化工機械課程設(shè)計填料塔設(shè)計.doc

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化工設(shè)備機械基礎(chǔ) 填料塔設(shè)計學(xué)院：化學(xué)化工學(xué)院 班級： 化工09（2）班 學(xué)號： 姓名： 填料塔設(shè)計前言: 填料吸收塔簡介在化學(xué)工業(yè)中，吸收操作廣泛應(yīng)用于石油煉制，石油化工中分離氣體混合物，原料氣的精制及從廢氣回收有用組分或去除有害組分等。吸收操作中以填料吸收塔生產(chǎn)能力大，分離效率高，壓力降小，操作彈性大和持液量小等優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用。目前國內(nèi)對填料吸收塔設(shè)計大部分是經(jīng)驗設(shè)計方法，該方法是在給定生產(chǎn)任務(wù)的條件下，由經(jīng)驗確定出一個液氣比的值，然后手算出吸收塔的有關(guān)設(shè)計參數(shù)。該設(shè)計手段落后，沒有考慮經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)，不符合工廠實際生產(chǎn)中成本最低要求，故提出了填料吸收塔的優(yōu)化設(shè)計方法。下面簡要介紹一下填料塔的有關(guān)內(nèi)容。填料塔屬于連續(xù)接觸式氣液傳質(zhì)設(shè)備，兩相組成沿塔高連續(xù)變化，在正常操作狀態(tài)下，氣相為連續(xù)相，液相為分散相。填料塔以塔內(nèi)的填料作為氣液兩相間接觸構(gòu)件的傳質(zhì)設(shè)備。填料塔的塔身是一直立式圓筒，底部裝有填料支承板，填料以亂堆或整砌的方式放置在支承板上。填料的上方安裝填料壓板，以防被上升氣流吹動。液體從塔頂經(jīng)液體分布器噴淋到填料上，并沿填料表面流下。氣體從塔底送入，經(jīng)氣體分布裝置分布后，與液體呈逆流連續(xù)通過填料層的空隙，在填料表面上，氣液兩相密切接觸進行傳質(zhì)。與板式塔相比，在填料塔中進行的傳質(zhì)過程，其特點是氣液連續(xù)接觸，而傳質(zhì)的好壞與填料密切相關(guān)。填料提供了塔內(nèi)的氣液兩相接觸面積。填料塔的流體力學(xué)性能，傳質(zhì)速率等與填料的材質(zhì)，幾何形狀密切相關(guān)，所以長期以來人們十分注中填料的性能和新型填料的開發(fā)，使得填料塔在化工生產(chǎn)中應(yīng)用更加廣泛。填料塔具有生產(chǎn)能力大，分離效率高，壓降小，持液量小，操作彈性大等優(yōu)點。填料塔還有以下特點：1.當(dāng)塔徑不是很大時，填料塔因為結(jié)構(gòu)簡單而造價便宜。2.對于易起泡物系，填料塔更適合，因填料對氣泡有限制和破碎作用。3.對于腐蝕性物系，填料塔更適合，因為可以采用瓷質(zhì)填料。4.對于熱敏性物系宜采用填料塔，因為填料塔的持液量比板式塔少，物料在塔內(nèi)的停留時間短。填料塔的壓強降比板式塔小，因而對真空操作更有利。填料塔也有一些不足之處，如填料造價高；當(dāng)液體負(fù)荷較小時不能有效地潤濕填料表面，使傳質(zhì)效率降低；不能直接用于有懸浮物或容易聚合的物料；對側(cè)線進料和出料等復(fù)雜精餾不太適合等。填料塔的類型很多，其設(shè)計的原則大體相同，一般來說，填料塔的設(shè)計步驟如下： 根據(jù)設(shè)計任務(wù)和工藝要求，確定設(shè)計方案； 根據(jù)設(shè)計任務(wù)和工藝要求，合理地選擇填料； 確定塔徑、填料層高度等工藝尺寸； 計算填料層的壓降； 進行填料塔塔內(nèi)件的設(shè)計與選型。