吉林化工学院化工原理课程设计

7.119m3/hU??14.17m3/(m2?h) 20.785?0.8最小喷淋密度: Umin?(Lw)min?at?0.08?132.5?10.6m3/(m2?h)

U?Umin ,说明填料能获得良好的润湿效果.

经以上校核可知，填料塔直径选用D=600mm能较好地满足设计要求。

Lh?Wl/??70?7.177(kg/h)?7.119m3/h 3996.95(kg/m)对于散装填料，其中最小喷淋密度与比表面积有关，关系公式为：

Umin?(LW)minat at?121.8m2/m3

(LW)min?0.08m3/(m?h) Umin?0.08?121.8?9.744m3/(m2?h) U?14.17?Umin?9.744

Umax?(4~6)Umin?38.98~58.464 U符合喷淋密度的要求，所以D=0.8合适

3.4 填料塔填料高度计算

3.4.1 传质单元高度HOG计算

传质过程的影响因素十分复杂,对于不同的物系、不同的填料及不同的流动状况与操作条件, 传质单元高度迄今为止尚无通用的计算方法和计算公式.目前,在进行设计时多选用一些准数关联式或经验公式进行计算,其中应用较普遍的是修正的恩田(Onde)公式:

???Caw??1?exp??1.45???at?L??????0.75?UL???a????tL?0.1?ULat???2g?L2?????0.05?UL????a?LLt2????0.2??? ??查表4-19得，聚氯乙烯材质的临界表面张力?c为：

?c?40?10?3N/m

1dyn?1g/(cm?s2) 1?105dyn?1N 1dyn/cm?12960kg/h2

?C?40?10?3N/m?40?10?3?105dy/100cm?40dyn/cm

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?c?40?12960kg/h2?518400kg/h2

?l?719.55?10?4N/m?719.55?10?4105dyn/100cm?71.96dyn/cm?71.96?12960kg/h?932601.6kg/h22

丙酮在水中扩散系数：DL?1.329?10?9m2/s（参考表8-3?5?） 丙酮在空气中的扩散系数为：Dv?1.09?10?5m2/s（参考表8-1?5?）

25oc水的黏度 ：?l?0.8937?10?3?3600?3.217kg/(m?h) 25oc空气的黏度查表可知：?v?18.35?10?6pa.s

?v?18.35?10?6?3600?0.06606kg/(m?h)

液体质量通量： Ul?4?Wl4?7097.1772??14126.55kg/(m?h) 2?D3.14?0.64气体的质量通量：Uv?4?WV4?4808.72??9571.46kg/(m?h) 23.14?0.64?D0.75aw?518400??1?exp[?1.45???121.8.6??932601??14126.552???]?996.95?932601?.6?121.8??

0.2?14126.552??14126.552?121.8?????121.8?3.217?996.952?1.27?108?????0.1?0.05aW?1?exp(?1.45?0.6438?1.43?1.5338?0.2813) 121.8aW?1?exp(?0.576)?1?0.5621?0.4379 121.8aW?121.8m2/m3?0.4379?53.336m2/m3 气膜吸收系数有下式计算：

13?Uv?kG?0.237??a????tv?开孔环??1.45

0.7??v??atDv?1.1???D???RT??

??vv??9571.460.06606??121.8?0.03924????1.1kG?0.237???????1.45?121.8?0.06606??1.233?0.03924??8.314?298.15??0.108kmol/(m3?h?kpa)0.713

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液膜吸收系数由下式计算：

?UL?kl?0.0095?a??Wl????23??l???D?ll23?????12??lg?0.4???????l??1213.55??3.297?14126??0.0095????6??53.336?3.217??996.95?4.784?10??0.57998(m/h)?3.217?1.27?10??996.95?8?0.4??1.45??13

kGa?kGaW?0.108?53.336?5.76kmol/(m3?h?kpa) kLa?kLaW?0.57998?53.336?30.93/h

应予指出，修正恩田公式只适用于u?0.5uf的情况，当u?0.5uf时，需按下式对kGa,kLa进行校正：

1.4??U??kGa??1?9.5??U?0.5???kGa

??F????'2.2????U'kLa??1?2.6??U?0.5???kLa

??F????1.4kGa?1?9.5?（0.567-0.5）?5.76?7.004kmol（/m3?h?kpa)

'??kl'a?1?2.6?(0.567?0.5)2.2?30.93?31.14/h 气相关传质系数

KGa?11?kGaHkLa111?7.0040.3121?31.14??1

kGa??1?4.07kmol/(m3?h?kpa)

0.1428?0.1029气相总传质单元高度HOG：

HOG?G153.10?=0.739m 2KGaP?4.07?101.3?0.785?0.8

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3.4.2传质单元数的计算

吸收吸因子法，求传质单元数的计算：

NOG???1?Y?mX21?ln??1??1? 1??A?Y2?mX2A??1?A11ln?0.3197?50.02?0.6803??8.8011 0.3197NOG?3.4.3填料层高度的计算

由Z?HOG?NOG得：

Z?0.739?8.8011?6.505?6.5m

对于阶梯环填料， h/D=8～15, hmax?6m 取

h?8,则h?8?800mm?6400mm D计算得填料塔高度为6500mm，故需分段，将塔分成两段，每段3.25m,中设置一个液体再分布器。

3.5填料塔附属高度计算

根据经验，塔上部空间高度可取1.2m, 塔底液相停留时间按3min考虑, 则塔釜所占空间高度为（参考?1?）

h13?60?7047.177?0.708m 23600?996.95?0.8?0.785塔的附属高度H'?1.2?1?2?0.708?3.9m?4.0m

气液进出口管的接口为150mm,两个封头高度为300mm，液体分布器和液体再分布器均为1m.

填料塔总高=Z+H+0.3?2+0.15?2=11.41m

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