1、备案号:J1658-2013 G H 准标业-丁工化国工Aq共民人华中HG/T 20577一2013塔填料流体力学及传质性能测试规范Test specification of bydromecbanical and mass transfer performance parameters for tower packings 2013-10-17发布2014-03-01实施以d:主寺内如是?毛主中华人民共和国工业和信息化部发布二售、.中华人民共和国化工行业标准塔填料流体力学及传质性能测试规范Test specification of hydromechanical and mass trans
2、fer performance parameters for tower packings HG/T 20577-2013 JUhm革晦辑拱咄绑到啊型结在士WW吁书理协尊霸主编单位:全国化工化学工程设计技术中心站华陆工程科技有限责任公司批准部门:中华人民共和国工业和信息化部实施日期:2 0 1 4 年3 月日1 中国计划出版社京北2014 中华人民共和国化工行业标准塔填料流体力学及传质性能测试规范HG/T 20577-2013 食中国计划出版社出版网址: 地址=北京市西城区木樨地北里甲11号国宏大厦C座3层邮政编码:100038 电话:(010) 63906433 (发行部新华书店北京发行所发
3、行二河富华印刷包装有限公司印刷880 mmX 1230 mm 1/16 2. 75印张千字2014年8月第1版2014年8月第1次印刷印数1-16册食统一书号:1580242 375 定价:35.00元版极所有侵钗必究侵权举报电话，(010) 63906404 如有印装质量问题，请寄本社出版部调换中华人民共和国王业和信息化部主七日公第52号2013年工业和信息化部批准甲基丁烯醇聚隧等811项行业标准，其中:化工行业标准149项、有色行业标准105项、黄金行业标准5项、冶金行业标准15项、建材行业标准3项、机械行业标准39项、航空行业标准69项、船舶行业标准53项、汽车行业标准42项、纺织行业标
4、准63项、轻工行业标准59项、石化行业标准42项、民爆行业标准1项、电子行业标准50项、通信行业标准116项，现予以公告。以上化工行业标准由化工出版社出版，纺织、有色及黄金行业标准由中国标准出版社出版，冶金行业标准由冶金工业出版社出版，建材行业标准由建材工业出版社出版，机械行业标准由机械工业出版社出版，航空行业标准由中国航空综合技术研究所组织出版，船舶行业标准由中国船舶工业综合技术经济研究院组织出版，汽车行业标准由中国计划出版社出版，轻工行业标准由中国轻工业出版社出版，石化行业标准由中国石化出版社出版，民爆行业标准由中国兵器工业标准化研究所组织出版，电子行业标准由工业和信息化部电子工业标准化研
5、究院组织出版，通信行业标准由人民邮电出版社出版。附件:12项化工行业标准编号、标准名称和起始实施日期。-mg革略眼喃喃拱莉莉国剧增W钮，蒂年将理协尊崇中华人民共和国工业和信息化部二0一三年十月十七日附件:12项化工行业标准编号、标准名称和起始实施日期序号标准编号标准名称被代替标准名称起始实施日期138 HG/T 22801-2013 化工矿山企业初步设计内容和深HG 22801-1993 2014-03-01 度的规定139 HG/T 20567-2013 热油炉技术条件HG/T 20567-1994 2014-03-01 140 HG/T 20677-2013 橡胶衬里化工设备设计规范HG/
6、T 20677一-19902014-03-01 141 HG/T 21559.1-2013 不锈钢网孔板波纹填料工程技术HG/T 21559.1一-19952014-03-01 规范142 HG/T 20569一一2013机械搅拌设备HG/T 20569一19942014-03-01 143 HG/T 21641-2013 管道工厂化预制技术规范2014-03-01 144 HG/T 20578一-2013真空预压法加固软土地基施工技HG/T 20578-1995 2014-03-01 术规程145 HG/T 20504一-2013化工危险废物填埋场设计规定HG 20504一一19922014
