1、1碳酸丙烯酯（ PC）脱碳填料塔的工艺设计学 校 专 业 姓 名 学 号 248000t/a 合成氨碳酸丙烯酯（PC）脱碳填料塔设计目 录碳酸丙烯酯（PC）脱碳填料塔设计工艺设计任务书 3一、设计题目 3二、操作条件 3三、设计内容 3四、基础数据 4设计依据： 5一、计算前的准备 51.CO2 在 PC 中的溶解度关系 52.PC 密度与温度的关系 .63.PC 蒸汽压的影响 .74.PC 的粘度 .7二、物料衡算 71.各组分在 PC 中的溶解量 72.溶剂夹带量 Nm3/m3PC83.溶液带出的气量 Nm3/m3PC84.出脱碳塔净化气量 .95.计算 PC 循环量 96.验算吸收液中
2、CO2 残量为 0.15 Nm3/m3PC 时净化气中 CO2 的含量 107.出塔气体的组成 .10三、热量衡算 111.混合气体的定压比热容 11pVC2.液体的比热容 .12pL3.CO2 的溶解热 .13sQ4.出塔溶液的温度 131LT5.最终的衡算结果汇总 .14四、设备的工艺与结构尺寸的设计计算 15（一）确定塔径及相关参数 15五、填料层高度的计算 17六、填料层的压降 25七、附属设备及主要附件的选型 251.塔壁厚 .252液体分布器 253除沫器 254液体再分布器 265填料支撑板 266塔的顶部空间高度 263八、设计概要表 27九、对本设计的评价 28参考文献 28
3、4化工原理课程设计任务书碳酸丙烯酯（PC）脱碳填料塔的工艺设计一、设计题目设计一座碳酸丙烯酯（PC）脱碳填料塔，要求年产合成氨 48000t/a。二、操作条件1.每吨氨耗变换气取 4300Nm3 变换气/ t 氨；2.变换气组成为：CO 2：28.0；CO：2.5；H 2：47.2；N 2：22.3。 （均为体积% ，下同。其它组分被忽略） ；3.要求出塔净化气中 CO2 的浓度不超过 0.5%；4.PC 吸收剂的入塔浓度根据操作情况自选；5.气液两相的入塔温度均选定为 30；6.操作压强为 1.6MPa；7.年工作日 330 天，每天 24 小时连续运行。三、设计内容1.设计方案的确定及工艺
4、流程的说明2.填料吸收塔的工艺计算3.塔和塔板主要工艺结构的设计计算4.填料吸收塔附属结构的选型与设计5.塔的工艺计算结果汇总一览表6.吸收塔的工艺流程图7.填料吸收塔与液体再分布器的工艺条件图8.对本设计的评述或对有关问题的分析与讨论。四、基础数据1.碳酸丙烯酯（PC）的物理性质正常沸点， （）蒸汽压133.32 -1Pa 粘度，mPas 分子量30 38 20 502040.1 0.24 2.76 1.62102.09温度， （） 0 15 25 40 55（kg/m 3） 1224 1207 1198 1184 11692.比热计算式 C)kJ/(g108.39.1tcp53.CO2 在
5、碳酸丙烯酯（PC）中的溶解度温度 t， （） 25 26.7 37.8 40 50亨利系数 E101.3-1kPa 81.13 81.7 101.7 103.5 120.84.CO2 在碳酸丙烯酯（PC）中的溶解热可近似按下式计算（以 表示）2COH67187.459. ii BBHKJ/kmol,2CO5.其他物性数据可查化工原理附录。设计依据：吸收是利用各组分溶解度的不同而分离气体混合物的操作。混合气体与适当的液体接触，气体中的一个或几个组分便溶解于液体中而形成溶液，于是原组分的一分离。对与此题中的易溶气体是 CO2 。依题意：年工作日以 330 天，每天以 24 小时连续运行计，有：合成
6、氨：48000t/a= 145.5t/d=6.06t/h变换气： 4300m3（标）变换气/t 氨（简记为 Nm3/t）V = 6.064300=26058 m3变换气组成及分压如下表进塔变换气 CO2 CO H2 N2 合计体积百分数,% 28.0 2.5 47.2 22.3 100组分分压，MPa 0.448 0.040 0.755 0.357 1.600组分分压，kgf/cm2 4.568 0.408 7.701 3.638 16.326一、计算前的准备1.CO2在 PC 中的溶解度关系CO2 在 PC 中亨利系数数据温度 t， （） 25 26.7 37.8 40 50亨利系数 E10
7、1.3-1kPa 81.13 81.7 101.7 103.5 120.8E = (1.6204t + 39.594)101.3kPa809010011012025 30 35 40 45 50作图得：亨利系数与温度近似成直线，且 kPa3.19.362.1tE因为高浓度气体吸收，故吸收塔内 CO2 的溶解热不能被忽略。现假设出塔气体的温度为 ，出塔液体的温度为 ，并取吸收饱和度（定C352VTC401LT义为出塔溶液浓度对其平衡浓度的百分数）为 70%，然后利用物料衡算结合热量衡算验证上述温度假设的正确性在 40下，CO 2 在 PC 中的亨利系数 E40=103.5101.3 kPa=10
