化工原理课程设计
HOG(?)=
VB=
KGa(?)?86.38/36000.105?0.785?0.686.38/36002=0.808m
HOG(??)=
VB=KGa?0.111?0.785?0.62 =0.764m
组成 X Y Y* I 0.004~0.002 0.0176~0.0097 0.00935~0.00442 II 0.002~0 0.0097~0.00185 0.00442~0 2.9.4 传质单元数
据下式计算 NOG=
Y1?Y2 ?Ym(Y1?Y1*)?(Y2?Y2*)?Ym?(Y1?Y1*)In(Y2?Y2*)
（0.0176-0.00935）-（0.0097-0.00442）?Ym(?)??0.0066（0.0176-0.00935）In（0.0097-0.00442）（0.0176-0.0097）NOG(?)??1.20.0066同理NOG（??）?2.4
2.9.5 填料层高度Z计算
Z=Z1?Z2?HOG(?)NOG(?)?HOG(?)NOG(?) =0.808×1.2+0.764×2.4=2.80
取30%余量，则完成本设计任务需DN50金属鲍尔环的填料层高度Z=1.30×2.80=3.64m=3.70m
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2.10 填料层压降计算
取图2(通用压降关联图)横坐标值0.082(前已算出)；将操作气速u'(＝1．854m/s) 代替纵坐标中的uF查表，DN50mm金属鲍尔环的压降填料因子?＝124代替纵坐标中的．则纵标值为：
1.8542?124×(
9.81查图2(内插)得
?P=23×9.81=225.63Pa/m 填料 Z全塔填料层压降 ?P=3.7×225.63=834.83Pa
1.186)×(0.9082)0.2=506.4Pa 996.95 至此，吸收塔的物科衡算、塔径、填料层高度及填料层压降均已算出。关于吸收塔的物料计算总表和塔设备计算总表此处从略。
2.11 填料吸收塔的附属设备
2.11.1 填料支承板
分为两类：气液逆流通过平板型支承板，板上有筛孔或栅板式;气体喷射型，分为圆柱升气管式的气体喷射型支承板和梁式气体喷射型支承板。
2.11.2 填料压板和床层限制板
在填料顶部设置压板和床层限制板。有栅条式和丝网式。
2.11.3 气体进出口装置和排液装置
填料塔的气体进口既要防止液体倒灌，更要有利于气体的均匀分布。对500mm直径以下的小塔，可使进气管伸到塔中心位置，管端切成45度向下斜口或切成向下切口，使气流折转向上。对1.5m以下直径的塔，管的末端可制 成下弯的锥形扩大器。气体出口既要保证气流畅通，又要尽量除去夹带的液 沫。最简单的装置是除沫挡板（折板），或填料式、丝网式除雾器。
液体出口装置既要使塔底液体顺利排出，又能防止塔内与塔外气体串通，常压吸收塔可采用液封装置。
注：(1)本设计任务液相负荷不大，可选用排管式液体分布器；且填料层不高，可不设液体再分布器。
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(2)塔径及液体负荷不大，可采用较简单的栅板型支承板及压板。其它塔附件及气液出口装置计算与选择此处从略。
2.12 进出口管径的计算和选择
常压进出料；
2.12.1 进料口管径计算： 选取u=15m/s d?4VS4?2200==0.228 3.14u3.14?12?3600取壁厚δ=10㎜，查附录选外径为273㎜的无缝钢管（?273×12㎜） 2.12.2 出料口管径计算： 清水（常压）取u?2.6m/s
V?L6087.31??1.7?10?3m3/h
3600??L996.95?36004V4?1.7?10?3d???0.029m
3.14?u3.14?2.6取壁厚δ=5㎜，则选用外径为39㎜（?40×5㎜） 2.13填料塔的设计结果总汇
表2 填料塔的设计结果
项 目 混合气摩尔流率kmol/h 清水密度kg/m3 清水摩尔流量kmol/h 清水质量流量kg/h 泛点气速m/s 泛点率 塔径m 喷淋密度m3/m2h 全塔填料层压降Pa 吸收剂出口浓度 相平衡常数 相平衡常数 数 据 89.98 996.95 377.46 5888.95 3.184 0.6 0.7 17.7 803.44 0.004 2.210 2.338 备 注 25℃ X=0.002 X=0.004 13
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气相浓度对数平均值 气相浓度对数平均值 传质单元数 传质单元数 实际气速m/s 气相传质单元高度m 气相传质单元高度m 填料层高度m
0.0066 0.00327 1.2 2.4 2.23 0.808 0.704 3.7 X(1)0.004～0.002 X（2）0.002～0 X（1） X（1） X（1） X（2） 14
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主要符号说明
E—亨利系数，atm
?G—气体的粘度，Pa/s
m —平衡常数 ?—水的密度和液体的密度之比
g —重力加速度，m2/s
?G,?L—分别为气体和液体的密度， kg/m3 —分别为气体和液体的质量流量，kg/s
WG,WLKYa—气相总体积传质系数， kmol/m3·s
Z—填料层高度，m ?—塔截面积，m2
HOGKGaWkG—气相总传质单元高度，m
NOG—气相总传质单元数
—以分压差表示推动力的总传质系数，kmol/(m2·s·kPa) —单位体积填料的润湿面积 , m2/m3
—以分压差表示推动力的气膜传质系数，kmol/(m2·s·kPa)
H—溶解度系数，kmol/(m2·kPa)
kL—以摩尔浓度差表示推动力的液摩尔传质系数，m/s —气体通过空塔截面的质量流速，kg/(m2·s)
GGR—气体常数， 8.314J/mol·K
DG
2—溶质在气相中的扩散系数，m/s
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