1、二 基础物性参数的确定本设计方案信息如下表所示：装置流程 逆流操作吸收剂 水操作温度 20C操作压力 常压填料类型 聚丙烯阶梯环（塑料填料）填料规格 ( )5ND8d1 液相物性数据对于低浓度吸收过程，溶液的物性数据可近似取纯水的物性数据。由手册查得，时水的有关物性数据如下：20C密度（ ）L998.2kg/ 3m粘度（ ）0.001Pa s=3.6kg/(m h)表面张力（ ）L940896kg/ 2h2 气相物性参数设计压力：101.3kPa ,温度： 20C氨气在水中的扩散系数： 92621.76/.310/LDcmsmh氨气在空气中的扩散系数：查表得，氨气在 0C，101.3kPa 在
2、空气中的扩散系数为 0.17 ，2/cs根据关系式换算出 时的空气中的扩散系数：20C33200229.15.7.189/684/VPTDcmsh混合气体的平均摩尔质量为i0.517.92.7VMy混合气体的平均密度为 3m1.32.84.VPkgmRT混合气体的粘度可近似取空气的粘度，查手册得 空气粘度为20C51.80.65()VPaskgmh3 气液相平衡数据由手册查得，常压下 时，氨气在水中的亨利系数2C76.3aEk相平衡常数 0.7531mP溶解度系数 3s98.2.606LHkmolPaEM4 物料衡算进塔气相摩尔比 1=0.5.263yY出塔气相摩尔比 321().(10.98
3、).510A混合气体流量30.327.6.VNQmh惰性气体摩尔流量 .15(0.).12.4kol该吸收过程属低浓度吸收，平衡关系为直线，最小液气比可按下式计算： 12LYVmX对于纯溶剂吸收过程，进塔液相组成 20min.5630.15.7382L取操作液气比为min1.4V.07381.L16534kolh12()63.1(0.5263.105).4974VYXXL填料物性参数查表得：聚丙烯阶梯环 散装填料物性参数25ND塔径与填料公称直径的比值 D/d 的推荐值 8Dd关联常数 A 0.204关联常数 K 1.75散装填料泛点填料因子平均值（1/m）F 260散装填料压降填料因子平均值
4、（1/m）P176填料材质的临界表面张力值（dyn/cm）c33直径 高 厚25 12.5 1.4比表面积 23()m228空隙率 3 0.90堆积密度 3()Pkg97.8个数 n（ ）3m 81500干填料因子 1()312填料形状系数 1.45h/D 8 15散装填料分段高度推荐值 maxh6表 2-4-15 吸收塔的工艺尺寸计算5.1 塔径计算采用 Eckert 通用关联图计算泛点气速。Eckert 通用关联图：气体质量流量为 3416.0.217.950VmwQkgh液体质量流量可近似按纯水的流量计算：57.486LMSEckert 通用关联图的横坐标为0.5 0.541.26.17
5、21998VmLw根据关联图对应坐标可得 20.218VFLug由表 2-4-1 可知=260 F1m0.20.28.891.360/67LFVgu ms取 0.8.23601.8/Fums由 m3474sVD圆整塔径（常用的标准塔径有400mm、500mm、600mm、800mm、1000mm、1200mm、1400mm、1600mm、2000mm、2200mm等）本设计方案取 D=2000mm。泛点率校核：224160/31.4/.sVumsD.%.3F因为填料塔的适宜空塔气速一般取泛点气速的 50%-80%，泛点率值在允许范围内。填料塔规格校核：（在允许范围之内）2085Dd液体喷淋密度
6、校核：取最小润湿速率为3min()0./WLh由表 2-4-1 可知： 23minin min228().81.84/4567/930wLUUD由于喷淋密度过小，可采用增大回流比或采用液体再循环的方法加大液体流量，以保证填料的润湿性能；也可适当的增加填料层高度的办法予以补偿。5.2 填料层高度计算*120.7532.490.3758YmX脱吸因数为.6.10.7289534VSL气相总传质单元数为*121ln()0.563l.7890.7289.00.7289OGYNS气相总传质单元高度采用修正的恩田关联式计算：0.1 0.20.750.521exp.4wcLtLLt Lt tUag 查表 2
7、-4-1 得23/7680cdynmkgh液体质量通量为2220.750.10.5 0.22 28414.3/()649.596exp41.858. 49LwtUmhD 气膜吸收系数可由下式计算：10.730.23VVtVGtUDkRT气体质量通量为：3 222416.0.17640.3()4VQkgmhD10.73258.6040.37859151/()GkmolhkPa液膜吸收系数由下式计算：11323 12 1833 260.957.8.3.70.269309.031/LLLLWUgkDmh 由 得.GWka1. 1. 302.84502/()kmolhkPa0.4 0.43231.28
8、15396/()LWka kmolhkPa，需选用下面的关系式对气膜和液膜系数进行校核修正。73.9%5Fu1.42.19.502.6GGFL LFukaka修正结果： 1.4 32.19.50735809.16/()263.52GLka kmolhkPa则 3119.60.725.66.97/()GLKakHamolhkP 23.10.7.680.40.2925OGYGV mKaZHNm考虑恩田公式的最大误差，为了安全取设计填料层高度为1.583.1设计取填料层高度为=4.0mZ在填料塔计过程中，对于阶梯环填料， ，max815,6hD取 ，则8hD2016m计算得填料层高度为 4000mm
9、，故不需分段5.3 填料层压降计算采用 Eckert 通用关联图计算横坐标为 0.521VmLw由表 2-4-1 得， 76P纵坐标为 220.2 0.2141.76539.8VPLug查 Eckert 通用关联图， /Z 位于 40g 50gPa/m 范围内，取/Z=45g=441.45Pa/m填料层压降为=441.45 4.0=1765.80PaP6 液体分布器的简要设计6.1 液体分布器的选型本设计的吸收塔气液相负荷相差不大，无固体悬浮物和液体粘度不大，加上设计建议是优先选用槽盘式分布器，所以本设计选用槽盘式分布器。6.2 分布点密度计算按 Eckert 建议值， 时，喷淋点密度为 42 点/ ，由于该塔喷淋密度较小，120D2m设计区分喷淋点密度为 90 点/ 。m布液点数为2.098.7234n点 点按分布点几何均匀与流量均匀原则，进行布点设计。其结果为：二级槽共设七道，在槽侧面开孔，槽宽度为 80mm，槽高度为 210mm，两槽中心矩为 160mm。分布点采用三角形排列，实际设计布点数为 n=140 点，布液点示意图如下：6.3 布液计算由 204sdngHL取 .6,1m12 2044710.23/98.60.04. .sLd mngH 设计取 =4mm。07 接口管径计算根据圆形管道内的流量公式，即 24sDuV,