8、485 kPa1出塔溶液中 CO2 的浓度（假设其满足亨利定律）（摩尔分数）029.47.01485/7.0/.7.01 Epx2根据吸收温度变化的假设，在塔内液相温度变化不大，可取平均温度35下的 CO2 在 PC 中溶解的亨利系数作为计算相平衡关系的依据。即：7kPa97563.1054.396204.135 ECO2 在 PC 中溶解的相平衡关系，即： 26logl22COCTpX式中： 为摩尔比，kmolCO 2/kmolPC； 为 CO2 的分压，kgf/cm 2；T2 2COp为热力学温度，K。用上述关联式计算出塔溶液中 CO2 的浓度有/kmolPClO042. 395.1.41
9、5.368.logl 2CO2X2C1.7.0.7860.27Xx与前者结果相比要小，为安全起见，本设计取后者作为计算的依据。结论：出料 （摩尔分数）1.x2.PC 密度与温度的关系利用题给数据作图，得密度与温度的关联表达式为（式中 t 为温度，； 为密度，kg/m 3）t985.0123 温度， （） 0 15 25 40 55（kg/m 3）1224 1207 1198 1184 1169y = -0.9858x + 1223116011701180119012001210122012300 10 20 30 40 50 6083.PC 蒸汽压的影响根据变换气组成及分压可知，PC 蒸汽压与
10、操作总压及 CO2 的气相分压相比均很小，故可忽略。4.PC 的粘度mPas（T 为热力学温度， K）1.5382.0logT5.工艺流程确定：本次吸收采用逆流吸收的方法。二、物料衡算1.各组分在 PC 中的溶解量查各组分在操作压力为 1.6MPa、操作温度为 40 下在 PC 中的溶解度数据，并取其相对吸收饱和度均为 70%，将计算所得结果列于下表（亦可将除 CO2 以外的组分视为惰气而忽略不计，而只考虑 CO2 的溶解）： CO2 溶解量的计算如下：各个溶质溶解量的计算如下：（以 CO2 为例）通过第一部分已知 CO2 在 40的平衡溶解度/kmolPClO042.CO2XNm3/m3PC
11、4.108/9.102.4.22 式中：1184 为 PC 在 40 时的密度，102.09 为 PC 的相对摩尔质量。CO2 的溶解量为（10.44-0.15）0.7=7.203 Nm 3/m3PC组分 CO2 CO H2 N2 合计组分分压，MPa 0.448 0.040 0.755 0.357 1.609溶解度，Nm 3/m3PC 10.44 0.016 0.223 0.223 10.90溶解量，Nm 3/m3PC 7.203 0.011 0.156 0.156 7.526溶解气所占的百分数% 95.71 0.15 2.07 2.07 100.00说明：进塔吸收液中 CO2 的残值取 0
12、.15 Nm3/m3PC，故计算溶解量时应将其扣除。其他组分溶解度就微小，经解吸后的残值可被忽略。平均分子量：入塔混合气平均分子量： kg/mol208.3.2847.025.8.041 mM溶解气体的平均分子量： /l7.41.957.s2.溶剂夹带量 Nm3/m3PC以 0.2 Nm3/m3PC 计，各组分被夹带的量如下：CO2：0.20.28=0.056 Nm 3/m3PCCO： 0.20.025=0.005 Nm3/m3PCH2： 0.20.472=0.0944 Nm3/m3PCN2： 0.20.223=0.0446 Nm3/m3PC3.溶液带出的气量 Nm3/m3PC各组分溶解量：C
13、O2： 7.203 Nm3/m3PC 95.71%CO： 0.011 Nm3/m3PC 0.15%H2： 0.156 Nm3/m3PC 2.07%N2： 0.156Nm3/m3PC 2.07%7.526 Nm3/m3PC 100%夹带量与溶解量之和：CO2：0.056+7.203=7.259 Nm 3/m3PC 93.96%10CO：0.005+0.011=0.016 Nm 3/m3PC 0.21%H2：0.0944+0.156=0.250 Nm3/m3PC 3.23%N2：0.0446+0.156=0.201 Nm3/m3PC 2.60%7.726 Nm3/m3PC 100%4.出脱碳塔净化
14、气量以 分别代表进塔、出塔及溶液带出的总气量，以 分别321V、 321y、代表 CO2 相应的体积分率，对 CO2 作物料衡算有：V1 =26058 Nm3/ h231yy联立两式解之得V3=V1(y1-y2)/(y3-y2)=43006.06(0.280.005)/(0.9396 0.005)=7667Nm3/hV2 = V1 - V3 =18391 Nm3/ h5.计算 PC 循环量因每 1 m3PC 带出 CO2 为 7.259 Nm3 ，故有：L=V3y3/7.259=76670.9396/7.259=992m3/h操作的气液比为 V1/L=26058/992=26.276.验算吸收
