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噴淋塔設計標準參考

上傳時間:2019-12-24閱讀次數:編輯:admin

噴淋塔設計標準參考

塔型選擇原則
要選擇合適的噴淋塔型必須通過調查研究,充分了解使用條件,選擇有較好特性的合理塔型。一般說來,同時滿足生產任務要求的噴淋塔塔型有多種選擇,但應從經濟觀點,生產經驗和具體條件等方面綜合考慮。現將選擇時一些考慮因素列舉如下。
1.與物性有關方面的因素
(1)物流系統易起跑沫,宜用填料塔。因為在板式塔中易造成嚴重的霧沫夾帶,甚至泛塔,影響分離效率。
(2)有懸浮固體和殘渣的物料,或易結垢的物料,宜用板式塔中大孔徑篩板塔、十字架型浮閥和泡罩塔等。填料塔將會產生阻塞,有很難清理。
(3)高粘性物料宜用填料塔。在板式塔中鼓泡傳質效果太差。
(4)具有腐蝕性的介質宜選用填料塔,因它宜用耐腐蝕材料制作,也可選用板式塔中結構簡單的無溢流篩板塔。
(5)對于處理過程中有熱量放出或須加入熱量的系統,宜采用板式塔。當然也可將填料分塔或分段設置,塔(段)間設置冷卻器,但結構較復雜。
2.與操作條件有關的因素
(1)傳質速率有氣相控制,宜采用填料塔,因在填料塔中氣相在湍動,液相分散為膜狀流動。如傳質速率由液相控制,宜用板式塔,因為在板式塔中液相在湍動,氣相分散為氣泡。
(2)當處理系統的液氣比L/V小時,宜用板式塔。
(3)操作彈性要求較大時,宜采用浮閥塔、泡罩塔等。填料塔和無溢流篩板塔的彈性較小。
(4)對伴有化學反應(特別是當此反應并不太迅速時)的吸收過程,采用板式塔較有利,因液體在板式塔中的停留時間長,反應比較容易控制,有利于吸收過程。
(5)氣相處理量大的系統宜采用板式塔,小則填料塔適宜。因大塔板式塔價廉,小塔則填料塔便宜,一般塔徑小于φ 800 mm宜采用填料塔。
以下為噴淋塔設計時的一些要點考慮,主要包括
1 空塔流速
空心噴淋除塵器的氣流速度越小對吸收效率越有利,一般為1.0~1.5m/s。
2填料層厚度
錯流模擬式填料洗滌除塵器中,通過兩層篩網所夾持的填料層厚度一般小于0.6m,最大1.8m。
噴淋段:自噴淋層(最上一層噴嘴)至進氣管上口,氣液在此段進行接觸傳質,是塔的主要區段。氟化氫為親水性氣體,傳質在瞬間即能完成。但在實際操作中,由于噴淋液霧化狀況、氣體在本體截面分布情況等條件的影響,此段的長度仍是一個主要因素。以為在此段,塔的截面布滿液滴,自由面大大縮小,從而氣流實際速度增大很多倍,因此不能按空塔速度計算接觸時間。
脫水(除霧)段:噴嘴以上部分為脫水段,作用是使大液滴依靠自重降落,其中裝有除霧器,以除掉小液滴,使氣液較好的分離。塔的高度尚無統一的計算方法,一般參考直徑選取,高與直徑比(H/D)在4~7范圍以內,而噴淋段占總高的1/2以上。
湍流塔氣體凈化器,填料層可浮動。塔內裝有聚乙烯、聚丙烯、發泡聚苯乙烯或多空橡膠制成的輕質空心(或實心)小球作為填料,小球的密度應小于洗滌液體的密度。在一定的氣流速度作用下,塔內小球不斷地進行湍流運動,粉塵粒子在湍流運動的泡沫層中,被氣體射流補塵體所捕獲。
湍流塔凈化器用于除塵時,空塔氣流極限速度取5~6m/s,液氣比為0.5~0.7L/m3;選用填料小球的直徑應滿足dB≦
式中,D為湍球塔直徑,m;dB為小球的直徑,m。
根據實驗得出,用直徑20~40mm,密度為200~300kg/m3的填料小球凈化含塵氣體,其效率最佳。
填料小球靜止床層高度Hst大約為球形填料直徑的5~8倍,最大的靜止床層高度Hst(max)應遵從Hst/D1的關系式。湍流塔為多層時,上一層支撐篩板到下一層支撐篩板間的距離為1~1.5 m,限位柵板與支撐板間的距離為0.8~0.9m。
3噴嘴數量
噴嘴的功能是將洗滌液噴灑為細小液滴。構造合理的噴嘴能使洗滌液充分霧化,增大氣液接觸面積。反之,所有龐大的塔體而洗滌液噴灑不佳,氣液接觸面積仍然很小,影響設備的凈化效率。理想的噴嘴如下:
1. 噴出液滴細小,液滴大小取決于噴嘴結構和洗滌液壓力
2. 噴出液體錐角大 錐角大則覆蓋面積大,在出噴嘴不遠處便布滿整個塔截面。噴嘴中裝有漩渦器,使液體不僅向前進方向運動,而且產生旋轉運動,這樣有助于將噴出液灑開,也有利于將噴出液分散為細霧。
3. 所需的給液壓力小  給液壓力小,則動力消耗低。
4. 噴灑能力大 噴灑能力理論計算公式為
q=
式中,q為噴嘴噴灑能力,m2/s;μ為流量系數,0.2~0.3;F為噴出口截面積,m2;p為噴出口液體壓力,Pa;γ為液體密度,kg/m3;g為重力加速度。
在實際工程中,多采用經驗公式,其形式 如下:
q=kpn
式中,k為與進出口直徑有關的系數;n為壓力系數,與進口壓力有關,一般在0.4~0.5之間。
所需噴嘴數量,根據單位時間內所需噴淋液液量決定,計算公式如下:
n=  式中,n為所需噴嘴個數,G為所需噴淋液量,m2/h;q為單個噴嘴的噴淋能力,m2/h,φ為調整系數,根據噴嘴是否容易堵塞而定,可取0.8~0.9。
噴嘴應在斷面上均勻配置,以保證斷面上各點的噴淋密度相同,而無空洞或疏密不均現象。
 