7、回03-01146 HG/T 20657-2013 化工采暖通风与空气调节术语2014-03-01 147 HG/T 20577一2013塔填料流体力学及传质性能测试2014-03回01规范148 HG/T 20501一-2013化工建设项目环境保护监测站设HG 20501-1992 2014-03-01 计规定149 HG 20706一-2013化工建设项目废物焚烧处置工程2014-03-01 设计规范前言本规范根据国家发展和改革委员会(发改办工业2006J1093号文)和中同石油和化学工业协会(中石化协科发2006J112号文的要求，由中同石油和化工勘察设计协会组织全国化工化学工程设计技术
8、中心站会同华陆工程科技有限责任公司、天津大学、天津天大天久科技股份有限公司、上海化工研究院国家高效分离塔填料及装置技术研究推广中心编制。填料是石油化工分离装置中最常用的传质部件之一，广泛应用于化学工业和相关行业。填料的流体力学和传质性能是填料重要的技术参数，对于填料的科学研究、生产和工业应用具有重要的指导意义。我国长期以来积累了大量的科学研究成果以及生产和工业应用经验，但是迄今为止没有相关的统一测试标准。科学研究和生产中对填料性能的测试方法和测试结果不尽相同，有些填料生产企业甚至不进行测试，出现性能指标照抄其他厂家或者相似产品的现象。由于流体力学和传质性能参数缺乏数据，让设计人员无所适从，常常
9、导致设计中填料层高度、塔径和回流比的富余量人为地过度放大。这样不仅大幅度增加设备投资，而且增加了运行过程中的动力和热能消耗。传质性能参数的不可靠也造成许多设计误差，导致产品质量和排放物不达标。所有这些现象严重阻碍和限制了填料技术的发展，因此规范填料流体力学和传质性能测试方法是我国填料行业亟需解决的重大问题，也是化学工业和相关流程工业中节能减排的重要环节。本规范规定了传质分离用塔填料的几何参数、流体力学性能和传质性能测试的测试项目、测试方法、测试结果、标准格式和内容。由于本规范是新制订标准，内容繁杂，理论性较强，标准编制原则是规定成熟、可靠容易操作的技术内容，但不一定是最新先进的。在编写过程中广
10、泛征求了相关专家学者的意见特别是大专院校和科研机构的意见，对于测试方法和计算公式作了认真仔细的整理、研究和校核，最后由全国化工化学工程设计技术中心站统一组稿，完成编制。本规范由中同石油和化学工业联合会提出并归口。本规范的技术内容由全国化工化学工程设计技术中心站负责解释(联系地址:陕西省西安市高新技术产业开发区唐延南路7号华陆大厦，邮编:71006日，在执行过程中如有意见或建议，请寄送全同化工化学工程设计技术中心站。本规范主编单位、参编单位、参加单位、主要起草人和主要审查人z主编单位:全国化工化学工程设计技术中心站华陆工程科技有限责任公司参编单位:天津大学天津天大天久科技股份有限公司上海化工研究
11、院同家高效分离塔填料及装置技术研究推广中心参加单位:开封空分集团有限公司主要起草人:程惠亭玉抚华张敏卿成沽束世平朱志亮刘景武主要审查人:费维扬张志炳张毅航周建跃朱夏霖徐敬先赵汝文开奉军高常明陈维平禧雅志次目试、而饥则语定料规填本堆总术基散1 2 3 4 ( 5 ) 试样要求几何参数测试流体力学参数测试4.1 ( 5 ) 4.2 . (6) 4.3 . . (7) 传质性能参数测试4.4 流体力学参数测试方法和数据处理. (7) 4.5 (11) 液相传质性能测试方法和数据处理气相传质性能测试方法和数据处理4.6 . (14) 4. 7 规整填料测试.(川5 . (17) 试样要求几何参数测试5
