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旋流塔板的幾何參數計算 - 下載本文

旋流板塔的幾何參數

1. 旋流葉片外徑DW、盲板直徑Dm、葉片數m及葉片厚度?

旋流葉片外徑DW可從氣體負荷所需的有效面積Ar或穿孔面積A0計算。對給定的氣流負荷,所需的A0與其他塔板類似,可按穿孔動能因子F0計算。

F0??0?(1-1)

式中:F0—穿孔動能因子;

?0—穿孔氣速(m/s);

。 ?—氣體重度(kg/m)由流量公式可得

A0?3

3

V3600?0?V?3600F0(1-2)

式中,V爲氣體流量(m/h),而V?稱爲氣體負荷。使用上式時,應先選定適宜的F0,根據旋流塔板的流體力學及傳質性能等因素,在初算時可選擇F0爲10~11,。在除塵過程中,爲産生足夠的離心力,可采用較大的氣速,常壓下取F0爲12~15,加壓時還可相應的增大。

旋流葉片外徑DW與穿孔面積A0的關系爲:

A0?0.785?(DW?Dm10622)[sin?-2m??(DW?Dm)] (1-3)

式中DW、

Dm以及?的單位都用mm代入,通常盲板直徑Dm?DW/3。?是塔板水

平放置時葉片與水平面的夾角,稱爲葉片仰角,一般可選用?=250。 若用F0=10?11代入上述兩式中,即可得到:

DW?10V? (1-4)

在旋流葉片之外需要安排溢流口,根據氣液比的大小,可估計塔的內直徑爲

Dn?(1.1?1.4)DW(1-5)

葉片的厚度,碳鋼板、鋁板取?=3mm,不鏽鋼?=(1.5?2)mm,聚氯乙烯

?=(4?5)mm。

葉片數m,在DW小于1000mm時取m爲24,DW更大時,m值也隨之增加。

塔內直徑超過2m的塔通常都使用雙程塔板,裏面一圈24塊,外面一圈48快。兩程塔板仰角都一樣,外面那段大概占整塊板葉片直徑的1/3,不包括盲板部分。 在設計過程中應對初算得到的DW、Dm及Dn值進行核算。方法是用式(1-2)和式(1-3)核算A0和F0,若F0何原選定的值相差較大,則應調整DW數值。 2. 罩筒高度hz

在葉片外設置罩筒的目的是封閉葉片外沿開口,使氣流不致由此直沖塔壁而造成霧沫夾帶。此外,還可在罩筒與塔壁間形成集液槽,將沿塔壁降落的液體導入溢流裝置。

罩筒高度可取剛好封閉葉片外沿開口,這樣可使葉片的仰角得到一個校核的標准,以利制造。罩筒高度hz可近似地用下式計算:

hz=?DWmsin???

葉片間在外沿處的最大距離l可近似地取爲:

l=hz?2?

3. 葉片徑向角?

葉片的開縫線(即邊線)外端與半徑的夾角稱爲葉片徑向角。 當開縫線與盲板相切時,此時的?可按下式計算:

?=arcsinDmDW

110

徑向角?最好是使開縫線與盲板相切,在Dm?(?)DW時,?可取14~19。

48開縫線也可以與最小的圓相切。

旋流板塔用于除塵時采用內向板;而作爲除霧作用時,爲了盡量地將霧滴甩到器壁上,可采用外向板。 4. 旋流塔板的溢流裝置

在罩筒與塔壁間的循環區可安排2-3個圓弧形溢流口,下接弧形過渡到圓形的漏鬥狀異形接管,然後再接圓管,並將這些圓弧形溢流管的底部聯接。如液體負荷量小,可以不使用異形接管,而將圓管上部壓扁,在接到近似于弧形或腰子形的溢流口下,這樣能使溢流槽寬及阻力比直接用圓管小。

在設計時,可按下式定出溢流口的總面積

Ay?(6?7)L

L—液體的體積流量(m3/h) 每個溢流口的面積爲Ayi?Ayn,n—溢流口(管)的個數,常爲2~3。

對于弧形溢流口,其兩端爲半圓形,圓心間的弧長爲l,寬度爲b,其溢流面積爲:

Ayi?lb?0.785b

2當l長時,b值減小,可使塔徑減小。在一般情況下,l不宜超過Dn/i,以免顯著影響氣體的分布及增大其壓力損失。

葉片外的板環去總寬(包括罩筒厚度及溢流槽寬)B?(Dn?Dw)2mm。建議當b大于40mm時,將溢流口隔成20-40mm的弧形長條,以清除漩渦,保持正常的液位,隔板的底部與溢流口底相平,高度約與罩筒高度相等。

異形管下端的圓面積可比上端溢流口小,因爲在下端液位相對較高,且進入圓管時的流量系數已近于1.溢流圓管的直徑按下式估算:

dg?2Ln 此時圓管內的流速爲1m/s左右。

溢流管底與其下部盲板的距離hm可取(1/2~2)dg.在溢流管的全長中,異形管約占1/3~1/2,其余部分爲圓管。

旋流塔板的板間距H應高于塔壁上的液環。設計時,板間距可由溢流裝置所需的高度決定,並利用下式估算。一般不小于400mm。

H?0.01(800?Dn?Dm)F0(0.5?2?)?100

LAy式中,?爲溢流口的液速(m/s),其值爲?=2.785. 有關塔的高度

,溢流口流速1m/s。

每一層要有0.5m以上的高度,具體高度看情況,若考慮清除結垢可適當增加,最後一層脫水板後的高度最好大于塔徑,若塔徑小于1000mm,塔底高度一般爲1200~1800mm。直徑超過2m的塔,最下層至少2.4m。

塔頂筒體到除霧板的距離可在1500mm以下。

循環水池利用塔底做不必另作水池,最低水深有800mm就行。

塔頂進水管直徑爲1.5~2.0的水泵出水口直徑。進水管流速爲3m/s,安裝在塔板間距1/2處。塔底出水管流速爲0.8~1.0m/h。 6. 塔板的支承形式

塔板的支承形式常用的有以下幾種:

(1)拉杆和定距管 通常用于ф500~1200mm的塔,可用3根ф14的拉杆互成1200布置。

(2)法蘭聯接 用于小直徑塔。一般一個塔節裝置3塊塔板,中間一塊塔板焊接在塔壁上,上面一塊上裝,下面一塊下裝。上下兩塊塔板用螺栓或龍門楔固定于焊在塔壁的塔圈上或其他支承上。

(3)塔圈 在塔徑D大于800mm時,一般用焊接在塔壁上的塔圈來固定。 7. 沉澱池

沉定池表面負荷1.0~3.0m3/(m2·h).

表面負荷q=流量Q沉澱池表面積A?Q?4D?4Q?q

2D

有效容積=停留時間×流量

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