1.1設(shè)計方案的確定 填料精餾塔設(shè)計方案的確定包括裝置流程的確定、操作壓力的確定、進料熱狀況的選擇、加熱方式的選擇及回流比的選擇。1.1.1.填料吸收塔設(shè)計方案的確定 (1) 裝置流程的確定 吸收裝置的流程主要有以下幾種，圖4-14-4列出了部分流程。 逆流操作 氣相自塔底進入由塔頂排出，液相自塔頂進入由塔底排出，此即逆流操作。逆流操作的特點是，傳質(zhì)平均推動力大，傳質(zhì)速率快，分高效率高，吸收劑利用率高。工業(yè)生產(chǎn)中多采用逆流操作。 并流操作 氣液兩相均從塔頂流向塔底，此即并流操作。并流操作的特點是，系統(tǒng)不受液流限制，可提高操作氣速，以提高生產(chǎn)能力。并流操作通常用于以下情況：當(dāng)吸收過程的平衡曲線較平坦時，流向?qū)ν苿恿τ绊懖淮?；易溶氣體的吸收或處理的氣體不需吸收很完全；吸收劑用量特別大，逆流操作易引起液泛。 吸收劑部分再循環(huán)操作 在逆流操作系統(tǒng)中，用泵將吸收塔排出液體的一部分冷卻后與補充的新鮮吸收劑一同送回塔內(nèi)，即為部分再循環(huán)操作。通常用于以下情況：當(dāng)吸收劑用量較小，為提高塔的液體噴淋密度；對于非等溫吸收過程，為控制塔內(nèi)的溫升，需取出一部分熱量。該流程特別適宜于相平衡常數(shù)m值很小的情況，通過吸收液的部分再循環(huán)，提高吸收劑的使用效率。應(yīng)予指出，吸收劑部分再循環(huán)操作較逆流操作的平均推動力要低，且需設(shè)置循環(huán)泵，操作費用增加。多塔串聯(lián)操作 若設(shè)計的填料層高度過大，或由于所處理物料等原因需經(jīng)常清理填料，為便于維修，可把填料層分裝在幾個串聯(lián)的塔內(nèi)，每個吸收塔通過的吸收劑和氣體量都相等，即為多塔串聯(lián)操作。此種操作因塔內(nèi)需留較大空間，輸液、噴淋、支承板等輔助裝置增加，使設(shè)備投資加大。 串聯(lián)-并聯(lián)混合操作 若吸收過程處理的液量很大，如果用通常的流程，則液體在塔內(nèi)的噴淋密度過大，操作氣速勢必很小(否則易引起塔的液泛)，塔的生產(chǎn)能力很低。實際生產(chǎn)中可采用氣相作串聯(lián)、液相作并聯(lián)的混合流程；若吸收過程處理的液量不大而氣相流量很大時，可采用液相作串聯(lián)、氣相作并聯(lián)的混合流程。 總之，在實際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)、工藝特點，結(jié)合各種流程的優(yōu)缺點選擇適宜的流程布置。 圖4-1 逆流吸收塔 圖4-2 串聯(lián)逆流吸收塔流程圖4-4 吸收劑部分循環(huán)的吸收解吸聯(lián)合流程圖4-3 吸收劑部分循環(huán)吸收塔(2）吸收劑的選擇吸收過程是依靠氣體溶質(zhì)在吸收劑中的溶解來實現(xiàn)的，因此，吸收劑性能的優(yōu)劣，是決定吸收操作效果的關(guān)鍵之一，選擇吸收劑時應(yīng)著重考慮以下幾方面。 溶解度 吸收劑對溶質(zhì)組分的溶解度要大，以提高吸收速率并減少吸收劑的需用量。 選擇性 吸收劑對溶質(zhì)組分要有良好地吸收能力，而對混合氣體中的其他組分不吸收或吸收甚微，否則不能直接實現(xiàn)有效的分離。 揮發(fā)度要低 操作溫度下吸收劑的蒸氣壓要低，以減少吸收和再生過程中吸收劑的揮發(fā)損失。 粘度 吸收劑在操作溫度下的粘度越低，其在塔內(nèi)的流動性越好，有助于傳質(zhì)速率和傳熱速率的提高。 