12、.1 (17) 5.2 归队的革酶破裂辑缸刑事挡在在U吁书蓝陆曾辑(21) 流体力学参数测试5.3 . (21) 传质性能参数测试5.4 . (22) 流体力学参数测试方法和数据处理5.5 (23) 5.6 附录AEckert压降通用关联阁.(25)附录BKister&.Gi1l通用关联图.的附录CBi1let规整填料泛点关联图(27)本规范用词说明引用标准名录.条文说明(31)传质性能参数测试方法及数据处理. (28) I Contents )唱inLaaq( -CE n t-A -K C RU-nu nnPA OHSL I- ea-VA啊U刊Hoon川u.剖，dmumm EOVU -r m
13、凶pdezct nn.创MEeeae GTBT 1234 4. 1 Sample specifications ( 5 ) 4.2 Test of geometrical parameters ( 5 ) 4. 3 Hydromechanical parameters test and measurement ( 6 ) 4. 4 Mass transfer performance parameters test and measurement ( 7 ) 4. 5 Test method of hydromechanical parameters and data processing (
14、7 ) 4.6 Test method of liquid phase mass transfer parameters and data processing (11) 4. 7 Test method of vapor phase mass transfer parameters and data processing 口的5 Test of structure packing (17) 5. 1 Sample specifications (17) 5.2 Test of geometrical parametersu 5. 3 Hydromechanical parameters te
15、st and measurement (21) 5.4 Mass transfer performance parameters test and measurement (2 1) 5.5 Test method of hydromechanics parameters and data processing (22) 5.6 Test method of mass transfer parameters and data processing (23) Appendix A Eckert correlation diagram (2日Appendix B Kister&.Gill corr
16、elation diagram 臼们Appendix C Billet correlation diagram (27) Explanation of wording in this code 臼的List of normative standards (29) Explanation of provisions (3 1) E 1总则1. 0.1 为保证填料塔工程设计质量，提高节能减排效果，以及各种填料性能的比较和验收，同时也为了对蒸锢塔和吸收塔设计提供可靠的依据，特制定本规范。1. O. 2 本规范适用于以混合物分离为目的、置于塔内部填料的性能测试，包括散堆、规整填料。1. O. 3 本规
17、范所指的填料，不包括用于消泡、除沫、冷却和阻火等用途的填料。1. O. 4 本规范不包括填料的理化性能测试，如填料所用材料的机械强度、化学组成、耐热性和耐腐蚀性、抗老化性等。1. O. 5 其他新开发的填料的测试，可参照本规范执行。1. O. 6 本规范给出的测试装置，其材料选择、设计和制造除本规范给出的引用标准名录外，还应符合国家现行的有关标准的规定。 1 2术语2.0.1 填料packing 以分离气体或液体混合物为目的，置于塔器内部、具有分离功能的部件。2.0.2 几何参数geometrical parameters 反映填料形状、大小等几何特征的数据。2.0.3 规格尺寸format