噴嘴大小:
噴嘴型號 1/4  2分 3/8  3分 1/2  4分 3/4  6分 1寸 1-1/4寸 1-1/2寸 2寸 3寸 4寸
直徑大小   DN10 DN15 DN20 DN25 DN32 DN40 DN50 DN80 DN100
 
 
 
一般根據管徑截面積大小來布置噴嘴數量,單個噴嘴的截面積乘以噴嘴個數小于水管截面積的2/3即可。
  水管 DN32 DN50 DN80(3寸) DN100(4寸) DN150(5寸)
螺旋噴嘴 截面積 803 1962 5024 7850 17662
3分 78.5 10 24.9 64 100 225
4分 176.6 4.5 11 28.4 44.4 100
6分 314 2.5 6 16 25 56
1寸 490.6 1.6 4 10.2 16 36
 
 
 
4塔徑的計算
塔徑由每小時所需處理氣量與氣體在塔內通過速度決定。計算公式如下:
D==
式中,D為塔直徑,m;Q為每小時處理的氣體量,m3/h;v為煙氣穿塔速度,m/s。
 
5氣液比選擇
水氣比是與凈化效率關系最密切的控制條件,其單位為kg/m3煙氣。在其他條件不變時,水氣比越大,凈化效率越高,特別是水氣比在0.5以下時,凈化效率隨水氣比提高而劇增,這是因為水量還不能滿足吸收要求的緣故,但增大到一定程度之后,再增加噴淋量已無必要,反而會使氣流夾帶量增加。試驗確定,空心塔的水氣比以0.7~0.9為宜。當然這與很多條件有關,例如,洗滌液霧化不好,即使水氣比 較大,傳質效果仍不好。
6 水泵選型
水泵選型依據,應根據工藝流程,給排水要求,從五個方面加以考慮,既液體輸送量裝置揚程液體性質管路布置以及操作運轉條件
  1、流量是選水泵的重要性能數據之一,它直接關系到整個裝置的的生產能力和輸送能力。 如設計院工藝設計中能算出泵正常、最小、最大三種流量。選擇泵時,以最大流量為依據,兼顧正常流量,在沒有最大流量時,通常可取正常流量的1.1倍作為最大流量。
  2、裝置系統所需的揚程是選泵的又一重要性能數據,一般要用放大5%—10%余量后揚程來選型。
  3、液體性質,包括液體介質名稱,物理性質,化學性質和其它性質,物理性質有溫度c密度d,粘度u,介質中固體顆粒直徑和氣體的含量等,這涉及到系統的揚程,有效氣蝕余量計算和合適泵的類型:化學性質,主要指液體介質的化學腐蝕性和毒性,是選用泵材料和選用那一種軸封型式的重要依據。
  4、 裝置系統的管路布置條件指的是送液高度送液距離送液走向,吸如側最低液面,排出側最高液面等一些數據和管道規格及其長度、材料、管件規格、數量等,以便進行系梳揚程計算和汽蝕余量的校核。
  5、 操作條件的內容很多,如液體的操作T飽和蒸汽力P、吸入側壓力PS(絕對)、排出側容器壓力PZ、海拔高度、環境溫度操作是間隙的還是連續的、泵的位置是固定的還是可移的。
  選水泵的具體操作
  根據泵選型原則和選型基本條件,具體操作如下:
1、根據裝置的布置、地形條件、水位條件、運轉條件,確定選擇臥式、立式和其它型式(管道式、潛水式、液下式、無堵塞式、自吸式、齒輪式等)的泵。     
2、根據液體介質性質,確定清水泵,熱水泵還是油泵、化工泵或耐腐蝕泵或雜質泵,或者采用無堵塞泵。安裝在爆炸區域的泵,應根據爆炸區域等級,采用相應的防爆電動機。     
