工艺专业塔器水力学计算设计导则(6)

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L γV γL Ro R3

液相流率 汽相密度 液相密度

（m3/h) （kg/m3） （kg/m3）

负荷截距参数，查《FRI塔板设计手册》图 斜率参数，查《FRI塔板设计手册》图

以上式求取初估塔径，再园整到公称塔径。

根据工艺要求上式中汽液负荷可用设计负荷或最大负荷。 3.12 设计压降△p设计

由于填料塔的压降较低，往往为此特点而选用填料塔，因此要预先选定工艺要求的压降。

△p设计=

允许塔压降

总填料高度(mm水柱/m填料）

总填料高度为理论塔板数乘以最小负荷下的等板高度。理论塔板数要考虑到由于进料位置的误差而增加的安全系数。

另外尚需考虑到辅助装置的压降。 3.13 泛点

当填料床层中汽液相互作用而导致过量的持液量时，分离效率迅速下降，而压降急增，此时将发生液泛现象。液泛汽速与填料类型、尺寸、液相流率等有关。计算方法如下：

VSF =

CSF

?v/(?L-?v)(m/s)

恒定液相流率条件：

CSF = 0.3048·R2·(R3)(L/2.445AT)

式中：

VSF CSF γv γL R2 R3

以塔截面为基准的液泛汽速 （m/s） 液泛能力因子 (m/s) 汽相密度 液相密度

(kg/m3) (kg/m3)

液泛截距参数，查《FRI塔板设计手册》中图 斜率参数，查《FRI塔板设计手册》中图

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L AT

液相流率 塔截面积

（m3/h) （m2）

恒定汽液比条件：

CSF?0.3048?R2?R3??1472.4CSF???RVL?? (m/s)

式中：

RVLVV?L2? L?V??L??V?L

汽液流率比 （kg/kg)

根据上二式算得的液泛汽速，以小值为基准，计算泛点率。即设计汽速与液泛汽速之比值的百分率。根据工艺要求选取合适的泛点率。汽液负荷可用最大值或设计值。

R2和R3值是根据FRI对各种填料所提供的数据来查取的。对于未提供的填料，可用填料因子来查取。但可能会带来误差，仅供参考。

3.14 载点

在泛点发生以前，填料床层中汽相或液相的最大流量，如超过此流量时，传质效率下降，此点为载点。一般载点在泛点汽速的75～95%处。设计时，往往考虑载点率为主。

载点的计算方法如下：

VSF =

CSL

?v/(?L-?v) (m/s)

恒定液相流率条件：

CSL = 0.3048·R0·(R3)(L/2.445AT)

式中： VSF CSL γv γL Ro R3

以塔截面为基准的载点汽速 （m/s） 载点能力因子 汽相密度 液相密度

(m/s)

(kg/m3) (kg/m3)

载点截距参数，查《FRI塔板设计手册》中图 斜率参数，查《FRI塔板设计手册》中图

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L AT

液相流率 塔截面积

（m3/h) （m2）

恒定汽液比条件：

CSL?0.3048?R0?R3??1472.4?CSL???RVL?? (m/s)

?L2VRVL=

L?V??L??V?VL

汽液流率比 （kg/kg)

根据上二式计算的载点汽速，以小值为基准，计算载点率。即设计汽速与载点汽速之比值的百分率。根据工艺要求选取合适的载点率。汽液负荷可用最大值或设计值。

Ro和R3值是根据FRI对各种填料所提供的数据来查取的。对于未提供的填料，可用填料因子来查取。但可能会带来误差，仅供参考。

3.15 体系极限

当改变填料类型或尺寸并不能提高液泛汽速时，即达到了体系极限。也就是极限处理能力。

体系极限下液泛截距参数R’2由下式计算：

?16.0185???R2'?0.73??1?FL?????L??V?1-FL?1.4(?L14

??V)/?VL1?1.4(???V)/?V

式中：

FL σ

液体占总体积分数 表面张力 mN/m

如果由上式算得的R’2小于R2，则使用R’2来计算液泛汽速。体系极限条件下的R3可用R’2来查图求取。

大多数填料不受体系作用的限制，除非是当(?L??V)/?V<20时。 体系极限下载点截距参数R’o由下式计算。

0.73?R0?1?FL??16.0185???R0'???R2??L??V?14

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1-FL?1.4(?L??V)/?VL1?1.4(???V)/?V

式中：

FL Ro R2 σ

液体占总体积分数 载点截距参数 液泛截距参数 表面张力 mN/m

如果液泛由体系极限控制，且R’2

干床压降△p干由下式计算：

△p干C1 Fs2aC 2 γv=+1000 3 εγH2O (mmH2O/m)

式中：

a

比表面积为单位床层体积的填料表面积 （m2/m3） 以塔截面为基准的负荷因子

FS

FS=VS?VVs

以塔截面为基准的汽速 (m/s) 汽相密度 (kg/m3) 液相密度 (kg/m3) 空隙率

水在21℃下的密度 (kg/m3)

?V ?L ε γ

H2O

C1 C2

常数，查表 常数，查表

湿床压降△p湿由下式计算：

△p湿C1 Fs2(a)C 2 γv=+1000 (ε-hL,P)3γH2O (mmH2O/m)

hL,P = C3ReL0.5 (a DP)/Ga0.18

式中：

ReL Ga

为液体雷诺数 为伽利略数

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ReL = Dp ?LVL/? L Ga=Dp3 gγhL,p a

22L/μL

持液量（m3/m3），为关联式所需，并不是实际持液量。 比表面积 （m2/m3） 孔隙率

以塔截面为基准换荷因子 填料尺寸 （m) 重力系数

液相粘度 （kg/s.m)

以塔截面为基准的液体流速 （m/s） 汽相密度 （kg/m3） 液相密度 （kg/m3）

水在21℃下的密度 （kg/m3）

ε FS Dp g

μL VL γv γL γ

H2O

C1、C2、C3 常数、查表

下表列出有关填料压降式中的常数值：

填 料 类 型 金属鲍尔环（FRI） 金属拉西环（FRI） 金属多孔环（FRI） 金属拉西环（Billet） 陶瓷伯尔鞍型（FRI） 陶瓷英特洛克斯（FRI） C1 0.0449 0.0208 0.0278 0.592 0.026 0.0234 C2 1.0 1.25 1.0 1.12 1.0 1.0 C3 0.105 0.105 0.205 0.17 0.106 0.067

上表中鲍尔环数据是来自干装填料的方法，如湿装则以0.9乘以比表面积a。其他填料是装填方法为湿装的数据。

有关填料特性数据见下表：

填 料 类 型 公称尺寸 (mm) 陶瓷拉西环 19 38 76 2.4 4.8 9.5 壁厚(mm) 近似比表面 (m2/m3) 243 121 62.3 孔隙率 0.72 0.73 0.75 H-D1-97

第 31 页 共 31 页 339 201 143 100 241 207 141 102 72.8 46.9 250 150 105 255 195 118 92 0.92 0.94 0.945 0.95 0.93 0.94 0.95 0.96 0.95 0.968 0.68 0.71 0.72 0.77 0.80 0.79 0.80 金属拉西环 金属鲍尔环 金属多孔环 陶瓷伯尔鞍 陶瓷英特洛克斯 15 25 35 50 15 25 35 50 51 76 25 38 50 25 38 50 75 0.5 0.6 0.8 1.0 < …… 此处隐藏：1527字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……