18、dimension 散堆填料某特定部位的公称尺寸，具体表示为Dg加特定尺寸值。对环形、球形填料以其外径尺寸作为公称尺寸;翻边的环形填料以环形主体外径尺寸作为公称尺寸p鞍形填料以鞍的细腰外径尺寸作为公称尺寸;环鞍形填料以鞍的腰外径尺寸作为公称尺寸;规整填料的规格尺寸用几何特征参数表示。2.0.4 堆积个数pieces per m3 每立方米填料所具有的填料个数，单位为m-3。2. O. 5 堆积密度bulk density 每立方米填料的质量，单位为kg/m302.0.6 比表面积specific surface area 每立方米填料所具有填料的总几何表面积，单位为m2/m3。2. O. 7
19、空隙率void volume 每立方米干填料中所具有的空隙体积，单位为旷/m3。2. O. 8 干填料因子dry packing factor 反映填料特性的参数，与填料的几何形状及空隙率有关，单位为m10 2.0.9 水力直径hydraulic diameter 反映填料特性的参数，与填料的几何形状及空隙率有关，单位为mo2.0.10 性能参数performance parameters 填料的流体力学和传质性能数据。2.0.11 液体喷淋密度specific liquid rate 单位时间、单位培截面积上的液体喷淋量，单位为m3/(m2 h)或m3/(m2s)。2. 0.12 持液量li
20、quid holdup 一定条件下，单位体积填料层中填料表面和空隙中所持有的液体体积，单位为旷/m3o2.0.13 干填料压降pressure drop for dry packing 无液体喷淋时，每米填料高度的压降，单位为kPa。2. 0.14 湿填料压降pressure drop for wetted packing 在一定的液体喷淋密度下每米高度填料的压降，单位为kPa。 2 2.0.15 测试装置testing device 测试填料几何参数、流体力学性能和传质性能的装置。2.0.16 直接测量数据directly measured parameters 指测量仪器和测量装置读出的未
21、经过数据处理的原始数据。2.0.17 间接测量数据indirectly measured parameters 指由直接测量数据经过数据处理和计算得到的结果数据。 3 3基本规定3.0.1 几何参数测试所用的长度测量仪使用金属直尺，游标、带表和数显卡尺或更精确的测量工具，所用长度测量仪应符合现行国家标准金属直尺)GB/T9056和游标、带表和数显卡尺)GB/T21389的有关规定。3.0.2 几何参数测试的数据保留两位小数。3.0.3 除几何参数外其他测量数据，使用国家法定单位。3.0.4 直接测量数据，除几何参数外，数据保留3位有效数字p间接测量数据保留4位有效数字。3.0.5 间接测量数据
22、，必须给出数据处理使用的方法、计算机软件的名称和来源等相关信息。 4 4 散堆填料测试4.1试样要求4. 1. 1 试样为检验合格的填料，材质应有原始质量证明书及合格证，其性能应符合相关材质的技术标准。4. 1. 2 要求填料表面洁净，无灰尘和油愤。4.2.1 几何参数测试。1 测试内容:1)规格尺寸Dg;D堆积个数n;3)堆积密度YP;4)比表面积al5)空隙率E;的干填料因子比;7)水力直径dh。2 测试方法:4.2 几何参数测试1)规格尺寸。测量时，使用游标卡尺，两卡爪应平行于被测表面，且只能与表面轻微接触;读数时，两眼视线应垂直正对刻度所显示的数值。球形填料应至少量取4个空间位置的球径
23、值，以得出上、下偏差值。等径的环形填料两端各测一个截面，每截面至少测定2个值P对较大直径，应测4个值。不等径的环形填料，可取圆柱部分的截面测24个外径值。2)堆积个数n。塑料填料和金属填料采用干装法测量;瓷质填料采用湿装法测量。干装法测量:测量容器内装入填料，均匀倒入填料，逐层理平，不允许将容器中填料墩实，装填后应将表层填料整理平整，然后计算该特定容器中的填料个数，同样方式重复测定3次以上，取其平均值，再除以填充容器的体积，即为该种填料的堆积个数。湿装法测量:在容器内先注入一定高度的水，然后向内各向均匀倒入填料，并理平。达到特定高度后，放去水，计数填料个数。重复3次以上，取其平均值，并除以填充