其他 所選用的吸收劑應(yīng)盡可能滿足無毒性、無腐蝕性、不易燃易爆、不發(fā)泡、冰點低、價廉易得以及化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等要求。 一般說來，任何一種吸收劑都難以滿足以上所有要求，選用時應(yīng)針對具體情況和主要矛盾，既考慮工藝要求又兼顧到經(jīng)濟合理性。 (3)操作溫度與壓力的確定 操作溫度的確定 由吸收過程的氣液平衡關(guān)系可知，溫度降低可增加溶質(zhì)組分的溶解度，即低溫有利于吸收，但操作溫度的低限應(yīng)由吸收系統(tǒng)的具體情況決定。例如水吸收CO2的操作中用水量極大，吸收溫度主要由水溫決定，而水溫又取決于大氣溫度，故應(yīng)考慮夏季循環(huán)水溫高時補充一定量地下水以維持適宜溫度,此次操作的溫度為125。 操作壓力的確定 由吸收過程的氣液平衡關(guān)系可知，壓力升高可增加溶質(zhì)組分的溶解度，即加壓有利于吸收。但隨著操作壓力的升高，對設(shè)備的加工制造要求提高，且能耗增加，因此需結(jié)合具體工藝條件綜合考慮，以確定操作壓力,此次操作的壓力為4MPa。1.2 填料的類型塔填料(簡稱為填料)是填料塔中氣液接觸的基本構(gòu)件，其性能的優(yōu)劣是決定填料塔操作性能的主要因素，因此，塔填料的選擇是填料塔設(shè)計的重要環(huán)節(jié)。 填料的種類很多，根據(jù)裝填方式的不同，可分為散裝填料和規(guī)整填料兩大類。 (1) 散裝填料 散裝填料是一個個具有一定幾何形狀和尺寸的顆粒體，一般以隨機的方式堆積在塔內(nèi)，又稱為亂堆填料或顆粒填料。散裝填料根據(jù)結(jié)構(gòu)特點不同，又可分為環(huán)形填料、鞍形填料。環(huán)鞍形填料及球形填料等?，F(xiàn)介紹幾種較典型的散裝填料。 拉西環(huán)填料 拉西環(huán)填料是最早提出的工業(yè)填料，其結(jié)構(gòu)為外徑與高度相等的圓環(huán)，可用陶瓷、塑料、金屬等材質(zhì)制造。拉西環(huán)填料的氣液分布較差，傳質(zhì)效率低，阻力大，通量小，目前工業(yè)上已很少應(yīng)用。 鮑爾環(huán)填料 鮑爾環(huán)是在拉西環(huán)的基礎(chǔ)上改進而得。其結(jié)構(gòu)為在拉西環(huán)的側(cè)壁上開出兩排長方形的窗孔，被切開的環(huán)壁的一側(cè)仍與壁面相連，另一側(cè)向環(huán)內(nèi)彎曲，形成內(nèi)伸的舌葉，諸舌葉的側(cè)邊在環(huán)中心相搭，可用陶瓷、塑料、金屬等材質(zhì)制造。鮑爾環(huán)由于環(huán)壁開孔，大大提高了環(huán)內(nèi)空間及環(huán)內(nèi)表面的利用率，氣流阻力小，液體分布均勻。與拉西環(huán)相比，其通量可增加50%以上，傳質(zhì)效率提高30%左右。鮑爾環(huán)是目前應(yīng)用較廣的填料之一。 階梯環(huán)填料 階梯環(huán)是對鮑爾環(huán)的改進。與鮑爾環(huán)相比，階梯環(huán)高度減少了一半，并在一端增加了一個錐形翻邊。由于高徑比減少，使得氣體繞填料外壁的平均路徑大為縮短，減少了氣體通過填料層的阻力。錐形翻邊不僅增加了填料的機械強度，而且使填料之間由線接觸為主變成以點接觸為主，這樣不但增加了填料間的空隙，同時成為液體沿填料表面流動的匯集分散點，可以促進液膜的表面更新，有利于傳質(zhì)效率的提高。階梯環(huán)的綜合性能優(yōu)于鮑爾環(huán)，成為目前所使用的環(huán)形填料中最為優(yōu)良的一種。 弧鞍填料 弧鞍填料屬鞍形填料的一種，其形狀如同馬鞍，一般采用瓷質(zhì)材料制成?；“疤盍系奶攸c是表面全部敞開，不分內(nèi)外，液體在表面兩側(cè)均勻流動，表面利用率高，流道呈弧形，流動阻力小。其缺點是易發(fā)生套疊，致使一部分填料表面被重合，使傳質(zhì)效率降低。弧鞍填料強度較差，容易破碎，工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用不多。 矩鞍填料 將弧鞍填料兩端的弧形面改為矩形面，且兩面大小不等，即成為矩鞍填料。矩鞍填料堆積時不會套疊，液體分布較均勻。矩鞍填料一般采用瓷質(zhì)材料制成，其性能優(yōu)于拉西環(huán)。目前，國內(nèi)絕大多數(shù)應(yīng)用瓷拉西環(huán)的場合，均已被瓷矩鞍填料所取代。 環(huán)矩鞍填料 環(huán)矩鞍填料(國外稱為Intalox)是兼顧環(huán)形和鞍形結(jié)構(gòu)特點而設(shè)計出的一種新型填料，該填料一般以金屬材質(zhì)制成，故又稱為金屬環(huán)矩鞍填料。環(huán)矩鞍填料將環(huán)形填料和鞍形填料兩者的優(yōu)點集于一體，其綜合性能優(yōu)于鮑爾環(huán)和階梯環(huán)，是工業(yè)應(yīng)用最為普遍的一種金屬散裝填料。 工業(yè)上常用散裝填料的特性參數(shù)列于附錄五中，可供設(shè)計時參考。 (2) 規(guī)整填料 規(guī)整填料是按一定的幾何圖形排列，整齊堆砌的填料。規(guī)整填料種類很多，根據(jù)其幾何結(jié)構(gòu)可分為格柵填料、波紋填料、脈沖填料等，工業(yè)上應(yīng)用的規(guī)整填料絕大部分為波紋填料。波紋填料按結(jié)構(gòu)分為網(wǎng)波紋填料和板波紋填料兩大類，可用陶瓷、塑料、金屬等材質(zhì)制造。加工中，波紋與塔軸的傾角有30和45兩種，傾角為30以代號BX(或X)表示，傾角為45以代號CY(或Y)表示。 金屬絲網(wǎng)波紋填料是阿波紋填料的主要形式，是由金屬絲網(wǎng)制成的。其特點是壓降低。分離效率高，特別適用于精密精餾及真空精餾裝置，為難分離物系、熱敏性物系的精餾提供了有效的手段。盡管其造價高，但因性能優(yōu)良仍得到了廣泛的應(yīng)用。 金屬板波紋填料是板波紋填料的主要形式。該填料的波紋板片上沖壓有許多4 mm6 mm的小孔，可起到粗分配板片上的液體。加強橫向混合的作用。波紋板片上軋成細(xì)小溝紋，可起到細(xì)分配板片上的液體、增強表面潤濕性能的作用。金屬孔板波紋填料強度高，耐腐蝕性強，特別適用于大直徑塔及氣液負(fù)荷較大的場合。 波紋填料的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊，阻力小，傳質(zhì)效率高，處理能力大，比表面積大。其缺點是不適于處理粘度大、易聚合或有懸浮物的物料，且裝卸、清理困難，造價高。 1.3 填料塔工藝尺寸的計算 填料塔工藝尺寸的計算包括塔徑的計算、填料層高度的計算等。 1.3.1塔徑的計算 填料塔直徑仍采用式4-1計算，即 (4-1)式中氣體體積流量Vs由設(shè)計任務(wù)給定。由上式可見，計算塔徑的核心問題是確定空塔氣速u。 (1) 空塔氣速的確定 泛點氣速法 泛點氣速是填料塔操作氣速的上限，填料塔的操作空塔氣速必須小于泛點氣速，操作空塔氣速與泛點氣速之比稱為泛點率。 對于散裝填料，其泛點率的經(jīng)驗值為u/uF=0.50.85對于規(guī)整填料，其泛點率的經(jīng)驗值為u/uF=0.60.95泛點率的選擇主要考慮填料塔的操作壓力和物系的發(fā)泡程度兩方面的因素。設(shè)計中，對于加壓操作的塔，應(yīng)取較高的泛點率；對于減壓操作的塔，應(yīng)取較低的泛點率；對易起泡沫的物系，泛點率應(yīng)取低限值；而無泡沫的物系，可取較高的泛點率。 