填料塔塔径和阻力的计算docx.docx

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填料塔塔径和阻力的计算

填料塔内的流体力学特性

•:

•填料层的压降

•在逆流操作的填料塔中，从塔顶喷淋下来的液体，依靠重力液体在填料表面成膜状向下流动，上升气体与下降液膜的摩擦阻力—形成了填料层的压降。

•填料层压降与液体喷淋量L及气速u有关，在一定的气速下，液体喷淋量越大，压降越大；在一定的液体喷淋量下，气速越

气体

朋压板

塔壳

大，压降也越大。

ISIrlSI；

L,>L2>Lt

空塔滾連M

图9.6填料塔的流体力学恃性（双对数坐标）

巳——液体H分布器

酬压板

I21ACtHIf曲JO®

坐标示值的对数值点-占計】二HTS1X

|g旳2V"

对数坐标：

该图中的横坐标轴（X轴）是对数坐标。

在此轴上，某点与原点的实际距离为该点对应数的对数值，但是在该点标出的值是真数。

为了说明作图的原理，作一条平行于横坐标轴的对数数值线.

罔9，填料塔的谎体力学特性（取对数坐标）

下转折点称为“载点”，上转折点成为“泛点”载点以下为恒持液区，载点至泛点间为拦液区，泛点以上为液泛区

填料塔内的流体力学特性

如图，曲线1、2、3表示不同液体喷淋量下，

填料层的力宀〃关系，称为填料操作压降线。

在一定的喷淋量下，压降随空塔气速的变化曲线分为三段：

1•当气速低于A点时，气体流动对液膜的曳力很小，液体流动不受气流的影响，填料表面上覆盖的液膜厚度基本不变，因而填料层的持液量不变，该区域称为恒持液量区。

此时/iu为一直线，位于干填料压降线的左侧，且基本上与干填料压降线平行。

2•当气速超过A点时，气体对液膜的曳力较大，对液膜流动产生阻滞作用，使液膜增厚，填料层的持液量随气速的增加而增大，此现象称为拦液。

开始发生拦液现象时的空塔气速称为载点气速，曲线上的折点A,称为载点。

填料塔内的流体力学特性

3•若气速继续增大，到达图中B点时，由于液体不能顺利向下流动，使填料层的持液量不断增大，填料层内几乎充满液体。

气速增加很小便会引起压降的剧增，此现象称为液泛，开始发生液泛现象时的气速称为泛点气速，以〃/表示，曲线上的点

填料塔的潦体力学特性（双对数坐标1

下转折点称为“载点”，上转折点成为“泛点”载点以下为恒持液区，载点至泛点间为拦液区，泛点以上为液泛区

B,称为泛点。

从载点到泛点的区域称为载液区,泛点以上的区域称为液泛区。

液泛气速的计算

W

•:

•液泛（液泛气速〃/）

A泛点对应的空塔气速为液泛气速/

A设计时，操作气速=50%-80%的泛点气速。

»液泛气速泸流体物性、液气流量比、填料充填方式和填料特性等因素有关。

•:

•液泛气速匕的计算步骤（图9.7）

泛点气速的计算步骤：

扎首先根据操件条件计算出£招（均为已知）；

b・再由相应的泛点线查出对应的纵坐标值，即匣于卫（害）•应'的值？

c•再由已知的卩©、図、&及旳等值代入上式求出泛点速度值s;

&实际选用的操作速度s可由泛点流速可乘一个合适的系数，即

Cl.lX）I

、••u•

O.H

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0.4

O.iXM

iZ2

U.CJI

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0.（110（040JXJ6

卄

l'、F——分别为液休和气体的质量速度；®、PL——分别为气体和液体的密度ikg/m3；3——气体的空塔泛点速度,□/$;

L水的密度和液体的密度之比；

◎一填料特性值（填料因子可査手册）.m2/ms他液体的粘度,mPa•si

g重力加速度,m/s$

填料塔塔径和阻力的计算

ib—

.：

•填料塔塔径A泛点对应的空塔气速为液泛气速/

A设计时，操作气速=50%-80%的泛点气速。

»液泛气速泸流体物性、液气流量比、填料充填方式和填料特性等因素有关。

•:

•液泛气速匕的计算步骤（图9.7）

泛点气速的计算步骤：

扎首先根据操件条件计算出£招（均为已知）；

b・再由相应的泛点线查出对应的纵坐标值，即匣于卫（牛）-pV的值？

C•再由已知的2"一及旳等值代入上式求出泛点速度值S；&实际选用的操作速度s可由泛点流速可乘一个合适的系数，即划=（0.5〜0.

填料塔塔径和阻力的计算

—

•:

•填料塔塔径的计算

由于Q宀亍仍…

所以S’厲

式中Q气体的处理量5mi/hj

Dt塔径，

勺一计算选定的空塔流速,m/hG

•:

•压强降的计算

（2：

由上述纵坐标值及横坐标召（管）T值对应在图久？

中找出对应的压强降

（用内插法）1

【例9.1］某矿石焙烧炉排出炉气冷却至20它后，送入填料吸收塔中用水洗涤°去除其中的SOz。

已知燥作压力为10L325kPaf炉气的休积流量为2000ni7h,炉气的混合分子童为32.16,洗涤水耗慨为L?

=45200kg/h+®收塔选用填料为，①25mniX25niniX2・5mm乱堆瓷拉西环i②50mmft矩鞍填料，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强降。

解；

（1）分别确定两种填料的裁泛气速及塔径；

1求炉气的密度代

=8.31J/（mol・K）=8.31（Pa•m3）/（mol・K）

T=273+2Q=293K；M=32t16

所以化=镖」爲衆舄一338（g/m3）=1.338（kg/m3）

2求炉气的质裁速度G

Gf=Qtpo=2000m3/hX1.337kg/m‘=2674kg/h

3液体的密度

=10QOkg/mJi

/E337

Vlboo-

在图9.7中，从横坐掠为Q・62査得对应的纵坐标为C.04

〈注意：

査乱堆填料的泛点线〉

因为吸收列为水■故卩="20T时水的粘度他=1。

⑥求泛点气速、操作气速及塔的截面

g•选用25mm乱堆瓷拉西环，则4）=450niVm\

臧泛速度t“=Jo・04X餵yX霧X磊=0・81

操作气速2=5X70%=0・81X0.7=0.567（m/s）

=L12（m）

塔截面积:

A普厉专Xdgn・9曲

&选用50mm瓷矩耘▼则^=130m2/m3液泛气速：

3=Jo・MX蛊护^^x£=l・503〔m/Q操作气速e=sX70%=l・503X0.7=h052

塔径和丽箸拓=0.82佃

（2）求毎米填料的压强降△卫

①25mm瓷拉西环填料层

（0.567严X}X45OX1・337

9,81X1000

XI听=602

在图

9.7中根据纵、横坐标值定出塔的工作点。

其位置在3Ox5OmtnH2（

（hmnH?

O=9.8Pa）/m两条尊压线之间，用内插值法求出压降为40mtnH2（

（lmmH3O=9,8PaJ/m。

②50nun瓷矩鞍填料层

纵坐标:

必严遼・

“CL052>?

XlX130Xlt337wtO

円：

=9.81X1000X1

=0.0196

横坐标062

在图9・7中，根据纵、横坐标定岀塔的工作点，其位逢在△p=35nmiH2O

（lmmH?

O=9,8Pa）/m处。

新吸收制

耳｝一挣却水

■

車出的41收泊

图乳1Q典型驭收净化流程图

】一吸收塔亡一泵泊一液槽沁一冷却: