填料塔的设计与计算
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填料塔的结构和计算摘要:塔设备是化工,石油化工和炼油行业最为常见的过程设备之一,他的作用是使气液在塔内进行充分的接触,达到传热和传质的目的。
塔设备在一定的条件下,将能达到气液共存状态的混合物实现分离,纯化的单元操作设备,广泛用于炼油,精细化工,环境工程,医药工程,食品工程和轻纺工程等行业和部门中。
其投资在工程设备总额中占有很大比重,一般约占20%~50%。
工业上为使气液充分接触以实现传质过程,既可采用板式塔,也可采用填料塔。
吸收塔的工艺计算,首先是在选定吸收剂的基础上确定吸收剂用量,继而计算塔的主要工艺尺寸,包括塔径和塔的有效段高度。
塔的有效段高度,对填料塔是指填料层高度关键词:吸收塔, 矩鞍填料;几何特性;流体力学;传质性能;传质单元高度1.1塔设备简介塔设备是化工,石油化工和炼油行业最为常见的过程设备之一,他的作用是使气液在塔内进行充分的接触,达到传热和传质的目的。
塔设备在一定的条件下,将能达到气液共存状态的混合物实现分离,纯化的单元操作设备,广泛用于炼油,精细化工,环境工程,医药工程,食品工程和轻纺工程等行业和部门中。
其投资在工程设备总额中占有很大比重,一般约占20%~50%。
填充塔的应用始于19世纪中叶,起初在空塔中填充碎石、砖块和焦炭等块状物,以增强气液两相间的传质。
1914年德国人F.拉西首先采用高度与直径相等的陶瓷环填料(现称拉西环)推动了填充塔的发展。
此后,多种新填料相继出现,填充塔的性能不断得到改善,近30年来,填充塔的研究及其应用取得巨大进展,不仅开发了数十种新型高效填料,还较好地解决了设备放大问题。
到60年代中期,直径数米乃至十几米的填充塔已不足为奇。
现在,填充塔已与板式塔并驾齐驱,成为广泛应用的传质设备。
塔设备的分类方法有多种,例如:按操作压力可分为:加压塔,常压塔,减压塔;按塔所能完成的单元过程分为:精馏塔,吸收塔,解压塔,萃取塔,反应塔和干燥塔等等,但是长期以来,最为常用的分类是按塔的内件结构分为板式塔和填料塔。
一、设计方案的确定(一) 操作条件的确定1.1吸收剂的选择1.2装置流程的确定1.3填料的类型与选择1.4操作温度与压力的确定45℃常压(二)填料吸收塔的工艺尺寸的计算2.1基础物性数据①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质量分数为30%MEA 的物性数据7.熔根据上式计算如下: 混合密度是:1013.865KG/M3 混合粘度0.001288 Pa ·s 暂取CO2在水中的扩散系数表面张力б=72.6dyn/cm=940896kg/h 3②气相物性数据混合气体的平均摩尔质量为 M vm =y i M i =0.133*44+0.0381*64+0.7162*14+0.00005*96+0.1125*18 =20.347混合气体的平均密度ρvm ==⨯⨯=301314.805.333.101RT PMvm 101.6*20.347/(8.314*323)=0.769kg/m3混合气体粘度近似取空气粘度,手册28℃空气粘度为μV =1.78×10-5Pa ·s=0.064kg/(m •h) 查手册得CO2在空气中的扩散系数为 D V =1.8×10-5m 2/s=0.065m 2/h 由文献时CO 2在MEA 中的亨利常数:在水中亨利系数E=2.6⨯105kPa相平衡常数为m=1.25596.101106.25=⨯=P E 溶解度系数为H=)/(1013.218106.22.997345kPa m kmol E M s•⨯=⨯⨯=-ρ2.2物料衡算进塔气相摩尔比为Y1=0.133/(1-0.133)= 0.153403 出塔气相摩尔比为Y2= 0.153403×0.05=0.00767 进塔惰性气相流量为V=992.1mol/s=275.58kmol/h该吸收过程为低浓度吸收,平衡关系为直线,最小液气比按下式计算,即2121min /X m Y Y Y )V L(--=对于纯溶剂吸收过程,进塔液组成为X2=02121min /X m Y Y Y )V L(--==(0.153403-0.00767)/(0.1534/1.78)=1.78取操作液气比(?)