泛點氣速可用經(jīng)驗方程式計算，亦可用關(guān)聯(lián)圖求取。 a .貝恩(Bain)霍根(Hougen)關(guān)聯(lián)式 填料的泛點氣速可由貝恩霍根關(guān)聯(lián)式計算，即 (4-2)式中 uF泛點氣速，m/sg重力加速度，9.81 m/s2 ； at填料總比表面積，m2/m3； 填料層空隙率，m3/m3； V、L氣相、液相密度，kg/m3； L液體粘度，mPas； wL、wV液相、氣相質(zhì)量流量，kg/h； A、K關(guān)聯(lián)常數(shù)。 常數(shù)A和K與填料的形狀及材質(zhì)有關(guān)，不同類型填料的A、K值列于表4-3中。由式4-2計算泛點氣速，誤差在15%以內(nèi)。 表4-3 式3-34中的A、K值 散裝填料類型 AK規(guī)整填料類型 A K 塑料鮑爾環(huán) 0.09421.75金屬絲網(wǎng)波紋填料 0.301.75金屬鮑爾環(huán) 0.11.75塑料絲網(wǎng)波紋填料 0.42011.75塑料階梯環(huán) 0.2041.75金屬網(wǎng)孔波紋填料 0.1551.47金屬階梯環(huán) 0.1061.75金屬孔板波紋填料 0.2911.75瓷矩鞍 0.1761.75塑料孔板波紋填料 0.2911.563金屬環(huán)矩鞍 0.062251.75b.埃克特(Eckert)通用關(guān)聯(lián)圖 散裝填料的泛點氣速可用?？颂仃P(guān)聯(lián)圖計算，如圖4-5所示。計算時，先由氣液相負(fù)荷及有關(guān)物性數(shù)據(jù)求出橫坐標(biāo)的值，然后作垂線與相應(yīng)的泛點線相交，再通過交點作水平線與縱座標(biāo)相交，求出縱座標(biāo)值。此時所對應(yīng)的u即為泛點氣速uF。 應(yīng)予指出，用?？颂赝ㄓ藐P(guān)聯(lián)圖計算泛點氣速時，所需的填料因子為液泛時的濕填料因子，稱為泛點填料因子，以F表示。泛點填料因子F與液體噴淋密度有關(guān)，為了工程計算的方便，常采用與液體噴淋密度無關(guān)的泛點填料因于平均值。表4-4列出了部分散裝填料的泛點填料因子平均值，可供設(shè)計中參考。 圖4-5 填料塔泛點和壓降的通用關(guān)聯(lián)圖 圖中 u0空塔氣速，m /s； 濕填料因子，簡稱填料因子，1 /m； 水的密度和液體的密度之比； g重力加速度，m /s2； V、L分別為氣體和液體的密度，kg /m3； wV、wL分別為氣體和液體的質(zhì)量流量，kg /s。 此圖適用于亂堆的顆粒形填料，如拉西環(huán)、弧鞍形填料、矩鞍形填料、鮑爾環(huán)等，其上還繪制了整砌拉西環(huán)和弦柵填料兩種規(guī)整填料的泛點曲線。對于其他填料，尚無可靠的填料因子數(shù)據(jù)。 表4-4 散裝填料泛點填料因子平均值 填料類型 填料因子，1/mDN16DN25DN38DN50DN76金屬鮑爾環(huán) 410117160金屬環(huán)矩鞍 170150135120金屬階梯環(huán) 160140塑料鮑爾環(huán) 55028018414092塑料階梯環(huán) 260170127瓷矩鞍 1100550200226瓷拉西環(huán) 1300832600410氣相動能因子(F因子)法 氣相動能因子簡稱F因子，其定義為 (4-3)氣相動能因子法多用于規(guī)整填料空塔氣速的確定。計算時，先從手冊或圖表中查出填料在操作條件下的F因子，然后依據(jù)式4-3即可計算出操作空塔氣速u。