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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流化工原理第七章 塔设备 答案.精品文档.七 气液传质设备习题解答1 解: 塔底压强=101+30=131kn/m2, 在上此压强下水沸点为107 ,此温度下 G=18131273/(22.4101380)=0.75kg/m3 l=953kg/m3 =57.5dyn/cm =0.266cp (l/G)1/2Vl/VG=(G/l)1/2ml/mG =(0.75/953)1/21.24/0.82=0.041 HT=0.3m 当P148图11-6 ,C20=0.065 C=C200(/20)0.2=0.065(57.5/20)0.2=0.08 UF=
2、C(l-G)/G0.5=0.08(953-0.75)/0.750.5 =2.85m/s U=0.7UF=0.72.85=2m/s 气体流量 : VG=mG/G=0.82/0.75=1.09m3/s 塔的有效截面An(指塔版上可供气体通过的截面) An=VG/u=1.09/2=0.545m2 塔的总截面为A,依题意0.9A=An , A=An/0.9=0.545/0.9=0.606m2 塔截面为A,故塔径为D D2/4=A D=(4A/)0.5=(40.606/3.14)0.5=0.8790.9m2 解: 已知a=6.3, 86时, 水=0.33cp 甲醇=0.26cp a=0.520.26+0
3、.480.33=0.29cp aa=6.30.29=1.83 由图11-21查得总板效率E=0.42=42% 筛板塔增大10% 故得 E=1.10.42=46% 实际塔板数为(30-1)/E=29/0.46=63 (釜算一块理论板) 塔板层高度为(63-1)0.3=18.6m3 解 : 校核液泛是否发生 气体通过筛孔压力降ho hO=(1/2g)(uo/Co)2G/l 式中:uo=12.7m/s ,G=0.75kg/m3 ; l=953kg/m3 根据do/tp=4mm/2mm=2 ,由图11-9读出Co=0.76 ho=(1/2249.81)(12.7/0.76)2(0.75/953)=0.
4、0112m清液柱 气体通过泡沫层压降ehe=(hw+how) 式中hw=0.05m ; 为充气系数,how为堰头高度。现先求。它根据uAG1/2 值从图中查取.uA为按工作面计算的气速: uA=VG/(A-2Ad)=1.09/(0.606-20.10.606)=2.25 m/s uAG1/2=2.25(0.75)0.5=1.95 由此查得=0.59 。 how=0.0028Fw(Vl/lw)2/3 式中.Vl为液体体积流量 (1.24/953)3600=4.68m3/h lw为堰长,lw=0.36 m(题给条件) Fw为校正系数,由 Lw/D和Vl/Lw2.5的数值从图查取. Vl/L2.5w
5、=4.68/(0.63)2.5=14.86 , Lw/D=0.7 由此两数从图中查得 Fw=1.03 ,于是: how=0.00281.03(4.68/0.63)2/3=0.11m液柱 he=(hw+how)=0.59(0.05+0.011)=0.036m液柱 气体通过一层筛板的总压力降为 Ht=h0+he=0.0112+0.036=0.0472 m 液体流过降液管的压力损失 hd hd=1.39/g(Vl/Ada)2 式中Vl为液体体积流量 Vl=1.24/935=0.0013m3/s, Ada为降液管流出的缝隙面积.Ada=lwy, y 为降液管下沿距塔板距 离.取 H=40mm ,则 A
6、da=0.630.04=0.0252m2 hda=1.39/9.81(0.0013/0.0252)2=0.00038m 降液管内液面高度为 Hd Hd=Ht+hw+how+hd =0.047+0.05+0.011+0+0.0038=0.108m 取=0.5,则降液管内泡的中液面高度为 Hd=Hd/=0.108/0.5=0.216 m HdHT+hw=0.3+0.05=0.35 m 故不会发生液泛。 (2) 校核降液管内停留时间. 解得 A=b=0.7 L/G=(1/0.7)(L/G)min=(1/0.7)mA=(1/0.7)1.40.7=1.4 因为两塔的L/G、及m相同,故两塔的NOG是相同