为L/V=1.5L/V=1.5×1.78=2.67 L=2.67×275.58=735.7986kmol/h ∵V(Y1-Y2)=L(X1-X2) ∴X1=0.054581①塔径计算采用Eckert 通用关联图计算泛点气速 气相质量流量为 W V =13.74kg/s=49464kg/h 液相质量流量计算即W L =735.7986×(0.7*18+0.3*54)=21190.99968kg/h Eckert 通用关联图横坐标为0.011799查埃克特通用关联图得226.02.0=••L LV F F g u μρρϕφ(查表相差不多) 查表(散装填料泛点填料因子平均值)得1260-=m F φ s m g u LV F LF /552.21338.112602.99881.9226.0226.02.02.0=⨯⨯⨯⨯⨯==μϕρφρUf=3.964272m/s取u=0.8u F =0.8×3.352=2.6816m/s 由=1.839191m圆整塔径,取D=1.9m 泛点率校核 u=s m /12.26.0785.03600/15002=⨯ = 4.724397m/s100522.212.2⨯=F u u ﹪=84.18%(在允许范围内) =3.352964272/ 4.724397=70.9% 填料规格校核:82425600>==d D =1900/25=76》8 液体喷淋密度校核,取最小润湿速率为 (L W )min =0.08m 3/m ·h 查塑料阶梯环特性数据表得:型号为DN25的阶梯环的比表面积 a t =228 m 2/m 3 U min =(L W )min a t =0.08×228=18.24m 3/m 2·h U=min 251.76.0785.02.998/312121U 。
一、 设计方案的确定 (一) 操作条件的确定1.1吸收剂的选择1.2装置流程的确定1.3填料的类型与选择1.4操作温度与压力的确定45℃ 常压(二)填料吸收塔的工艺尺寸的计算2.1基础物性数据①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质量分数为30%MEA 的物性数据7.熔 根据上式计算如下:混合密度是:1013.865KG/M3混合粘度0.001288 Pa ·s暂取CO2在水中的扩散系数表面张力б=72.6dyn/cm=940896kg/h 3②气相物性数据混合气体的平均摩尔质量为M vm =y i M i =0.133*44+0.0381*64+0.7162*14+0.00005*96+0.1125*18 =20.347混合气体的平均密度ρvm = =⨯⨯=301314.805.333.101RT PMvm 101.6*20.347/(8.314*323)=0.769kg/m 3混合气体粘度近似取空气粘度,手册28℃空气粘度为μV =1.78×10-5Pa ·s=0.064kg/(m?h)查手册得CO2在空气中的扩散系数为D V =1.8×10-5m 2/s=0.065m 2/h由文献时CO 2在MEA 中的亨利常数:在水中亨利系数E=2.6⨯105kPa 相平衡常数为m=1.25596.101106.25=⨯=P E 溶解度系数为H=)/(1013.218106.22.997345kPa m kmol E M s ∙⨯=⨯⨯=-ρ 2.2物料衡算进塔气相摩尔比为Y1=0.133/(1-0.133)= 0.153403出塔气相摩尔比为Y2= 0.153403×0.05=0.00767进塔惰性气相流量为V=992.1mol/s=275.58kmol/h 该吸收过程为低浓度吸收,平衡关系为直线,最小液气比按下式计算,即 2121min /X m Y Y Y )V L (--=对于纯溶剂吸收过程,进塔液组成为X2=0 2121min /X m Y Y Y )V L (--==(0.153403-0.00767)/(0.1534/1.78)=1.78 取操作液气比(?)