常見規(guī)整填料的適宜操作氣相動能因子可從有關(guān)圖表中查得。 應(yīng)予指出，采用氣相動能因子法計算適宜的空塔氣速，一般用于低壓操作(壓力低于0.2 MPa)的場合。 氣相負(fù)荷因子(Cs因子)法 氣相負(fù)荷因于簡稱Cs因子，其定義為 (4-4)氣相負(fù)荷因子法多用于規(guī)整填料空塔氣速的確定。計算時，先求出最大氣相負(fù)荷因子Cs,max，然后依據(jù)以下關(guān)系 Cs=0.8Cs.max (4-5) 計算出Cs，再依據(jù)式4-4求出操作空塔氣速u。 常用規(guī)整填料的Cs.max的計算見有關(guān)填料手冊，亦可從圖4-6所示的Cs.max曲線圖查得。圖中的橫坐標(biāo)稱為流動參數(shù)，其定義為 (4-6)圖4-4曲線適用于板波紋填料。若以250Y型板波紋填料為基準(zhǔn)，對于其他類型的板波紋填料，需要乘以修正系數(shù)C，其值參見表4-5。 表4-5 其他類型的波紋填料的最大負(fù)荷修正系數(shù) 填 料 類 型 型 號 修 正 系 數(shù) 板波紋填料 250Y1.0絲網(wǎng)波紋填料 BX1.0絲網(wǎng)波紋填料 CY0.65陶瓷波紋填料 BX0.8(2) 塔徑的計算與圓整 根據(jù)上述方法得出空塔氣速u后，即可由式4-1計算出塔徑D。應(yīng)予指出，由式4-1計算出塔徑D后，還應(yīng)按塔徑系列標(biāo)準(zhǔn)進行圓整。常用的標(biāo)準(zhǔn)塔徑為：400、500、600、700、800、1000、1 200、1400、1600、2000、2200mm等。圓整后，再核算操作空塔氣速u與泛點率。 (3) 液體噴淋密度的驗算 填料塔的液體噴淋密度是指單位時間、單位塔截面上液體的噴淋量，其計算式為 (4-5) 式中 U液體噴淋密度，m3/(m2h)； Lh液體噴淋量，m3/h； D填料塔直徑，m。 為使填料能獲得良好的潤濕，塔內(nèi)液體噴淋量應(yīng)不低于某一極限值，此極限值稱為最小噴淋密度，以Umin表示。 對于散裝填料，其最小噴淋密度通常采用下式計算，即 Umin=(LW) minat (4-6)式中 Umin最小噴淋密度，m3/(m2h)； (LW) min最小潤濕速率，m3/(mh)； at填料的總比表面積，m2/m3。 最小潤濕速率是指在塔的截面上，單位長度的填料周邊的最小液體體積流量。其值可由經(jīng)驗公式計算(見有關(guān)填料手冊)，也可采用一些經(jīng)驗值。對于直徑不超過75 mm的散裝填料，可取最小潤濕速率(LW) min為0.08 m3/(mh)；對于直徑大于75 mm的散裝填料，取(LW) min=0.12 m3/(mh)。 對于規(guī)整填料，其最小噴淋密度可從有關(guān)填料手冊中查得，設(shè)計中，通常取Umin=0.2。 實際操作時采用的液體噴淋密度應(yīng)大于最小噴淋密度。若液體噴淋密度小于最小噴淋密度，則需進行調(diào)整，重新計算塔徑。1.3.2 填料層高度計算(1) 填料層高度計算 填料層高度的計算分為傳質(zhì)單元數(shù)法和等板高度法。在工程設(shè)計中，對于吸收、解吸及萃取等過程中的填料塔的設(shè)計，多采用傳質(zhì)單元數(shù)法；而對于精餾過程中的填料塔的設(shè)計，則習(xí)慣用等板高度法。 傳質(zhì)單元數(shù)法 采用傳質(zhì)單元數(shù)法計算填料層高度的基本公式為 ZHOGNOG (4-7)a.傳質(zhì)單元數(shù)的計算 傳質(zhì)單元數(shù)的計算方法在化工傳質(zhì)與分離過程教材的吸收一章中已詳盡介紹此處不再贅述。 b.