河南城建学院本科毕业设计 2.工艺计算
2.3.3填料层高度的计算
HP = AP/0.785D2α=16087.7/（0.785×3.52×114）=14.67m 考虑到计算公式的偏差
实际取填料高度为：HP =14.8m
h对于阶梯环填料，?8~15,hmax?6m
Dh取?8,则 Dh?8?3500?28000
计算得填料层高度为14800mm
说明：填料高度根据所需的传质单元理论板数来推算出。算出的高度
太大则分成若干段，每段一般不宜超过6m，或按推荐的倍数来选定，对于拉西环，每段填料层高度为它径的3倍，对于鲍尔环及鞍形填料为5~10倍，为3液位分布良好，两段之间液体再分布装置。
所需要的传质面积计算： Fp = G1/（KG·ΔPm）
Fp = 291/(22.47×0.000805) = 16138m2 填料高度计算：
Hp = Fp/（0.785D2·α）
Hp = 16138/（0.785×3.52×114） = 14.7m 填料用量计算： S = Hpa·D2/4
S = 3.14×3.52×14.7= 566.2m3
2.3.4塔高计算：
通常，塔高与填料高度的比例稳定在一定比例，吸收效果比较好。按照经验，脱硫塔在此处的经验系数可取1.7。
H = 1.4×Hp = 14.7×1.7 = 24.99m 圆整为：25.0m
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表2.3脱硫塔工艺计算汇总
项目 塔径 填料高度 吸收过程传质系数KG 吸收过程平均推动力ΔPm
填料用量 塔高
计算结果 3.5m 14.8m
22.47kg/（m2·h·atm）
0.0008atm 566.8m3 25.0m
2.4 喷射再生槽工艺计算
2.4.1槽体计算：
再生槽直径计算：
D1 = [GA/（0.785 Ai）]0.5
式中，Ai 吹风强度，m3/（h m2），取70 m3/（h m2） D1 槽体直径，m
GA 空气量，m3/h， GA = Lr C1
C1 喷射器抽吸系数，m3/m3，取2.4 m3/m3. D1 = [2910×2.4/（0.785×70）]0.5 = 11.3m 扩大部分直径计算：
D2 = 0.4 + D1 = 0.4 + 11.3= 11.7m 再生槽高度，HT,m HT = H1 + H2 + H3
式中，H1 再生槽有效高度，m H1 = LT·τ/（0.785·D12·60）
τ 溶液在再生槽内停留时间，min，取6min。 H1 = 2910×8/（0.785×11.32×60）= 3.9m 取4m H2 喷射器出口到槽低距离，m，取0.5m。 H3 扩大部分高度，m，取2.5m HT = 4 + 0.5 + 2.5 = 7m
2.4.2喷嘴计算：
喷嘴个数，n个 n = LT/Li
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式中，Li 每个喷嘴器溶液量，m3/h，取40 m3/h. n = 2910/40 = 72.75 圆整为 73个 喷嘴孔径，Dj，m
Dj = [L1/（0.785·3600·Wj）]0.5
式中，Wj 喷嘴处溶液流速，m/s，通常为18——25 m/s，此处取20 m/s。 Dj = [40/（0.785×3600×20）]0.5 = 0.0266 取0.027m 溶液入口管直径，Dl，m
Dl = 3Di = 3×0.027 = 0.08m 取 φ89×4管 喷嘴入口收缩段长度，L5,m L5 = （Dl– Di）/2tg（α/2） 式中，α 喷嘴入口收缩角，取14。
L5 = （0.081 - 0.027）/2tg（14/2） = 0.22m
喷嘴喉管长度，L0,mm， 取3mm 喷嘴总长度，
L7 = L0 + L6 = 0.22 + 0.003 = 0.223m
2.4.3混合管计算：
混合管直径，Dm，m
Dm = 1.13（m·0.785d12）0.5 式中，m 喷射器形状系数，取8.5
Dm = 1.13×（8.5×0.785×0.0272）0.5 = 0.079m
Dm取 φ89×4管 混合管长度，L3，m
L3 = 25Dm = 25×0.079 = 1.98m 取2.0m
2.4.4吸气室计算：
空气入口管直径，Da，mm Da = 18.8×[GA/（Wa·n）]0.5 式中，Wa 管内空气流速，m/s，取3.5m/s
Da = 18.8×[1344.6/（3.5×73）]0.5 = 43mm 取Φ108×4管 吸气室直径，Dm，mm
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Dm =（3.1da2）0.5
Dm =（3.1×1002）0.5 = 176mm 取Φ219×6管 吸气室高度，L1 ，取330mm 吸气室收缩管长度，L2，mm L2 = （Dm1–Dm）/2tg（α2/2） 式中，α2 吸气室收缩角，取30。
L2 = （207–81）/2tg（30/2） = 233mm 尾管直径计算：De，mm De = 18.8×（Li/We）0.5
式中，We 尾管中流体流速，m/s，取1m/s De = 18.8×（40/1）0.5 = 119mm 取Φ133×4管 扩散管长度计算，L4,mm
L4 = （Dm1– Dm）/2tg（α3/2） 式中，α3 扩散角，取7。
L4 = （125 -81）/2tg（7/2） = 361mm
表2.4喷射再生槽工艺计算结果汇总
项目 再生槽直径 扩大部分直径 再生槽高度 喷嘴个数 喷嘴孔径 溶液入喷嘴口管 喷嘴入口收缩段长度
喷嘴喉管长度 喷嘴总长度 混合管 混合管长度 空气入吸气室口管 吸气室型号 吸气室高度 吸气室收缩管长度
尾管 扩散管长度
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计算结果 11.3m 11.7m 7.0m 73个 0.027m φ89×4管 0.22m 3mm 0.223m φ89×4管 2.0m Φ108×4管 Φ219×6管 330mm 233mm Φ133×4管 361mm
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2.5辅助设备的选择
2.5.1液体分布装置 （喷淋装置）
喷淋装置的作用是使液体的初始分布尽可能地均匀。液体喷淋装置设计不合理，将导致液体分布不量，减少填料的润湿面积，增加沟流和壁流现象，直接影响填料的处理能力和分离效率。液体喷淋装置的结构设计要求：能使整个截面的填料表面很好的润湿，均匀法分散液体，通过不易堵塞，结构简单，制造维修方便等。
本次设计我采用溢流型槽式分布器。这种分布器适应性能较好，特别适宜大流量操作。
采用溢流槽式布液器，具体尺寸如下表：
表2.5.1溢流分布器尺寸 喷淋槽 塔径 (mm) 外径（mm） 数量 中心距（mm） 数量 中心距（mm） 1350 （m3/h） 30～600 分配槽 液体负荷范围 3500 D-45 12 375 2 槽宽140mm，高度340mm
2.5.2液体再分布器
当液体流经填料层时，液体有流向器壁造成―壁流‖的倾向。乱堆填料的阻力较大，填料层较高时更高容易流向塔壁的弥散现象，使液体分布不均匀，降低了填料塔的效率，严重时可使塔中的填料不能润湿而成―干堆‖。为消除此现象，常将填料分段填装，层间设置液体再分布器以便在整个角度内填料都得到均匀喷淋。
采用梁型再分布器，具体尺寸如下：
表2.5.2梁型再分布器尺寸
塔径（mm） 3500
盘外径（mm） 螺栓圆直径（mm） 分块数 升气管数 液体负荷范围（m3/h） 2962 2835 29 28 9 20～820