为L/V=1.5L/V=1.5×1.78=2.67L=2.67×275.58=735.7986kmol/h∵V(Y1-Y2)=L(X1-X2)∴X1=0.054581①塔径计算采用Eckert 通用关联图计算泛点气速气相质量流量为 W V =13.74kg/s=49464kg/h液相质量流量计算即W L =735.7986×(0.7*18+0.3*54)=21190.99968kg/hEckert 通用关联图横坐标为0.011799 查埃克特通用关联图得226.02.0=∙∙L LV F F g u μρρϕφ(查表相差不多) 查表(散装填料泛点填料因子平均值)得1260-=m F φUf=3.964272m/s取u=0.8u F =0.8×3.352=2.6816m/s由=1.839191m圆整塔径,取D=1.9m泛点率校核 u=s m /12.26.0785.03600/15002=⨯ = 4.724397m/s 100522.212.2⨯=F u u ﹪=84.18%(在允许范围内) = 4.724397=70.9%填料规格校核:82425600>==d D =1900/25=76》8 液体喷淋密度校核,取最小润湿速率为 (L W )min =0.08m 3/m ·h查塑料阶梯环特性数据表得:型号为DN25的阶梯环的比表面积 a t =228 m 2/m 3U min =(L W )min a t =0.08×228=18.24m 3/m 2·h U=min 251.76.0785.02.998/312121U 。
填料塔的计算范文料塔是一种常见的工程结构,用于储存和输送颗粒状物料。
其设计过程中需要进行一系列计算,以确保料塔具有足够的强度和稳定性,能够安全承载预计的荷载。
本文将介绍料塔的计算方法和步骤,并给出一个具体的例子,展示如何进行料塔的计算。
一、料塔的计算方法和步骤1.确定设计参数:包括预计储存物料的密度、颗粒大小和湿度;预计料塔高度和直径;料塔所处环境的温度、湿度和风速等。
2.计算所需容量:根据预计储存物料的总重量和密度,计算料塔的总容量。
3.确定料塔的结构形式:包括筒形、锥形、碗形等,根据具体情况选择合适的结构形式。
4.计算料塔的自重和荷载:根据料塔的几何形状和预计物料的重量,计算料塔的自重;同时考虑其他荷载,如风荷载、地震荷载等。
5.计算料塔的强度和稳定性:根据材料的弹性模量和抗压强度,计算料塔的强度;同时根据料塔的几何形状和与地面的接触方式,计算料塔的稳定性。
6.进行结构优化:根据计算结果,进行结构优化,满足强度和稳定性的要求;同时尽可能减小材料的使用量和成本。
二、料塔计算范例假设我们需要设计一个筒形料塔,用于储存密度为1.2t/m³的玉米,预计储存量为2000t,料塔的高度为20m,直径为8m。
现在我们按照上述步骤进行料塔的计算。
1.设计参数:玉米的密度为1.2t/m³,预计料塔高度为20m,直径为8m,环境温度为25℃,相对湿度为60%,风速为15m/s。
2.计算所需容量:预计储存量为2000t,根据玉米的密度计算料塔的总容量为2000t/1.2t/m³=1666.7m³。
3.结构形式:选择筒形料塔。
5.强度和稳定性:根据材料的弹性模量和抗压强度,计算料塔的强度;根据料塔的几何形状和与地面的接触方式,计算料塔的稳定性。
6.结构优化:根据计算结果,进行结构优化,满足强度和稳定性的要求,同时尽可能减小材料的使用量和成本。
三、结论料塔的计算是一个复杂而重要的工程问题,涉及材料力学、结构力学、流体力学等多个学科。
一、 设计方案的确定(一)操作条件的确定1.1吸收剂的选择1.2装置流程的确定1.3填料的类型与选择1.4操作温度与压力的确定45℃常压(二)填料吸收塔的工艺尺寸的计算2.1基础物性数据①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质量分数为30%MEA 的物性数据7.