24、容器体积，得出该填料的堆积个数。测量用容器的直径DT与填料规格尺寸Dg的比值应满足8DT/Dg 75mm) 液体分布器均匀流入填料层，由塔底返回贮水槽。4.5.4 测试方法。1 流量测量: 7 II l风机;2一整流子，3一气体分布板;4填料支承板;5填料;6二床层限位器$7一液体分布器;8-除沫器;9贮水罐;10水泵;11 -流量计;12一液位计;T-测温;W测气速;P测压;t.P测压差图4.5.1流体力学测试装置及流程10 气体流量计置于气体人塔前管道上的流量调节阀之后，流量计前后直管段长度应符合所选用仪表要求。气体流量测量可采用皮托管、空气转子流量计、孔板流量计或涡轮流量计，液体流量测量
25、采用转子流量计，精度应在土o.Olm3 /ho 2 温度测量:温度测量可采用水银温度计、热电偶或热电阻温度计，精度应在士O.50C以内。气体温度测量点应在靠近气体流量计处，此外在填料层的上方、下方及中部均应设置气体温度测量点。液体进出口均应设置温度测量点。3 压力及压差测量: 8 压力或压差的测量可采用U型管压差计直接测量。压差值小于O.3kPa时，可采用斜管压差计或微压差计进行测量，测量精度应在士lOPa以内。气体流量计处以及填料层下方、上方均应设置测压口。填料层中部的测试段，其上、下端均有测压口，在测压位置的同一水平高度上沿塔壁圆周均布4个测压口，上端4个测压口在塔外相连通，下端4个也同样
26、连通，汇合后的上、下端再与压差汁相连。4 填料压降测量:主要测定不同液体喷淋密度下，填料层压降随气速的变化。首先测定干填料压力降，即无水喷淋时，填料压力降随气速的变化。调节风量控制填料层压力降为98.1Pa/m(lOmmH20/m)左右，稳定后记录此时的空气流量、填料测试段的压差及空气进出口温度。自小至大改变风量，并记录每档风量下的流量、温度、压差值，记录称为上行值。然后，自大至小改变风量，至压力降为98.1Pa/m左右，记录各档风量下的下行值。测定湿填料压降时，应先对填料层进行预液泛，即在大喷淋密度下，调节风量使填料层达到液泛状态，保持一段时间以使填料充分润湿。然后，固定在某一液体喷淋密度下
27、，逐渐加大气量并记录各气量下的温度、压差和流量。在接近液泛时，应细心读取数据，此时气速极微量增加，填料层压力降急剧上升，记录此时的数据。然后，从液泛点以上开始，逐渐减少气量，测出各气量下的下行值。如此再重复一次测试，核对数据的重复性。一个喷淋密度的数据测定完后，再改变液体喷淋密度，重复上述测定。5 填料泛点气速测量:固定某一液体喷淋密度，逐渐加大气量，并注意观察填料层压力降的变化。当填料层接近液泛时，气速微量增加，填料层压力急剧上升，此时对应的气速即为填料的泛点气速。改变液体喷淋密度，测得不同喷淋密度下的填料泛点气速。6 填料层持液量测量:持液量分为静持液量hs、动持液量h。和总持液量血，总持
28、液量按下式计算:Ht =h，十ho(4.5.4-1) 1)静持液量测定。采用质量法或容量法。首先将气体分布板通向塔底的孔和管堵死，或者将气体分布板换成盲板;打开填料层上方的塔节法兰;称取足够质量的水，记录水的质量WOo将水通过液体分布器自填料层上方注人，在阀门A处收集填料层下端流出的水。将收集的水再自填料层上方注人，使填料层充分润湿。停止注水后，待填料层下端无水流出时，将回收到的水称量，质量为叫，根据填料层体积，算出静持液量。静持液量按下式计算:式中:hs一一静持液量(m3/m3);Wo 最初水质量(kg);Wj 回收水质量(kg);p一一水的密度(kg/m3); V一一填料体积(m3)。hs
29、二(Wo-Wj) /(IV) (4.5.4-2) 测定时要注意其他可能滞留(如液体分布器等)或损失的水量，并对静持液量加以修正。 9 2)动持液量的测定。首先对填料层上部的液体分布器持液量进行标定，测定其在不同喷淋密度下的持液量;然后开始测定填料层动持液量。保持恒定的液体喷淋密度及气速，稳定操作一段时间后，记录塔底液位计的液位Lo.然后关闭水泵、风机和塔底通向贮水罐的阀门B。停止注水后，待塔底液位计的液位不再上升，即填料层下端元水流出时，记录此液位L1并与之前的液位相比，计算出停止操作后填料层流出的液体总量。将此量减去该液流量下液体分布器中的持液量Vo以及塔内部除填料层以外其他部位可能的持液量
30、叭，此即整个填料层中的动持液量，再除以填料层体积，算出填料的动持液量。动持液量按下式计算:ho = (L1 - Lo)A - (Vo + V1 )/V 式中:h。一一动持液量(m3/m3)jL。塔底液位计的液l(m) j L1 塔底液位计的液位(m)j A 塔底液位对应的横截面积(m2)j Vo -液体分布器中的持液量(m3)j V1一一其他部位可能的持液量(m3)j V一一填料层体积(m勺。(4.5.4-3) 改变喷淋密度及气速，重复上述测定，可测得不同喷流密度和气体F因子下的动持液量。动持液量与静持液量之和为总持液量。4.5.5 测量范围。在高液量下与填料层压降为88Pa/m对应的气体空塔
31、速度为测定的气速下限，气速上限为低液量下液泛时的气速。4.5.6 数据处理。1 气速压降变化曲线:将测试所得各喷淋密度下，气速(或F因子)与填料层ffi差的上、下行值，标绘在双对数坐标图上。横坐标为空塔气速(或F因子).纵坐标为每米填料高度的压降值。将同一喷淋密度下的上、下行值的平均点连成一折线，此线即为该喷淋密度下的气速压降变化曲线。这样可标绘出不同喷淋密度下一组气速一压降变化曲线。2 载点和泛点的确定:气速压降变化曲线上有两个转折点，下折点即为载点。在载点以下，压降随气速的变化呈直线，并且不同喷淋密度下的压降变化曲线互相平行;载点以上，填料层内持液量增加，压降随气速的增大变化略快，在图上表
32、示为压降变化曲线的斜率增大。气速压降变化曲线的上折点即为填料在该液相负荷下的泛点，其横坐标对应的读数即为泛点气速。在罔上表示为此点以上的气速压降变化曲线的斜率明显增大，压降随气速几乎呈垂直线上升。3 湿填料因子:1)压降填料因子rpp0 10 由测得的温度、压力及气液流量算出Eckert通用关联罔(见本规范附录A)中的横坐标流动参数值。用此值及所测压降值在图中找到对应点，由此点得出相应的纵坐标值，根据密度、蒙古度和空塔气速等便可计算出操作点相应的压降填料因子rp0同法可算出一系列不同气、液负荷下的压降填料因子rf值。将一定喷淋密度下各气速的压降填料因子取平均值，作为该喷淋密度下的压降填料因子值
33、。用最小二乘法回归出喷淋密度与本规范式(4.3.1-2)中的常数M和N。2)泛点填料因子仇。通过Eckert压降通用关联图(见本规范附录A)确定泛点填料因子仇。由测得的温度、压力及气、液流量可算出通用关联罔上的横坐标流动参数值，根据填料的液泛点曲线，得出相应的纵坐标值，由此值及密度、蒙古度和测试测得的泛点气速即可计算出液泛点填料因子仇值。同法可求得每一喷淋密度下，该填料的泛点填料因子rf值。用单对数坐标得出该填料的喷淋密度与本规范式(4.3.1-3)中的常数E和F。4 Bain-Hougen关联式常数:用Bain-Hougen关联式对填料的实测泛点气速进行关联，将实测到的有关数据带人本规范式(
34、4.3.1-1)，可得出式中常数A和Bo5 持液量:将测得的持液量数据用双对数坐标曲线表示，纵坐标为持液量，横坐标分别为液相喷淋密度或空塔气速(气体动能因子)。4.6 液相传质性能测试方法和数据处理4.6.1 测试装置。测试装置主要由CO2吸收塔、CO2解吸塔、气液供给系统以及相应的温度、压力、流量等的测量仪表组成，其中CO2吸收塔用来制备浓度较为稳定的CO2水溶液，装填2m的规整板波纹填料。CO2解吸塔塔内填料测试段上、下端分别设气相和液相取样装置，如罔4.6. 1所示。4.6.2 测试介质。1 测试介质:常温常压下的水、CO2和空气。2 CO2溶液的制备。将CO2气体经转子流量计计量后，进