傳質(zhì)單元高度的計算 傳質(zhì)過程的影響因素十分復(fù)雜，對于不同的物系、不同的填料以及不同的流動狀況與操作條件，傳質(zhì)單元高度各不相同，迄今為止，尚無通用的計算方法和計算公式。目前，在進行設(shè)計時多選用一些準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式或經(jīng)驗公式進行計算，其中應(yīng)用較為普遍的是修正的恩田(Onde)公式。 修正的恩田公式為 (4-8)(4-9)(4-10)(4 -11)其中 (4-12)式中 UV、UL氣體、液體的質(zhì)量通量，kg/(m2h)； V、L氣體、液體的粘度，kg/(mh) 1Pas=3600 kg/(mh)； V、L氣體、液體的密度，kg/m3； DV、DL溶質(zhì)在氣體、液體中的擴散系數(shù)，m2/s； R通用氣體常數(shù)，8.314 (m3kPa)/(kmolK) ； T系統(tǒng)溫度，K； at填料的總比表面積，m2/m3； aw填料的潤濕比表面積，m2/m3； g重力加速度，1.27108m/h； L液體的表面張力 c填料材質(zhì)的臨界表面張力，kg/h2 (1dyn/cm=12960kg/h2) ； 填料形狀系數(shù)。1.4 填料層壓降的計算 填料層壓降通常用單位高度填料層的壓降P/Z表示。設(shè)計時，根據(jù)有關(guān)參數(shù)，由通用關(guān)聯(lián)圖(或壓降曲線)先求得每米填料層的壓降值，然后再乘以填料層高度，即得出填料層的壓力降。 1.4.1 散裝填料的壓降計算 （1）由埃克特通用關(guān)聯(lián)式計算 散裝填料的壓降值可由?？颂赝ㄓ藐P(guān)聯(lián)圖計算。計算時，先根據(jù)氣液負(fù)荷及有關(guān)物性數(shù)據(jù)，求出橫坐標(biāo)值，再根據(jù)操作空塔氣速u及有關(guān)物性數(shù)據(jù)，求出縱坐標(biāo)值。通過作圖得出交點，讀出過交點的等壓線數(shù)值，即得出每米填料層壓降值。 應(yīng)予指出，用?？颂赝ㄓ藐P(guān)聯(lián)圖計算壓降時，所需的填料因子為操作狀態(tài)下的濕填料因子，稱為壓降填料因子，以p表示。壓降填料因子p與液體噴淋密度有關(guān)，為了工程計算的方便，常采用與液體噴淋密度無關(guān)的壓降填料因子平均值。表4-10列出了部分散裝填料的壓降填料因子平均值，可供設(shè)計中參考。 表4-10 散裝填料壓降填料因子平均值 填料類型 填料因子, 1/mDN16DN25DN38DN50DN76金屬鮑爾環(huán) 306-11498-金屬環(huán)矩鞍 -13893.47136金屬階梯環(huán) -11882-塑料鮑爾環(huán) 34323211412562塑料階梯環(huán) -17611689-瓷矩鞍環(huán) 700215140160-瓷拉西環(huán) 1050576450288-（2）由填料壓降曲線查得 散裝填料壓降曲線的橫坐標(biāo)通常以空塔氣速u表示，縱坐標(biāo)以單位高度填料層壓降P/Z表示，常見散裝填料的uP/Z曲線可從有關(guān)填料手冊中查得。 1.4.2 規(guī)整填料的壓降計算 (1) 由填料的壓降關(guān)聯(lián)式計算 規(guī)整填料的壓降通常關(guān)聯(lián)成以下形式 (4-18)式中 P/Z每米填料層高度的壓力降，Pa/m； u空塔氣速，m/s； v氣體密度，kg/m3； 、關(guān)聯(lián)式常數(shù)，可從有關(guān)填料手冊中查得。 (2) 由填料壓降曲線查得 規(guī)整填料壓降曲線的橫坐標(biāo)通常以F因子