熔根据上式计算如下:混合密度是:1013.865KG/M3混合粘度0.001288Pa ·s暂取CO2在水中的扩散系数表面张力б=72.6dyn/cm=940896kg/h3②气相物性数据混合气体的平均摩尔质量为M vm =y i M i =0.133*44+0.0381*64+0.7162*14+0.00005*96+0.1125*18=20.347 混合气体的平均密度ρvm ==⨯⨯=301314.805.333.101RT PMvm 101.6*20.347/(8.314*323)=0.769kg/m3 混合气体粘度近似取空气粘度,手册28℃空气粘度为 μV =1.78×10-5Pa ·s=0.064kg/(m?h)查手册得CO2在空气中的扩散系数为D V =1.8×10-5m 2/s=0.065m 2/h由文献时CO 2在MEA 中的亨利常数:在水中亨利系数E=2.6⨯105kPa相平衡常数为m=1.25596.101106.25=⨯=P E 溶解度系数为H=)/(1013.218106.22.997345kPa m kmol E M s ∙⨯=⨯⨯=-ρ 2.2物料衡算进塔气相摩尔比为Y1=0.133/(1-0.133)=0.153403出塔气相摩尔比为Y2=0.153403×0.05=0.00767进塔惰性气相流量为V=992.1mol/s=275.58kmol/h 该吸收过程为低浓度吸收,平衡关系为直线,最小液气比按下式计算,即2121min /X m Y Y Y )V L (--=对于纯溶剂吸收过程,进塔液组成为X2=0 2121min /X m Y Y Y )V L (--==(0.153403-0.00767)/(0.1534/1.78)=1.78 取操作液气比(?)为L/V=1.5L/V=1.5×1.78=2.67L=2.67×275.58=735.7986kmol/h∵V(Y1-Y2)=L(X1-X2)∴X1=0.054581①塔径计算采用Eckert 通用关联图计算泛点气速气相质量流量为W V =13.74kg/s=49464kg/h液相质量流量计算即W L =735.7986×(0.7*18+0.3*54)=21190.99968kg/hEckert 通用关联图横坐标为0.011799 查埃克特通用关联图得226.02.0=∙∙L LV F F g u μρρϕφ(查表相差不多) 查表(散装填料泛点填料因子平均值)得1260-=m F φUf=3.964272m/s取u=0.8u F =0.8×3.352=2.6816m/s由=1.839191m圆整塔径,取D=1.9m泛点率校核u=s m /12.26.0785.03600/15002=⨯=4.724397m/s 100522.212.2⨯=F u u ﹪=84.18%(在允许范围内) =4.724397=70.9% 填料规格校核:82425600>==d D =1900/25=76》8 液体喷淋密度校核,取最小润湿速率为(L W )min =0.08m 3/m ·h查塑料阶梯环特性数据表得:型号为DN25的阶梯环的比表面积a t =228m 2/m 3U min =(L W )min a t =0.08×228=18.24m 3/m 2·h U=min 251.76.0785.02.998/312121U 。
填料塔计算和设计填料塔计算和设计Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】填料塔设计2012-11-20一、填料塔结构填料塔是以塔内装有大量的填料为相间接触构件的气液传质设备。
填料塔的塔身是一直立式圆筒,底部装有填料支承板,填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。
在填料的上方安装填料压板,以限制填料随上升气流的运动。
液体从塔顶加入,经液体分布器喷淋到填料上,并沿填料表面流下。
气体从塔底送入,经气体分布装置(小直径塔一般不设置)分布后,与液体呈逆流接触连续通过填料层空隙,在填料表面气液两相密切接触进行传质。
填料塔属于连续接触式的气液传质设备,正常操作状态下,气相为连续相,液相为分散相。
二、填料的类型及性能评价填料是填料塔的核心构件,它提供了气液两相接触传质的相界面,是决定填料塔性能的主要因素。
填料的种类很多,根据装填方式的不同,可分为散装填料和规整填料两大类。
散装填料根据结构特点不同,分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料等;规整填料按其几何结构可分为格栅填料、波纹填料、脉冲填料等,目前工业上使用最为广泛的是波纹填料,分为板波纹填料和网波纹填料;填料的几何特性是评价填料性能的基本参数,主要包括比表面积、空隙率、填料因子等。
