收稿日期:1996-04-30填料塔等板高度公式修正
王扶明 陶建平
(青岛化工学院,青岛266042)
摘 要:用实际生产中蒸馏吸收填料塔数据,通过对相对挥发度进行关联,
修正慕赫法等板高度经验计算公式,使之在相对挥发度范围较宽的情况下能较
好的适用于设计计算填料塔高度。
关键词:填料塔;相对挥发度;等板高度;修正
中图法分类号:TQ 051.81
填料塔是化学工业中广泛采用的分离塔塔型之一。在填料塔的工程设计计算中,对于精馏所用填料塔,一般采用等板高度法计算填料高度,对于吸收所用填料塔,一般采用传质单元法计算填料高度[1,2]。
使用传质单元法计算吸收所用填料塔填料高度时,许多关键数据难以查找,如气、液相扩散系数等。过去一般采用估算法计算扩散系数,但该方法误差较大,直接影响到计算结果的准确性。本研究拟通过对等板高度法计算填料层高度公式进行修正,使其能较好的适用各类吸收塔。
计算填料塔等板高度(填料层高度)有几种方法,其中慕赫等板高度法[3]是应用较广的一种计算填料高度的经验公式,该公式关联的因素较多,包括填料的性质、物系组分性质等。应用慕赫法经验公式计算填料层高度的一个条件是物系的相对挥发度限制在3～4之间,范围较小,在此范围之内,计算准确性较好,超出此范围时,则计算误差较大,限制了慕赫法的应用。
吸收过程处理的物系其相对挥发度大都大于此范围,有的在5～10之间,有的在10～100之间,甚至还有的在100～500之间,若直接利用此公式进行计算,则会产生较大的误差,必须对此公式加以修正。本研究又利用实际生产中应用的填料塔数据,对慕赫法等板高度经验公式进行修正,使其具有较强地适应性。
利用慕赫法等板高度计算公式进行计算时,发现尽管计算的等板高度与实际等板高度误差较大,但其计算结果与物系的相对挥发度有一定的关系,故可以用实际塔的等板高度来修正由于相对挥发度差别较大而引起的误差,从而可以使该公式使用范围扩大,使其具有较好的通用性。
慕赫法等板高度(H .E .T .P .)经验式如下:
H .E .T .P .=38A (0.205G )B (39.4D )C Zo 1/3(αμL ρL
)式中:H .E .T .P .—等板高度,m ;G —气相质量流率,kg /m 2·h ;D —塔径,m ;Zo —每段填料(两层液相再分布板之间填料)的高度,m ;α—被分离组分之间的相对挥发度;μL —液相粘第18卷
第2期青 岛 化 工 学 院 学 报J ou rmal of Qingdao Ins titute of Ch emical Techmolog y V ol.18No.21997
度,CP ;ρL —液相密度,kg /m 3;A 、B 、C —与所用填料有关的系数[3]
。
慕赫公式应用范围如下[3]:1 常压操作,气速为泛点速度的25%～85%。
2 塔径为0.5～0.8m ,且塔径应大于填料尺寸的8倍,填料层高度为1～3m 。
3 液气比约等于1。
4 相对挥发度在3～4之间,组分扩散系数相差不大。
现利用数十个实际生产中的填料塔对慕赫经验公式进行修正(前三个条件基本相同,而相对挥发度在5～500之间),其步骤如下:
1 利用慕赫经验公式求出等板高度,以(H .E .T .P .)1表示;
2 令x =α/100;
3 y =0.0043523+0.0387447x -0.0881611x 2+0.0391496x 3-0.0042393exp (x )
(1)
4 y 1=y ×1000
5 (H .E .T .P .)2=(H .E .T .P .)1/y 1
式中:α—相对挥发度;y 1—修正系数;(H .E .T .P .)2—修正后等板高度;其中式(1)为根据实际填料塔数据,利用计算机回归而得到的修正相对挥发度的公式。经过修正后的等板高度计算公式最大相对误差为20%,平均相对误差为7%,可以满足工程设计计算的需要,扩大了慕赫法等板高度公式的适用范围。
现将几个实际填料塔修正前后计算结果列于附表。
附表 实际填料塔修正前后计算结果
序 号
填料类型塔 径/m 填料高度/m 相 对挥发度校正前计算的填料高度/m 校正后计算的填料高度/m 误 差/%1
金属鲍尔环0.720 5.73022102
瓷拉西环0.51012.434.58.2-193
瓷拉西环0.6552618 5.020.44金属鲍尔环0.6512.55250138.411.8- 5.9
从附表可以看出,该四个代表性填料塔(其它条件基本相同,相对挥发度由小到大)在应用慕赫法经验公式计算等板高度时,用原公式计算出的填料高度与实际使用的填料高度相差较大(相对误差均在50%以上),而用修正后的公式进行计算所得的填料高度与实际塔的填料高度相对误差较小,平均相对误差在7%左右,最大相对误差不超过20%,完全满足工程设计计算需要。
通过对慕赫法经验公式的修正,使该经验式可以在较宽范围内适用填料塔的填料高度计算。
参 考 文 献
1 化工部化工设计中心站.化工单元操作手册(上册),北京:化学工业出版社,1987
2 化工设备技术中心站.国内塔设备调查.1971
3 《化学工程手册》编辑委员会.化学工程手册(第3卷),北京:化学工业出版社,1989.13～21
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青 岛 化 工 学 院 学 报 18卷
Amendment of H .E .T .P .Formula Used in Packed Tower
Wang Fum ing Tao J ianping
(Qing dao Ins titute of Ch emical Technolog y,Qingdao 266042)
Abstract :Rela ting the data fro m practical distilitive and abso rbtiv e to w ers ,w ith the rel-ativ e v o la tilization ,the M urch H .E.T.P.empirical form ula is am ended to w ell apply to the design and calcula tion of the heig ht of the packed tow er at a wider relativ e v ola tilizatio n Key W ords :packed tow er;rela tiv e v olatiliza tio n;H .E .T.P.;am endm ent
(上接第160页)
参 考 文 献
1 冯增国,侯竹林,谭惠民.新一代高能固体推进剂的能量特性,推进技术,1992,(6):66
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4 Frank el M B etal .Energetic h yd roxy -terminated ozido polym .us p ,4268450.1981
5 李常青等.叠氮缩水甘油醚聚合物的研究.兵工学报,1991,(1):6
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8 Yamamoto,Akihiko,Takano,Yoxhinori etal.Binders for composite solidpropellants.J p 63,248,791[88248791],1988
Preparation of Azido Energetic Binder -GAP and Its Property Analysis
Li Zhaifeng Feng Zengguo Hou Zhulin
(Qing da o Insti tute o f Chemic a l Technolo gy ,Qingdao 266042) (Beij ing Uni v ersi ty o f Scienc e and Techno log y Be i j ing 100000)
Abstract :The catio n ring -opening po lymerization o f the m ono mer (EC H)is carried out by using a ca talyst SnCl 4to obtain the po lyepichlo rohydrin (PEC H )prepo lymer ,with the prepo lymer PECH reacting o n Na N 3in org anic so lv ent DM SO.An optimizing pa ra meters study has been made to ersure that G AP is o f Mn=3000,a funtionalcty nex t to a theo retica l va lue o f 2,a dispersity a ro und 1.3and a chlorinity in GAP less tha n 0.3%.And GAP prop-erty a nalysis has also been done .
Key W ords :ca tio n ring -o pening polym eriza tion;azido energetic binder;proper ty analy-sis 163
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