35、入文丘里吸收器，与来自CO2解吸塔塔底的循环水混合后，并流通过CO2吸收塔，使CO2榕于水中呈饱和状态。4.6.3 测试流程。在吸收塔顶部CO2溶液脱除气泡后，利用高位溢流进入解吸塔顶部的液体分布器，空气自风机由解吸塔底部引人，气、液相在填料层中逆流接触，气体自解吸塔顶部排出，液体经过气体分布板的降液管流人塔底，循环使用。测试用水应采用蒸馆水，在装置中闭合循环，并且每次测试开始时要更换部分新鲜蒸锢水。4.6.4 测试方法。1 数据采集:采用固定喷淋密度，改变气速的方法进行测试，每一喷淋密度下改变68次气速，每种填料测定68个喷淋密度。待吸收塔出口的CO2水溶液浓度稳定后，可向解吸塔底通人空气开
36、始进行CO2的解吸操作。测试开始首先进行预液泛，使填料充分润湿，再将气速调整到测试范围的最低值。开始操作O.5h后，待各参数全部稳定后，取液相和气相进出口样品，并测定其他操作参数(如流量、11. 也5 1一风机;2一解吸塔，3一浮板，4二水泵，5-COz吸收塔;6一-文丘里吸收器;7-COz气瓶;8恒温水浴，9一流量计;10液位计zA 取样;T测温;W测气速;P一测压;llP一测压差圈4.6.1液相传质性能测试装置及流程温度、压差等)，间隔10min后，第二次取样，要求两次样品浓度变化不超过3%5%，杏则间隔10min再继续取样，每次样品需要进行平行分析。改变气速，重复上述测定，直到全部喷淋密
37、度测试完毕。空气进口浓度可直接取大气中COz的浓度值，即在测试期间，分别抽取10个大气试样，分析后取其平均值。2 分析方法:1)液相浓度分析方法。 12 用化学容量法分析COz水榕液的浓度。在一定量(25mL50mL)的液相样品中，加入过量已知浓度的Ba(OH)z标定榕液(预先加人适量的BaClz)，充分摇匀后，再用已知浓度的HCl溶液反滴剩余的Ba(OH)z，算出样品中COz的浓度。在整个取样和分析过程中，注意防止COz的逸出。对每个液体样品，应做空白校正测试。即将取自塔内的液体样品，用空气吹出其中所含的游离COz制成空白校正试样。取该空白校正试样100mL，向内加人20mLBa(OH)z标
38、定溶液，再用已知浓度的HCl溶液反滴之。将此液相样品中所有能与Ba(OH)z反应的离子及能消耗HCl的可溶盐全部折算成COz的浓度，即空白液相COz浓度，以此来校正水样中COz浓度的分析数据。2)气相浓度分析方法。气相中CO2的含量可用红外CO2气体分析仪或气相色谱测定。4.6.5 数据处理。将测得的解吸塔气、液两相进出口CO2摩尔分率及流量数据，用式(4.6.5-1)对全塔进行物料衡算。当式(4.6.5-1)两边结果之差小于10%时，即可进行传质计算。Vm(Y2-Y2)二Lm(X2- Xj) 式中:Vm一一惰性气体(空气)摩尔流量也mol/h); Lm一一纯溶剂(水)摩尔流量(kmol/h)
39、; Xj一一液相出口CO2摩尔分率;X2一一液相进口CO2摩尔分率;Yj一一气相进口CO2摩尔分率;Y2一一气相出口CO2摩尔分率;1 液相传质单元数:根据测得的解吸塔填料测试段液相进、出口摩尔分率变化，按下式计算:N一rx，_ dX: OL - I c;:-一一-一一一一Jx X-X曾式中:NOL一一液相传质单元数;X一一CO2在液相中的摩尔分率;X善与气相摩尔分率Y相平衡的被相摩尔分率。气液平衡关系利用亨利定律zY幡=mX式中:m一一相平衡常数，可由于册中查取;r一一与液相摩尔分率X相平衡的气相摩尔分率。液相传质单元数按下式计算zN nI - -;-;:-_ _:_:C2 -Xj L X2
40、 - X2* . -OL一(X2-X2*)一(Xj - X t ) u , Xj - X t 式中:Xt和塔底气相摩尔分率Yj相平衡的液相摩尔分率。X2*一一和塔顶气相摩尔分率Y2相平衡的液相摩尔分率。2 液相总传质单元高度:(4.6.5-1) (4.6.5-2) (4.6.5-3) (4.6.5-4) 可用已知的填料测试段高度及由测试、测定并计算得到的液相总传质单元数，按下式计算z式中:HOL一一液相总传质单元高度(m); Z一一一填料测试段高度(m)。HOL = Z/NOL HOL校正到250C条件下的(HOL)25(:;值，按下式进行校正:(H OL ) 25 C = (H OL) t