1.比表面积:单位体积填料层的填料表面积,其值越大,所提供的气液传质面积越大,性能越优;2.空隙率:单位体积填料层的空隙体积;空隙率越大,气体通过的能力大且压降低;3.填料因子:填料的比表面积与空隙率三次方的比值,它表示填料的流体力学性能,其值越小,表面流体阻力越小。
三、填料塔设计基本步骤1.根据给定的设计条件,合理地选择填料;2.根据给定的设计任务,计算塔径、填料层高度等工艺尺寸;3.计算填料层的压降;4.进行填料塔的结构设计,结构设计包括塔体设计及塔内件设计两部分。
四、填料塔设计1.填料的选择填料应根据分离工艺要求进行选择,对填料的品种、规格和材质进行综合考虑。
填料塔计算公式填料塔是化工、环保等领域中常用的气液传质设备,要想设计和操作好填料塔,掌握相关的计算公式那可是相当重要!先来说说填料塔的塔径计算公式。
这就好比给塔选一件合适的“衣服”,太大了浪费材料,太小了又影响工作效率。
塔径的计算主要考虑气体的体积流量、空塔气速等因素。
计算公式大致是:D = √(4Vs / πu),这里的 D 表示塔径,Vs 是气体体积流量,u 是空塔气速。
咱就拿一个实际例子来说吧,之前我在一个化工厂实习的时候,就碰到了填料塔塔径计算的问题。
当时厂里要对一个旧的填料塔进行改造,以提高生产效率。
我们首先得确定气体的流量,这可不是个简单的事儿,得通过各种测量仪表,像流量计啥的,获取准确的数据。
然后再根据工艺要求和经验,确定合适的空塔气速。
这个空塔气速的选择可不能马虎,选高了,气体阻力增大,能耗增加;选低了,塔的处理能力又不够。
我们那时候是反复讨论、计算,才最终确定了一个比较理想的塔径。
再来说说填料层高度的计算公式。
这就像是给塔盖房子,得盖多高才能让气液充分接触,完成传质任务呢?常用的计算公式有传质单元数法和等板高度法。
传质单元数法呢,需要先计算出传质单元数,然后乘以传质单元高度,就得到了填料层高度。
等板高度法呢,是先确定理论板数,再乘以等板高度。
我记得有一次,在设计一个新的填料塔时,为了确定填料层高度,我们可是费了好大的劲儿。
先是在实验室里做小试,模拟实际的操作条件,测量各种数据。
然后根据实验结果进行计算和分析,不断调整参数,优化设计方案。
那几天,我们办公室的灯常常亮到很晚,大家都在为了这个项目努力。
还有填料的压降计算也不能忽视。
压降大了,会增加能耗;压降小了,又可能影响传质效果。
总之,填料塔的计算公式虽然看起来有点复杂,但只要我们认真研究,结合实际情况,多做实验和计算,就一定能设计出性能优良的填料塔,为生产和环保事业做出贡献。
希望我讲的这些能让您对填料塔的计算公式有更清楚的了解,在实际应用中少走弯路,提高工作效率和质量!。
填料吸收塔设计任务书一、设计题目填料吸收塔设计二、设计任务及操作条件1、原料气处理量:5000m3/h。
2、原料气组成:98%空气+2.5%的氨气。
3、操作温度:20℃。
4、氢氟酸回收率:98%。
5、操作压强:常压。
6、吸收剂:清水。
7、填料选择:拉西环。
三、设计内容1.设计方案的确定及流程说明。
2.填料吸收塔的塔径,填料层的高度,填料层的压降的计算。
3.填料吸收塔的附属机构及辅助设备的选型与设计计算。
4.吸收塔的工艺流程图。
5.填料吸收塔的工艺条件图。
目录第一章设计方案的简介 (4)第一节塔设备的选型 (4)第二节填料吸收塔方案的确定 (6)第三节吸收剂的选择 (6)第四节操作温度与压力的确定 (7)第二章填料的类型与选择 (7)第一节填料的类型 (7)第二节填料的选择 (9)第三章填料塔工艺尺寸 (10)第一节基础物性数据 (10)第二节物料衡算 (11)第三节填料塔的工艺尺寸的计算 (12)第四节填料层压降的计算 (16)第四章辅助设备的设计与计算 (16)第一节液体分布器的简要设计 (16)第二节支承板的选用 (17)第三节管子、泵及风机的选用 (18)第五章塔体附件设计 (20)第一节塔的支座 (20)第二节其他附件 (20)第一章设计方案的简介第一节塔设备的选型塔设备是化工、石油化工、生物化工制药等生产过程中广泛采用的气液传质设备。
