z1十Z2＝HOG（I）NOG（I）+ HOG（II）NOG（II）

＝0.269×1.41十0.26×2.07＝0.93m

取25％富余量，则完成本设计任务需Dg50mm塑料鲍尔环的填料层高度z＝1．25×0.93=1.2m。

十一 填料层压降计算

取图2(通用压降关联图)横坐标值0.105(前已算出)；将操作气速u'(＝1．425m/s) 代替纵坐标中的uF查表，DG50mm塑料鲍尔环(米字筋)的压降填料因子?＝125代替纵坐标中的．则纵标值为：

1.7682?1259.81×(

1.15)×(0.8543)0.2=0.031 996.7查图2(内插)得

?P=24×9.81=235.4Pa/m 填料 全塔填料层压降 ?P=1.2×235.4=282.5Pa

至此，吸收塔的物科衡算、塔径、填料层高度及填料层压降均已算出。关于吸收塔的物料计算总表和塔设备计算总表此处从略。 十二 填料吸收塔的附属设备 1、填料支承板

分为两类：气液逆流通过平板型支承板，板上有筛孔或栅板式;气体喷射型，分为圆柱升气管式的气体喷射型支承板和梁式气体喷射型支承板。 2、填料压板和床层限制板

在填料顶部设置压板和床层限制板。有栅条式和丝网式。 3、气体进出口装置和排液装置

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填料塔的气体进口既要防止液体倒灌，更要有利于气体的均匀分布。对500mm直径以下的小塔，可使进气管伸到塔中心位置，管端切成45度向下斜口或切成向下切口，使气流折转向上。对1.5m以下直径的塔，管的末端可制 成下弯的锥形扩大器。气体出口既要保证气流畅通，又要尽量除去夹带的液 沫。最简单的装置是除沫挡板（折板），或填料式、丝网式除雾器。

液体出口装置既要使塔底液体顺利排出，又能防止塔内与塔外气体串通，常压吸收塔可采用液封装置。

注：(1)本设计任务液相负荷不大，可选用排管式液体分布器；且填料层不高，可不设液体再分布器。

(2)塔径及液体负荷不大，可采用较简单的栅板型支承板及压板。其它塔附件及气液出口装置计算与选择此处从略。

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