填料塔设计计算

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填料塔设计

既定参数

温度=

323

标准温度

273

压力=

101325

标准大气压

101325

废气流量=

28000

m3/h

废气分子量=

28.94

kg/kmol

M_空气=

V_空气=

0.995

M_废气₁=

V_废气₁=

0.005

M_废气₂=

V_废气₂=

M_废气₃=

V_废气₃=

M_废气₄=

V_废气₄=

M_废气₅=

V_废气₅=

填料因子Φ=

105

m^-1

泛点填料因子Φ_F=

m^-1

填料比表面积a_t=

m²/m³

填料直径d=

0.05

填料临界表面张力σ_c=

0.04

N/m

查表14-3

填料的名义尺寸d_p=

0.05

有效直径

填料θ系数θ=

5.23

一般环形及鞍形填料为5.23，名义尺寸小于15mm的为2

填料形状修正系数φ=

1.5

液相黏度μ_L=

1.01E-03

Pa.s

20˚C水的黏度度为

mPa.s

气相黏度μ_G=

1.85E-05

Pa.s

重力加速度g=

9.81

m/s²

水的密度20˚C ρ_水=

1000

kg/m3

液相密度ρ_L=

992

kg/m3

液相分子量M_L=

液体密度校正系数Ψ=

1.00806452

水的密度与液体密度之比

液体表面张力σ=

7.28E-02

N/m

查表（附录）

液相中扩散系数D_L=

1.76E-09

m²/s

273K/101325Pa

气相中扩散系数D_G=

1.99E-05

m²/s

273K/101325Pa

空塔速度u=

0.6

u_F液泛速度，一般为0.5-0.8

摩尔气体常数R=

8.314

kN.m/kmol.K

亨利系数E=

76600

查表，注意单位换算为Pa

相平衡常数m=

0.75598322

m=E/P

亨利定律

液泛速度计算

气相质量流量ω_V=

8.49309856

kg/s

液相质量流量ω_L=

kg/s

气相密度ρ_V=

1.09196981

kg/m3

中间坐标参数X=

0.10938086

0.14

查关联图

Y/u_F²=

1.19E-02

液泛速度u_F=

3.431576

m/s

空塔速度u=

2.0589456

m/s

有效过流截面A=

3.7775538

m²

按圆型填料塔计算

塔径D=

2.19310987

直径取整D=

2.5

塔截面积Ω=

4.90873852

m²

实际空塔速度u=

1.58447588

m/s

塔径/填料径=

要求>10

符合

喷淋密度L'=

20.7004107

m³/m².h

润湿速率L_w=

0.23000456

d<75,(L_w)min=0.08m³/m².h

符合d<75mm

d>75,(L_w)min=0.12m³/m^3.h

符合d>75mm

计算工作压损

参数X=

0.10938086

2.98E-02

ΔP/Z=

254

Pa/m

查关联图

阻力系数法

ζ=

150

查阻力系数表

ΔP/Z=

205.609492

Pa/m

填料层高度计算

1）传质单元数

解析法/脱吸因数法

气相进塔摩尔比Y₁=

1.20E-05

摩尔比

气相出塔摩尔比Y₂=

2.00E-06

摩尔比

进塔液相摩尔比X₂=

摩尔比

出塔液相摩尔比X₁=

摩尔比

气相进塔摩尔流量V=

1056.50155

kmol/h

液相进塔摩尔流量L=

5600

kmol/h

解吸因数 S=

0.14262454

S=mV/L

气相总传质单元数N_OG=

1.9422387

液相总传质单元数N_OL=

0.2770109

2）传质单元高度

气相空塔质量速度G=

1.73019983

Kg/m².s

液相空塔质量速度W=

5.70411316

Kg/m².s

雷诺准数Re_L=

63.0637165

弗鲁德准数Fr_L=

0.00030334

韦伯准数We_L=

0.005006

填料层有效面积α=

18.199032

m²/m³

实际雷诺数Re’_L=

311.87013

施密特准数Sc_L=

575.627749

液膜吸收系数k_L=

0.00046045

kmol/m³.s.kPa

气相雷诺准数Re_G=

1039.15906

气相施密特准数Sc_G=

0.85349422

气膜吸收系数k_G=

2.713E-05

kmol/m³.s.kPa

溶解度系数H=

0.7194662

kmol/m³.kPa

K_Gα=

0.00045629

kmol/m³.s.kPa

K_Yα=

0.0462335

kmol/m³.s.kPa

传质单元高度H_OG=

1.2931263

填料层高度Z=

2.51156

物性参数

填料的特性数据
填料名称	尺寸(单位为mm)	材质及堆积方式	比表面积a/m²/m³	空隙率ε/m²/m³	每m³填料个数	堆积密度/kg/m³	干填料因子（a/		备注
填料名称	尺寸(单位为mm)	材质及堆积方式	比表面积a/m²/m³	空隙率ε/m²/m³	每m³填料个数	堆积密度/kg/m³			备注
拉西环	10×10×1.5	瓷质乱堆	440	0. 70	720×10³	700	1280	1500	(直径)×（高）×（厚）
	10×10×0.5	钢质乱堆	500	0.88	800×10³	960	740	1000
	25×25×2.5	瓷质乱堆	190	0.78	49×10³	505	400	450
	25×25×0.8	钢质乱堆	220	0.92	55×10³	640	290	0.26
	50×50×4.5	瓷质乱堆	93	0.81	6×10³	457	177	205