3、根據流量大小,確定選單吸泵還是雙吸泵;根據揚程高低,選單級泵還是多級泵,高轉速泵還是低轉速泵(空調泵)、多級泵效率比單級泵低,如選單級泵和多級泵同樣都能用時,首先選用單級泵。
  4、確定泵的具體型號
  確定選用什么系列的泵后,就可按最大流量,(在沒有最大流量時,通常可取正常流量的1.1倍作為最大流量),取放大5%—10%余量后的揚程這兩個性能的主要參數,在型譜圖或者系列特性曲線上確定具體型號。操作如下: 利用泵特性曲線,在橫坐標上找到所需流量值,在縱坐標上找到所需揚程值,從兩值分別向上和向右引垂線或水平線,兩線交點正好落在特性曲線上,則該泵就是要選的泵,但是這種理想情況一般很少,通常會碰上下列兩種情況:      第一種:交點在特性曲線上方,這說明流量滿足要求,但揚程不夠,此時,若揚程相差不多,或相差5%左右,仍可選用,若揚程相差很多,則選揚程較大的泵。或設法減小管路阻力損失。
  第二種:交點在特性曲線下方,在泵特性曲線扇狀梯形范圍內 ,就初步定下此型號,然后根據揚程相差多少,來決定是否切割葉輪直徑,
  若揚程相差很小,就不切割,若揚程相差很大,就按所需Q、H、,根據其ns和切割公式,切割葉輪直徑,若交點不落在扇狀梯形范圍內,應選揚程較小的泵。選泵時,有時須考慮生產工藝要求,選用不同形狀Q-H特性曲線。    5、泵型號確定后,對水泵或輸送介質的物理化學介質近似水的泵,需再到有關產品目錄或樣本上,根據該型號性能表或性能曲線進行校改,看正常工作點是否落在該泵優先工作區?有效NPSH是否大于(NPSH)。也可反過來以NPSH校改幾何安裝高度?
  6、對于輸送粘度大于20mm2/s的液體泵(或密度大于1000kg/m3),一定要把以水實驗泵特性曲線換算成該粘度(或者該密度下)的性能曲線,特別要對吸入性能和輸入功率進行認真計算或較核。
  7、確定泵的臺數和備用率:
  對正常運轉的泵,一般只用一臺,因為一臺大泵與并聯工作的兩臺小泵相當,(指揚程、流量相同),大泵效率高于小泵,故從節能角度講寧可選一臺大泵,而不用兩臺小泵,但遇有下列情況時,可考慮兩臺泵并聯合作:流量很大,一臺泵達不到此流量。     對于需要有50%的備用率大型泵,可改兩臺較小的泵工作,兩臺備用(共三臺)
  對某些大型泵,可選用70%流量要求的泵并聯操作,不用備用泵,在一臺泵檢修時,另一臺泵仍然承擔 生產上70%的輸送。
  對需24小時連續不停運轉的泵,應備用三臺泵,一臺運轉,一臺備用,一臺維修。
  8、 確定泵的臺數和備用率:
  對正常運轉的泵,一般只用一臺,因為一臺大泵與并聯工作的兩臺小泵相當,(指揚程、流量相同),大泵效率高于小泵,故從節能角度講寧可選一臺大泵,而不用兩臺小泵,但遇有下列情況時,可考慮兩臺泵并聯合作:流量很大,一臺泵達不到此流量。
  對于需要有50%的備用率大型泵,可改兩臺較小的泵工作,兩臺備用(共三抬)
  對某些大型泵,可選用70%流量要求的泵并聯操作,不用備用泵,在一臺泵檢修時,另一抬泵仍然承擔生產上70%的輸送。
  對需24小時連續不停運轉的泵,應備用三臺泵,運轉,一臺備用,一臺維修。
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