吉林化工学院化工原理课程设计
泛点率校核
?2500/3600?u???0.614m/s 2??0.785?1.2?u0.614??100%?64.92%(在允许范围内) uF0.9458
填料规格校核
阶梯环的径比要求：
有
3.3.3液体喷淋密度校核
取最小润湿速率为：
D>8 dD1200??31.58?8即符合要求[4] d38?Lw?min?0.08m3/?a?132.5m2/m3
m?h?
查《化工原理课程设计（化工传递与单元操作课程设计）》附录五得
Umin??Lw?mina?0.08?132.5?10.6m3/?m2?h?
88885.09/998.2?78.77?Umin 20.785?1.2故满足最小喷淋密度的要求.
经以上校核可知，填料塔直径选用D=1200mm合理
3.4填料层高度计算
3.4.1传质单元数的计算 U?Y1*?mX1?35.04?0.0010?0.03504 Y2*?mX2?0
解吸因数为
mG35.04?98.79S???0.7018
L4932.58气相总传质单元数为
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NOG?Y?Y2*110.0526?0ln[(1?S)1?S]?ln[(1?0.7018)??0.7018]?6.361 1?SY2?Y2*1?0.70180.00263?03.4.2传质单元高度的计算
气相总传质单元高度采用修正的恩田关联式计算[4]
aw?UaUUL?1?exp{?1.45(C)0.75(L)0.1(L2t)?0.05()0.2} at?Lat?L?L?Lat?Lg查表(常见材质的临界表面张力值) ?C?33dyn/cm?427680kg/h，
22?L?72.67dyn/cm?941803kg/h
液体质量通量为UL?WL?88885.09?78631.54kg/(m2.h) 20.785?1.2?4D2aw4276800.7578631.540.178631.542?132.5?0.0578631.542?1?exp{?1.45()()()()0.2}28 at941803132.5?3.6998.2?941803?132.5998.2?1.27?10?0.611aw?at?0.611?132.5?0.611?80.96m2/m3 气体质量通量为UG?WG?2500?1.2782?2826.43kg/(m.h) 20.785?1.2?4D2气膜吸收系数由下式计算kG?0.237(UG0.7?G13atDG)()() at?G?GDGRT12826.430.70.065132.5?0.039?0.237?()()3[]132.5?0.0651.278?0.0398.314?(273?20)
?0.0317kmol/(m2.h.kpa)液膜吸收系数由下式计算
UL23?L?0.5?Lg13 kL?0.009(5)()()
aw?L?LDL?L8178631.54233.6?0.53.6?1.27?10?0.0095()()()3?6 80.96?3.699.82998.2?5.29?10?1.17(1m/h)由kGa?kGaw?1.1，查附表5得，
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??1.45
则kGa?kGaw?1.1?0.0317?80.96?1.451.1?3.862kmol/(m3.h.kpa)
kLa?kLaw?0.4?1.171?80.96?1.450.4?109.99(l/h) 因为
u?64.92%?50%，故需要校正。 uF??u?由kGa??1?9.5(?0.5)1.4?kGa
uF????u?kLa??1?2.6(?0.5)2.2?kLa，得
uF???kGa?[1?9.5?(0.6492?0.5)1.4]?3.862?6.419kmol/(m3.h.kpa) ?kLa?[1?2.6?(0.6492?0.5)2.2]?109.99?114.34(l/h) 则有
KGa?111???kGaHkLa?111?6.4190.0156?114.34?1.396kmol/(m3.h.kpa)
由HOG?G?KYa?GKGaP?4?D298.79?0.618m 21.396?101.3?0.785?1.2