	50×50×4.5	瓷质乱堆	124	0.72	8.83×10³	673	339	175
	50×50×1	钢质乱堆	110	0.95	7×10³	430	130	280
	80×80×9.5	瓷质乱堆	76	0.68	1.91×10³	714	243	105
	76×76×1.5	钢质乱堆	68	0.95	1.87×10³	400	80
鲍尔环	25×25	瓷质乱堆	220	0.76	48×10³	505		300	（直径）×（高）
	25×25×0.6	钢质乱堆	209	0.94	61.1×10³	480		160	（直径）×（高）×（厚）
	25	塑料乱堆	209	0.9	51.1×10³	72.6		170	(直径)
	50×50×4.5	瓷质乱堆	110	0.81	6×10³	457		130
	50×50×0.9	钢质乱堆	103	0.95	6.2×10³	355		66
阶梯环	25×12.5×1.4	塑料乱堆	223	0.9	81.5×10³	97.8		172	（直径）×（高）×（厚）
阶梯环	33.5×19×1.0	塑料乱堆	132.5	0.91	27.2×10³	57.5		115	（直径）×（高）×（厚）
弧鞍环	25	瓷质	252	0.69	78.1×10³	725		360
	25	钢质	280	0.83	88.5×10³	1400		148
	50	钢质	106	0.72	8.87×10³	645
矩鞍形	25×3.3	瓷质	258	0.775	84.6×10³	548		320	（名义尺寸）×（厚）
矩鞍形	50×7	瓷质	120	0.79	9.4×10³	532		130	（名义尺寸）×（厚）
θ网环	8×8	镀锌铁丝网	1030	0.936	2.12×10³	490			40 目，丝径0.23～0.25mm；
鞍形环	10		1100	0.91	4.56×10³	340			60目，丝径0.125mm
压延孔环	6×6		1300	0.96	10.2×10³	355
立体网状填料			45-100	93-98		17-60

填料材质的临界表面张力σ_c
	材质	临界表面张力
	材质	δ_C×10³/(N/m)								BOD²	0.2-1.2kg/m³.d
	碳	56
	陶瓷	61								成品重量	17-60kg/m²
	玻璃	73
	聚乙烯	33								空隙率	93-98%
	聚氯乙稀	40
	钢	75								成膜重量	273-468kg/m³
	涂石蜡的表面	20
										比表面积	45-100m²/m³
填料形状修正系数Ψ
	填料类型	Ψ
	球	0.72								BOD3负荷	0.2-1.2Kg/m
	棒	0.75
	拉西环	1
	弧鞍	1.19								成品重量	17-60Kg/m
	鲍尔环/米字筋	1.36
	阶梯环	1.47
	鲍尔环/井字筋	1.53								空隙率	93-98%

										成膜重量	273-468Kg/m


										比表面积	45-100m


干空气的物理性质（101.33Pa）

	温度 t	密度ρ	比热 c,	导热系数 λ×10²	粘度 μ×10⁵	普兰德数
	( ℃ )	(kg/m 3 )	(kJ/kg• ℃ )	(W/m• ℃ )	(Pa•s)	Pr
	-50	1.584	1.013	2.035	1.46	0.728

	-40	1.515	1.013	2.117	1.52	0.728

	-30	1.453	1.013	2.198	1.57	0.723

	-20	1.395	1.009	2.279	1.62	0.716

	-10	1.342	1.009	2.36	1.67	0.712

	0	1.293	1.009	2.442	1.72	0.707

	10	1.247	1.009	2.512	1.77	0.705

	20	1.205	1.013	2.593	1.81	0.703

	30	1.165	1.013	2.675	1.86	0.701

	40	1.128	1.013	2.756	1.91	0.699

	50	1.093	1.017	2.826	1.96	0.698

	60	1.06	1.017	2.896	2.01	0.696

	70	1.029	1.017	2.966	2.06	0.694

	80	1	1.022	3.047	2.11	0.692

	90	0.972	1.022	3.128	2.15	0.69

	100	0.946	1.022	3.21	2.19	0.688

	120	0.898	1.026	3.338	2.29	0.686

	140	0.854	1.026	3.489	2.37	0.684

	160	0.815	1.026	3.64	2.45	0.682

	180	0.779	1.034	3.78	2.53	0.681

	200	0.746	1.034	3.931	2.6	0.68

	250	0.674	1.043	4.268	2.74	0.677

	300	0.615	1.047	4.605	2.97	0.674

	350	0.566	1.055	4.908	3.14	0.676

	400	0.524	1.068	5.21	3.31	0.678

	500	0.456	1.072	5.745	3.62	0.687

	600	0.404	1.089	6.222	3.91	0.699

	700	0.362	1.102	6.711	4.18	0.706

	800	0.329	1.114	7.176	4.43	0.713

	900	0.301	1.127	7.63	4.67	0.717

	1000	0.277	1.139	8.071	4.9	0.719

	1100	0.257	1.152	8.502	5.12	0.722

	1200	0.239	1.164	9.153	5.35	0.724

填料塔设计

Design 物性参数关联图

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