41、eO 0234(t-2日式中:t一一测定条件下的液体温度CC)。(4.6.5-5) (4.6.5-6) 13 3 液相传质系数:液相总体积传质系数按下式计算:K, a = _Lm , a =-:一-一一一-L- HOLAT 式中:Lm一一液相流量(kmol/h); KLa一一液相体积总传质系数kmol/(m3 h) J; AT一一填料测试段塔截面积(m勺。4 理论板当量高度HETP:HETP按下式计算:H盯P=是式中:Z一-填料层高度(m); N , 理论板数。理论板N，用图解法或逐板计算法得出，也可以用简捷算法即Fenske公式计算。4.7 气相传质性能测试方法和数据处理4.7.1 测试装置
42、。测试装置见罔4.7.1，用水吸收空气混合物中的氨进行。4.7.2 测试介质。常温常压下的水、氨和空气。4.7.3 测试流程。(4.6.5-7) (4.6.5-8) 采用固定喷淋密度，改变气速的测定方法。测试开始时先进行预液泛，使填料充分润湿，将液流量及气速调节至需要值，再调节氨量，控制氨在气相中的体积分数在O.3%1%之间。氨自液氨贮罐经针型阀放出后，进入缓冲罐，再经测温、测压及流量计计量后，送入风机出口管道，经静态混合器与空气混合。、混合气在填料层内与塔顶喷淋向下的水呈逆流接触。4.7.4 测试方法。1 数据采集:稳定操作O.5h后，取液相和气相进出口样品，并读取各操作参数气、液流量、温度
43、、压力。取样时气、液样各自不夹带液和气。由于氨气极易溶于水，除在填料层上、下两端取样外，还应在塔底和塔顶取样，得出准确的填料层两端的气相浓度。2 分析方法:1)液相浓度分析方法。液相样品中氨的浓度分析直接采用标准HCl或H2S04溶液滴定，也可采用自动电位滴定仪。平行误差应小于2%。水中含其他杂质较多时，对液相分析结果采用空白测试校正。2)气相浓度分析方法。 14 气相试样用真空泵抽取到取样器内。气相中氨的浓度分析采用化学容量法。将抽出的气相样，通人气体吸收瓶中，在吸收瓶中加入定量已知浓度的HCl或H2S04溶液进行吸收，再用1 液氮贮罐;2-7.1)(中石化协科发2006J112号文)同意并
44、立项编写本规范。然后由中国石油和化工勘察设计协会组织全同化工化学工程设计技术中心站会同天津大学、华陆工程科技有限责任公司、上海化工研究院同家高效分离塔填料及装置技术研究推广中心和开封空分集团有限公司制定。本规范规定传质分离用塔填料的几何参数、流体力学性能和传质性能测试的测试项目、测试方法、测试结果表达格式和内容。由于本规范是新制订标准，内容复杂，理论性较强，标准编制原则是规定成熟、可靠、容易操作的技术内容。在编写过程中广泛征求了相关专家学者的意见特别是大专院校和科研机构的意见。2 规范适用范围本规范适用于以混合物分离为目的、置于塔内部的填料，包括散堆、规整填料。对于反应蒸锢用塔填料，因为仍然利
45、用了填料的分离特性，因此本规范也同样适合反应蒸锢塔使用的塔填料。3 主要技术内容(1)散堆填料和规整填料几何性能测试所使用仪器、测试方法。(2)散堆填料和规整填料流体力学和传质性能测试所使用设备、测试方法和数据处理方法。 32 目录1总则.U的4 散堆填料测试.(35) 4.1 试样要求 (35) 4.4 传质性能参数测试0日4.5 流体力学参数测试方法和数据处理.0日4.6 液相传质性能测试方法和数据处理 (35) 5 规整填料测试例)5.1 试样要求u的5.4 传质性能参数测试0的5.5 流体力学参数测试方法和数据处理U的5.6 传质性能参数测试方法和数据处理6) 33 1总则1. 0.1 强调了本规范编写的目的，特别是对于节约资源、节能减排的必要性。我同塔填料领域积累了大量的科学研究成果、产品制造和工业应用经验，但是迄今没有相关的统一