3.4.3填料层高度的计算
Z?HOG?NOG?0.618?6.361?3.931m
根据设计经验，填料层设计高度一般为Z??(1.2 ~1.5)Z 因此取Z??1.35?3.931?5.307m 所以设计取填料层高度为Z??5.5m
查附表5，对于阶梯环填料，h/D=8～15,hmax?6m
h?8,取D则 h?8?1200?9600mm计算得填料层高度为5500mm，故不需要分段。
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3.5填料塔附属高度的计算
塔上部空间高度，通过相关资料可知，可取为1.3m，塔底液相停留时间按1.5min考虑，则塔釜液所占空间高度为： VS?wL88885.09??0.024735(m3/s)
?L?36003600?998.21.5?60?VS1.5?60?0.024735??1.97(m)
0.785?1.220.785?1.22 h1? 考虑到气相接管所占空间高度，底部空间高度可取2.5m，所以塔的附属空间高度可以取为1.3+2.5=3.8米。
因此塔的实际高度取H=5.5+3.8=9.3(m)
3.6液体分布器的简要设计
3.6.1液体分布器的选型
液体分布装置的种类多样，有喷头式、盘式、管式、槽式、及槽盘式等。工业应用以管式、槽式、及槽盘式为主。
性能优良的液体分布器设计时必须满足以下几点：
⑴液体分布均匀 评价液体分布均匀的标准是：足够的分布点密度；分布点的几何均匀性；降液点间流量的均匀性。
①分布点密度。液体分布器分布点密度的选取与填料类型及规格、塔径大小、操作条件等密切相关，各种文献推荐的值也相差较大。
大致规律是：塔径越大，分布点密度越小；液体喷淋密度越小，分布点密度越大。对于散装填料，填料尺寸越大，分布点密度越小。表3-1列出了散装填料塔的分布点密度推荐值[2]
表3-1 Eckert的散装填料塔分布点密度推荐值 塔径，mm D=400 D=750 分布点密度，点/m2塔截面 330 170 D≥1200 42
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②分布点的几何均匀性。分布点在塔截面上的几何均匀分布是较之分布点密度更为重要的问题。设计中，一般需通过反复计算和绘图排列，进行比较，选择较佳方案。分布点的排列可采用正方形、正三角形等不同方式。
③降夜点间流量的均匀性。为保证各分布点的流量均匀，需要分布器总体的合理设计、精细的制作和正确的安装。高性能的液体分布器，要求个分布点与平均流量的偏差小于6%。
⑵操作弹性大 液体分布器的操作弹性是指液体的最大负荷与最小负荷之比。设计中，一般要求液体分布器的操作弹性为2～4，对于液体负荷变化很大的工艺过程，有时要求操作弹性达到10以上，此时，分布器必须特殊设计。
⑶自由截面积大 液体分布器的自由截面积是指气体通道占塔截面积最小应在35%以上。 ⑷其它 液体分布器应结构紧凑、占用空间小、制造容易、调整和维修方便
由于该吸收塔的液相负荷较大，而气相负荷相对较低，故选用槽式液体分布器。 当填料层高度与塔径之比超过某一数值时，填料层需分段。在各段填料层之间安设液体再分布器，以收集自上一填料层来的液体，为下一填料层提供均匀的液体分布[2]。 由3.4.3节中知，本次设计的填料层不需要分段,故不需要安装液体再分布器。
3.6.2分布点密度及布液孔数的计算
按照Eckert建议值，D≥1200mm 时，喷淋点密度为42点/m2,因为该塔液相负荷较大，设计取喷淋点密度为120点/ m2 。布液点数为
n?0.785?1.22?120?135.6?136点
按分布点几何均匀与流量均匀的原则，进行布点设计。设计结果为：二级槽共设七道，槽侧面开孔，槽宽度为80mm,槽高度为210mm,两槽中心矩为160mm,分布点采用三角形排列。实际设计布点数为n=132点，(见示意图)
布液计算[4] ：
? 由 L?d02n?2g?H
4L: 液体流量 m3/s n: 开孔数目
?: 孔流系数，取0.55～0.60 d0: 孔径，m
?H: 开孔上方的液位高度，m 取??0.60，?H?160mm
d0?4L4?88885.09??0.015m
?n?2g?H998.2?3600?3.14?132?0.62?9.81?0.16 19