根据塔内气液接触构件的结构形式,可分为板式塔和填料塔两大类。
1、板式塔板式塔为逐级接触式气液传质设备,是最常用的气液传质设备之一。
传质机理如下所述:塔内液体依靠重力作用,由上层塔板的降液管流到下层塔板的受液盘,然后横向流过塔板,从另一侧的降液管流至下一层塔板。
溢流堰的作用是使塔板上保持一定厚度的液层。
气体则在压力差的推动下,自下而上穿过各层塔板的气体通道(泡罩、筛孔或浮阀等),分散成小股气流,鼓泡通过各层塔板的液层。
在塔板上,气液两相密切接触,进行热量和质量的交换。
丙酮与水填料塔塔径的计算摘要:一、填料塔概述二、丙酮与水填料塔塔径的计算方法1.设计基本参数2.计算公式及步骤3.影响塔径的因素三、填料塔塔高的计算1.塔高与塔径的关系2.计算公式及步骤3.影响塔高的因素四、填料塔标准塔径系列五、总结与展望正文:一、填料塔概述填料塔是一种常见的化工设备,广泛应用于化工、石油、环保等行业。
它主要用于气液相的传质和传热过程,如丙酮与水的分离。
填料塔的设计涉及多个参数,其中塔径和塔高是关键的尺寸参数。
二、丙酮与水填料塔塔径的计算方法1.设计基本参数在计算填料塔塔径之前,需要先确定一些基本参数,如操作压力、操作温度、液相流量、气相流量等。
这些参数可以根据工艺要求和使用条件进行选择。
2.计算公式及步骤填料塔塔径的计算公式为:D = (Ql / (π * ρl * g * N))^(1/3)其中,D为塔径,Ql为液相流量,ρl为液相密度,g为重力加速度,N为填料层数。
3.影响塔径的因素填料塔的塔径受多种因素影响,如操作条件、工艺要求、设备材料等。
在实际设计中,需要根据具体情况进行调整。
三、填料塔塔高的计算1.塔高与塔径的关系填料塔的塔高与塔径之间存在一定的关系。
在设计时,可以根据塔径和填料层数来确定塔高。
2.计算公式及步骤填料塔塔高的计算公式为:H = (N * L) + H0其中,H为塔高,N为填料层数,L为每层填料的高度,H0为塔底高度。
3.影响塔高的因素填料塔的塔高受多种因素影响,如填料层数、填料高度、操作压力等。
在实际设计中,需要根据具体情况进行调整。
四、填料塔标准塔径系列根据我国相关标准和规范,填料塔的标准塔径系列分为若干个档次。
设计时,可以根据工艺要求和使用条件选择合适的塔径。
五、总结与展望本文详细介绍了丙酮与水填料塔塔径和塔高的计算方法,以及影响塔径和塔高的因素。
在实际设计中,可以根据这些方法和因素进行填料塔的尺寸计算。
填料塔的计算范文填料塔是一种常见的化工设备,广泛应用于石油、化工、制药、冶金等领域。
它既可以用于物理吸附、化学吸附和蒸馏等过程,也可以用于分离、净化、吸收和反应等操作。
填料塔的设计和计算是确保设备正常运行和达到预期效果的关键步骤,本文将介绍填料塔的计算方法和相关问题。
填料塔的设计和计算需要考虑以下几个方面:塔径的确定、填料高度的确定、液体负荷的确定、气液流量的确定和塔底液体的冷却。
首先,确定塔径是设计填料塔的第一步。
在一定程度上,填料塔的塔径决定了设备的规模和投资成本。
塔径的确定通常基于液相线速度和气相线速度的经验公式。
液相线速度一般在0.3-0.7m/s,而气相线速度一般在0.7-2.0m/s。
根据所需处理的物质性质和运行条件,选择合适的液相线速度和气相线速度,就可以计算出初步的塔径。
其次,确定填料高度是设计填料塔的重要步骤。
填料高度的选择取决于所需的传质效率和分离效果。
填料高度越高,传质效率和分离效果越好,但同时也增加了设备的投资成本。
填料高度的计算通常基于传质速率和质量传递系数的经验公式。
传质速率与填料高度成正比,而质量传递系数与填料表面积成正比。
通过确定所需的传质效率和分离效果,就可以计算得到合适的填料高度。
然后,确定液体负荷是设计填料塔的重要步骤。
液体负荷是指单位塔体积内液体的流量。
液体负荷的选择取决于填料的覆盖度和液相混合的要求。
覆盖度一般在50-80%之间,液相混合要求则根据工艺需求决定。
液体负荷的计算通常基于液体流量和填料容积的经验公式。
通过确定所需的覆盖度和液相混合要求,就可以计算得到合适的液体负荷。
接下来,确定气液流量是设计填料塔的重要步骤。
气液流量的选择取决于所需的气液接触时间和气液相对速度。
气液接触时间一般在0.1-10秒之间,气液相对速度则根据具体情况决定。