7、的。 又 mG/L=1.4/1.4=1 ,操作线与平衡线平行,推动力处处相同 ym=yA-mxA=yA 对A塔 : NOG=(yb-yA)/ym=(yb-yA)/yA=yb/yA-1=1/0.3-1=0.7/0.3 又HOG相同,故两塔的填料层高度相等 : hA=hb=HOG.NOG=1.20.7/0.3=2.8m 。 4解: (1)确定填料塔塔径. 根据图11-27确定液泛气速uF。 L/G(G/l)0.5=1.24/0.82(0.75/953)0.5=0.0424 根据此值.查得: (G)2l0.2/gGl=0.14 若G=uFG代入则 u2F2G0.2l/gGl=0.14 式中对38mm
8、钢质鲍尔环为92.化入上式,则,液泛速度uF为: uF=(0.14gl/(G0.2)0.5 =(0.149.81953/(0.75 92 0.2660.1)0.5=4.65m/s 操作气速u=0.6uF=0.64.65=2.8 m/s 塔径 D D=(4VG/u)0.5=(41.09/3.142.8)0.5=0.705 m0.7 m (2)确定填料塔压降并与板式塔比较. 根据表11-5查得38mm风质鲍尔环用精馏操作的理论板当量高度H.E.T.P=0.66m 则填料层高度 h0=NT(H.E.T.P) h0=300.66=19.8 m 因: u2F2G0.2l/gGl=0.14 而 u=0.6
9、uF,u22G0.2l/gGl=0.620.14=0.05 以此值为纵坐标,L/G(G/l)0.5=0.0424为横坐标 从图11-27查得填料层每米压降 P=30mm水柱/m填料 填料塔压降为=h0P=19.830=594 mm水柱 板式塔压降(P)板=实际板数每板压降。 (P)板=NHT=630.0472=2.97 m液柱 因为题是按塔底条件计算的,两塔底基本上是水,故(P)板=2.97 m液柱可认为 2.97m水柱。 于是: (P)填料/(P)板=0.594/2.97=0.2 由此可见,填料塔的压降,一般而言是远低于板式塔的, 这是填料塔的一个主要优点 。5解: 40mm陶瓷拉西环 =3
10、50 1/m 50mm陶瓷钜鞍环 =1301/m GF/G=(/)0.5 ; G=G(/)0.5=8000(350/130)0.5=13100 Kg/h 因操作气速于液泛气速成正比,故产量提高的百分率为 (G-G)/G=(13100-8000)/8000=0.64100%=64% 综合思考题1 (1)一定高度的液层 载点 泛点； （2）B A A2 (1)生产能力大 阻力小 操作弹性大； （2）是 是3 被润湿的填料表面 C4 (1)液体 气体 液体分布（2）严重漏液 严重气泡夹带 降液管液泛 严重雾沫夹带 ，液相不足5（1）泡罩塔，浮阀塔，筛板塔(2）液沫夹带少，不易造成降液管液泛；增加全塔
11、高度6（1）鼓泡接触状态（2）泡沫接触状态（3）喷射接触状态（4）泡沫接触状态和喷射接触状态7（1）通过能力大（2）塔板效率高（3）塔板压降低（4）操作弹性大（5）结构简单制造成本低8（1）5; （2）液泛线；雾沫夹带线，漏液线；液相上限线，液相下限线9（1）逆流;（2）错流;（3）过量液沫（雾沫）夹带;（4）溢流液泛（或液泛）;(5)严重漏液10（1）泛点;（2）泛点气速是操作上限; （3）液体再分布; （4）11（1）泡沫; （2）喷射;（3）气液接触面积大，传质好; （4）空隙率12（1）塔板进出口侧的清液高度差;（2）采用双流型（多流型）塔板结构;（3）35秒； （4）6mm13 (1)液体 液层 压降； （2）开孔率过小或气速过度大 板间距小 降液管截面积太小14 (1) 气体通过干板 气体通过液层； （2）过量液沫夹带 漏液 降液管液泛 15 (1)液流量； （2）塔板结构； （3）液流长度； （4）双液流、多液流（5） 用塔板上结构简单的筛板塔16 过量雾沫夹带;严重漏液； 气流或液流分布不均；降低塔板面积有效利用率，使塔板上液流分布不均；降液管截面积过小。17 A) B) C) D) E)18 A) B) C) D) E(19 A) B) C) D) E)20 A B C21 B C22 A) B) C) D) E)23 A) B) C) D) E)