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1、炼油设计2峨X)l年10月P曰卫()l正:L丁MREFINERY王:N(;INEERING第31卷第10期填料萃取塔塔高的设计计算费维扬尹哗东陈锡勇清华大学化工系(北京市l《X)创“).‘,:从填料萃取塔设计的信息流图出发摘要介绍J’影响填料萃取塔传质性能诸参数的计算方趁论述r按基本一..原理进子」填料爷取塔塔高11算的方法井给八厂计算实例主顺:词填料塔草取塔传质计,返混计算方法由于新型填料的发展,填料萃取塔的处理能力和传质效率都有厂大幅度的提高,填料的应用,。也日趋广泛[’2〕但是填料萃取塔的设计放大比,较困难而塔高的计算更是填料
2、萃取塔设计计算。一的难点虽然在文献中报道了些传质单元高度的数据和计算公式,、但实验大多是在中小型塔内用小直径的陶瓷拉西环等低空隙率填料在高界面张力体系卜进行的,难于适应复杂体系、高空隙率_。新型填料和大直径1二业塔的设计计算影响填料萃取,如体系的物性、有无塔传质性能的因素很多表面活性利存在、填料的尺寸、形状和材质、塔径、、哪一相分散、填料层高度传质方向及分散相分布。,器的设计等因此填料萃取塔塔高的设计计算比较复杂,对于复杂的新体系,往往需要中间试一。、验[’’!本文介绍基于扩散模型的按基本原理设计填料萃取塔的新方法,可供在缺乏实验室
3、和。中试数据时进行填料萃取塔的初步计算l填料萃取塔的设计计算步骤填料萃取塔的设计过程可以比较形象地用信。息流图[s](图l)来表示为r确定给定处理量所r,《需要先计算出液泛速度“二和“Ifo需的塔径。l而为了计算完成给定分离任务所需的塔高,1方图填料萃取塔设计信息流图:;(2)计算分散相液滴平均直径山面需要根据溶质的分配系数和分离要求计算表观、·;;,,传质单元数NTI/Oxl另方面需要计算表观传质(3)计算分散相存留分数必,4u;p。,.。,()计算两相之间的滑动速度计算两相的单元高度H”呱最后有效塔高由N别和。、,、d;,:分传
4、质系统数kk并进而计算总传质系数k’oH侧呷相乘求得其基本设计计算步骤为(l)根据已知的两相流量、组成、系统物性和:2田l一一21;:2001一一1填料类型,利用文献!8〕中介绍的方法计算液泛速收稿(l期以修改稿收到日期O’70n:,..’13I4教授l泞师,‘、作者简介费维扬博十肠年清华大学化度“:‘d;确定两相的表观流速和塔径D1,‘、系毕廿从事萃取和新分离技术的研究和教学上作炼油设计201年第31卷.,(5)计算相际传质比表面积。二6协d/心:;23传质系数的计算:,。、、、(6)计算真实传质单元高度H二乙/Koa;总传质系数
5、K可以用双阻力模型来计算侧c,(7)计算两相的轴向扩散系数E瓦,和表示111二十(3)返混影响的分散单元高度H刀nxd;疏兀赢,可以选(8)根据扩散模型计算表观传质单元高度:在以上两相流体力学计算的基础上。.,x,。,:u:择适当的模型来计算两相的分传质系数通常假H一=H”/+H一:邓几,,设与液滴上升阶段的传质相比较液滴形成阶段(9)根据完成给定分离任务所需的表观传质。p。,和聚合阶段的质量传递可以忽略不计计算液滴单元数刀几少,)x和刀几/,jx即可计算出所需的填料、,,不同的公式计算结,·,。内外分传质系数的公式很多:=H几I刀
6、7望了。I层高度H,l偏。果差别很大因此计算公式的合理选择十分。重要2填料萃取塔传质性能参数的计算方法,bert〔川2.1液滴平均直径的计算sei等建议在计算液滴内分传质系数,。。,幻时引人判据中二(反.l)“,/(卜1l/产)在不同2是填液滴平均直径内料萃取塔设计的重要nHandB,,也情况下采用los和aID的湍流内循环模型或参数它既影响塔的处理能力影响塔的传质效a。者助d曲等的考虑液滴内循环和分子扩散相结合率填料萃取塔的液滴平均直径d32主要决定于:,。的模型体系的物性操作流速和填料特性也有一定影响,感6Bn:,Ia[”当中时
7、应用Handlos和模型文献中的计算公式很多朋d曲等人1提出的下ok《;=().375u,/l+1d/l,。4。0()()列公式比较简单实用>6,I月a:d曲.,,y、。.5,:、而中时则应用模型·“,d32=l15甲(又七几)刁(l)人。;=0.o23u,(&。l)一o5(5)。Pg式中常数,由传质方向和有无传质来确定,Seibertk。.的等还提出了新的滴外分传质系数。:当无传质或传质方向为连续相往分散相(~d)计算公式..时,亏取1.0;当传质力一向为分散相到连续相(d~弘。二06985毋,价9,(一笋‘l)(6)。)时,亏取
8、1.4。据称,与作者的实验数据和一些填料萃取塔内两相传质比表面积可用F式计,文献的实验数据相比较(l)式的平均计算误差为算:.7%。a=6e笋。/d::(7).!22分散相存留分数我的计算,‘a。这样就可以得到总的体积传质系数kr.、