气液流量的计算通常基于气相流量和液相流量的经验公式。
通过确定所需的气液接触时间和气液相对速度,就可以计算得到合适的气液流量。
第三节 填料塔工艺尺寸的计算填料塔工艺尺寸的计算包括塔径的计算、填料能高度的计算及分段3.1 塔径的计算1. 空塔气速的确定——泛点气速法对于散装填料,其泛点率的经验值u/u f =0.5~0.85贝恩(Bain )—霍根(Hougen )关联式 ,即:2213lg V F L L u a gρμερ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎢⎥⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎣⎦=A-K 1418V L V L w w ρρ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ (3-1) 即:112480.23100 1.18363202.59 1.1836lg[()1]0.0942 1.759.810.917998.24734.4998.2Fu ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭所以:2F u /9.81(100/0.9173)(1.1836/998.2)=0.246053756UF=3.974574742m/s其中:f u ——泛点气速,m/s;g ——重力加速度,9.81m/s 2 23t m /m α--填料总比表面积,33m /m ε--填料层空隙率33V 998.2/1.1836kg /m l kg m ρρ==液相密度。
气相密度W L =5358.89572㎏/h W V =7056.6kg/h A=0.0942; K=1.75; 取u=0.7 F u=2.78220m/s0.7631D === (3-2)圆整塔径后 D=0.8m 1. 泛点速率校核:260003.31740.7850.83600u ==⨯⨯ m/s3.31740.83463.9746F u u == 则Fuu 在允许X 围内 2. 根据填料规格校核:D/d=800/50=16根据表3-1符合 3. 液体喷淋密度的校核:(1) 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。
(2) 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。
对于直径不超过75mm 的散装填料,可取最小润湿速率()3min 0.08m /m h w L ⋅为。
填料塔设计1000字填料塔(也称为吸附塔、萃取塔、蒸馏塔等)是化工工业中常见的塔式设备,用于分离和提取混合物中的组分。
填料塔设计的目标是实现有效的传质和反应,同时最小化能量消耗和成本开销。
本文将介绍填料塔设计的基本流程和注意事项。
一、设计流程1. 确定塔的物理性质和流量任何填料塔的设计首先需要确认其物理性质和流量。
这将决定了塔的大小、填料类型、流体速度等各种参数。
物理性质包括塔的直径、高度、壁厚等。
流量包括进料量、空气量、气体流量、液体流量等。
2. 选择填料填料是填料塔的核心组件,它可以有效增加反应表面积和物质传递速率。
填料的种类很多,包括塑料、金属、陶瓷、玻璃等材料。
常见的填料包括环形塔填料、球形塔填料、骨架填料等。
我们需要根据所需要处理的物质和填料性能来选取填料。
3. 确定反应机理填料塔的工作原理基于物质分离和反应过程。
在设计塔之前,需要加深对所需处理的物质的反应机理的了解,包括化学反应、传质、相变等。
这将有助于确定合适的填料、塔高度等参数。
4. 计算填料密度填料密度是液相和气相之间传质的决定性因素。
在设计填料塔时,我们需要对填料的密度进行计算。
这可以帮助我们确定塔的高度、填料体积等参数。
5. 选择塔板塔板是塔式设备中流体分离和传质的重要组成部分。
常用的塔板有单孔板、多孔板和节流板等。
选定塔板的种类和数量取决于所需处理的物质和塔的物理尺寸。
6. 确定工艺流程填料塔的设计需要确定完整的工艺流程。
我们需要确认现有流程的适用性,并着手设计流程概要、工艺流程图等。
