金属环矩鞍填料 化工传质案例教学
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已知:
1=0.023Y 、2=0.0002Y 、10.006X =、20X =,0.846m =。
38DN 金属环矩鞍填料:比表面积23112/a m m =,堆积密度3365/P kg m ρ=,
个数324680n m -=,空隙率96%ε=,干填料因子1126m -Φ=。
解:
(1) 改造方案
1.增加填料高度,保持L V 不变
2.增加填料高度,改变液体流量L ,使得吸收剂出口1X 组成不变
3.只增加液体流量L
4.提高操作压力,保持L V 不变,令'p p η=
5.改变填料的有效比表面积a ,保持L V 不变,令'a a η=
6.串联一个相同塔径的塔,保持L V 不变
(2)工艺计算
方案一:增加填料高度,保持L V 不变
原工况物料衡算: 112()V
X Y Y L
=
- 1120.006==0.2632()0.023-0.0002
X V L Y Y =- 1212min 11
20.0230.0002
()0.8460.8386
0.0230Y Y Y Y L m Y Y V X m m
ϕ---===⋅=⨯=-- 校正项 min 11
4.5()0.26320.8386
L V L V ==⨯=
采用传质单元数法计算
○1解析法——脱吸因数法: 原工况:0.8460.26320.2226mV
S L
=
=⨯=
1222-110.023-0
ln[(1-)]=ln[(1-0.2226)0.2226]=5.7831--1-0.22260.0002-0e OG e Y Y N S S S Y Y =
++ 3.8
0.65715.783
OG OG Z H m N =
== 新工况,当出塔气体组成'-6-525010510Y =⨯=⨯时,S 不变;
'12'-522-110.023-0
ln[(1-)]ln[(1-0.2226)0.2226]7.5641--1-0.2226510-0
e OG e Y Y N S S S Y Y =
+=+=⨯OG Y OG V L
H K a V H =
Ω⋅Ω∴和不变不变
''0.65717.564 4.970OG OG Z H N m =⋅=⨯=
'- 4.970-3.8 1.170Z Z Z m ∆===
既填料塔高度增加1.170m 即可。
○
2解析法——对数平均推动力法: 原工况:31121
12---0(0.0230.8460.006)0.0002
3.943100.0230.8460.006
ln ln 0.0002m Y mX Y Y Y mX Y --⨯-∆=
==⨯--⨯()()
1230.0230.0002
5.7833.94310OG m Y Y N Y ---=
==∆⨯ 3.8
0.65715.783
OG OG Z H m N =
== OG Y OG V L
H K a V H =
Ω⋅Ω∴和不变不变
新工况,当出塔气体组成'-6-525010510Y =⨯=⨯时,L
V
不变,OG H 不变;
1'12'
5-3
121()()(0.023510)0.2632 6.03910X V L Y Y Y Y V
X L
-=
--⋅∴=
=-⨯⋅=⨯
'-35
3
112-3
1152---0(0.0230.846 6.03910)510 3.034100.0230.846 6.03910ln ln 510m Y mX Y Y Y mX Y ----⨯⨯-⨯∆===⨯--⨯⨯⨯()()'-5
'
12'3
0.0235107.5643.03410
OG
m Y Y N m Y ---⨯===∆⨯ ''0.65717.564 4.970OG OG Z H N m =⋅=⨯=
'- 4.970-3.8 1.170Z Z Z m ∆===
既填料塔高度增加1.170m 即可。
方案二:增加填料高度,改变液体流量,使得吸收剂出口1X 组成不变 原工况;
112()V
X Y Y L
=- 1120.006==0.2632()0.023-0.0002
X V L Y Y ∴
=- 0.8460.26320.2226mV
S L
=
=⨯= 1222-110.023-0
ln[(1-)]=ln[(1-0.2226)0.2226]=5.7831--1-0.22260.0002-0
e OG e Y Y N S S S Y Y =
++
新工况,当出塔气体组成'-6-525010510Y =⨯=⨯时,
'1'-5
120.006
==0.2614()0.023-510X V L Y Y =-⨯() ''()0.8460.26140.2212V
S m L =⋅=⨯=
'''12
''-5
22-110.023-0ln[(1-)]=ln[(1-0.2212)0.2212]=7.5521--1-0.2212510-0
e OG e Y Y N S S S Y Y =
++⨯