7. 设计并检验填料塔完成上述步骤后,我们需要开始具体的设计工作。
填料塔设计需要考虑许多因素,包括结构强度、塔的散热、氢气脆化等。
我们需要对设计方案进行校验,以确保它符合现行规定和安全标准。
二、设计注意事项1. 确定填料尺寸填料尺寸直接影响到塔体积,进而影响到设备成本和能量消耗。
因此,我们需要选用最小的填料尺寸,以减小设备尺寸和成本。
2. 考虑气液流量比填料塔中的气液流量比会直接影响反应效率和传质速率。
填料塔计算部分范文填料塔是一种常用的固体分离设备,适用于化工、石油、制药等多个行业。
它的主要功能是通过不同填料层的接触和作用,将气体和液体的混合物分离为洁净的组分。
在填料塔的设计和计算中,需要考虑多个参数和工艺要求,包括填料选择、填料层高度、气体和液体流量等。
下面将详细介绍填料塔计算的相关部分。
首先,填料的选择是填料塔计算的关键步骤之一、填料的种类繁多,包括板式填料、环状填料、网状填料等。
不同的填料具有不同的特性,如表面积、孔隙率、压降等。
在选择填料时,需要考虑操作条件、物料性质和设备成本等因素。
通常情况下,需要选取一种具有较大表面积和孔隙率的填料,以提高分离效果。
其次,填料层高度的计算是填料塔设计的重要部分。
填料层高度一般根据物料质量传递要求、液体停留时间和压降等因素来确定。
物料质量传递要求通常由输入和输出组分的浓度差异来衡量,较大的浓度差异需要更高的填料层高度。
液体停留时间是指液体在填料层中停留的平均时间,通常需要满足物料传递速率和回流比例的要求。
压降是指气体在填料层中通过的单位高度的压力损失,需要在一定范围内控制。
此外,填料塔计算还需要考虑气体和液体的流量。
气体的流量通常以体积流率或质量流率来表示,取决于不同的场景。
液体的流量一般由输入和输出组分的速率来确定。
在计算过程中,需要确保气体和液体能够充分接触和混合,以实现有效的分离效果。
为此,可以采用计算模型或实验数据来进行流量的估算和验证。
综上所述,填料塔计算部分的关键内容包括填料选型、填料层高度的计算、气体和液体流量的确定等。
在计算过程中,需要考虑多个因素和要求,并结合具体的工艺条件和设备特点来进行综合评估。
通过合理的填料塔计算,可以提高设备的性能和效率,实现更好的分离效果。
环境工程原理大作业填料吸收塔课程设计说明书学院名称:环境科学与工程学院专业:环境工程班级:环工0801姓名:黄浩段永鹏魏梦和祥任稳刚指导老师:***2011.1.2环境工程原理课程设计—填料吸收塔课程设计说明书目录(一)设计任务 (1)(二) 设计简要 (2)2.1 填料塔设计的一般原则 (2)2.2 设计题目 (2)2.3 工作原理 (2)(三) 设计方案 (2)3.1 填料塔简介 (2)3.2填料吸收塔的设计方案 (3).设计方案的思考 (3).设计方案的确定 (3).设计方案的特点 (3).工艺流程 (3)(四)填料的类型 (4)4.1概述 (4)4.2填料的性能参数 (4)4.3填料的使用范围 (4)4.4填料的应用 (5)4.5填料的选择 (5)(五)填料吸收塔工艺尺寸的计算 (6)5.1液相物性数据 (6)5.2气相物性数据 (7)5.3气、液相平衡数据 (8)5.4塔径计算 (8)5.5填料层高度计算 (8)(六)填料层压降的计算 (10)(七)填料吸收塔内件的类型与设计 (10)7.1 填料吸收塔内件的类型 (10)7.2 液体分布 (12)(八)设计一览表 (13)(九)对设计过程的评述 (13)(十)主要符号说明 (14)参考文献 (15)附录 (24)(一)设计任务设计一填料吸收塔,吸收矿石焙烧炉气中的SO2。
(二)设计简要(1)填料塔设计的一般原则填料塔设计一般遵循以下原则:②:塔径与填料直径之比一般应大于15:1,至少大于8:1;②:填料层的分段高度为:金属:6.0-7.5m,塑料:3.0-4.5;③:5-10倍塔径的填料高度需要设置液体在分布装置,但不能高于6m;④:填料塔操作气速在70%的液泛速度附近;⑤:由于风载荷和设备基础的原因,填料塔的极限高度约为50米。
(2)设计题目矿石焙烧炉送出的气体冷却到25℃后送入填料塔,用20℃清水洗涤除去其中的SO2,试设计一填料塔进行上述操作并画出设计方案工艺流程图。