15、液中 CO2残量为 0.15 Nm3/m3PC 时净化气中 CO2的含量取脱碳塔阻力降为 0.3kgf/cm2，则塔顶压强为 16.32-0.3=16.02 kgf/cm2，此时 CO2 的分压为 kgf/cm2，与此分压呈平衡的 CO2081.5.0162 COp液相浓度为： 2.4.logl22COCTX11PC/mON15.0PC/mON216.093.4.857/koll083.12061.logl 3232CO2 X式中：1193 为吸收液在塔顶 30时的密度，近似取纯 PC 液体的密度值。计算结果表明，当出塔净化气中 CO2 的浓度不超过 0.5%，那入塔吸收液中 CO2的极限浓度
16、不可超过 0.216 Nm3/m3PC，本设计取值正好在其所要求的范围之内，故选取值满足要求。入塔循环液相CO2：9920.157.出塔气体的组成出塔气体的体积流量应为入塔气体的体积流量与 PC 带走气体的体积流量之差。CO2：260580.28-7.259992=95.31Nm 3/h 0.50%CO： 260580.025-0.016992=635.58Nm3/h 3.46%H2： 260580.472-0.250992=12049.38Nm3/h 65.53%N2： 260580.223-0.201992=5610.54Nm3/h 30.51%18391.81Nm3/h 100%计算数据
17、总表气液比 26.26入塔气体平均分子量 20.208溶解气体平均分子量 42.78PC 中的溶解量(溶解气量及其组成）40组分 CO2 CO H2 N2 总量溶解度，Nm 3/m3PC 10.44 0.02 0.22 0.22 10.90 出脱碳塔净化气量进塔带出气量(V1)Nm3/h 出塔气量(V2)Nm3/h 溶液带出的总气量(V3)Nm3/h26058 18391 766712溶解量，Nm 3/m3PC 7.20 0.01 0.16 0.16 7.53 溶解体积流量 Nm3/h 7142.4 9.92 158.72 158.72 7469.76 溶解气所占的百分数 % 95.71 0.
18、15 2.07 2.07 100.00 出塔液相带出气量及其组成 40溶解量，Nm3/m3PC 7.26 0.02 0.25 0.20 7.73 体积流量 Nm3/h 7203.91 16.10 247.64 199.34 7667溶解气所占的百分数 % 93.96 0.21 3.23 2.60 100.00 入塔气相及其组成 30体积流量 Nm3/h 7296.24 651.45 12299.38 5810.934 26058溶解气所占的百分数 % 28.00 2.50 47.20 22.30 100.00 出塔气相的组成 35体积流量 Nm3/h 95.31 635.58 12049.38
19、 5610.54 18391溶解气所占的百分数 % 0.50 3.46 65.53 30.51 100.00 入塔液相及其组成 30体积流量 Nm3/h 149.00 149溶解气所占的百分数 % 100.00 100三、热量衡算在物料衡算中曾假设出塔溶液的温度为 40，现通过热量衡算对出塔溶液的温度进行校核，看其是否在 40之内。否则，应加大溶剂循环量以维持出塔溶液的温度不超过 40。具体计算步骤如下：1.混合气体的定压比热容 pVC因未查到真实气体的定压比热容，故借助理想气体的定压比热容公式近似计算。理想气体的定压比热容： ，其温度系数如下表：32Tdcbaiiipi 系数 a b c d
20、Cp1（30 ） Cp2（32 ）CO2 4.728 1.75410-2 -1.33810-54.09710-9 8.929/37.38 8.951/37.48CO 7.373 -0.30710- 6.66210-6 -3.03710- 6.969/29.18 6.97/29.18132 9H2 6.483 2.21510-3 -3.29810-61.82610-9 6.902/28.90 6.904/28.91N2 7.440 -0.32410-26.410-6 -2.7910-9 6.968/29.18 6.968/29.18表中 Cp 的单位为（kcal/kmol）/（kJ/kmol）进
21、出塔气体的比热容 CkJ/mol34.1 23.018947.092805.129807 ippVyCpv2=Cpiyi=37.480.0050+29.180.0346+28.910.6553+29.180.3051=29.04 KJ/Kmol2.液体的比热容 pLC溶解气体占溶液的质量分率可这样计算：质量分率为 %2.10.1847.2.56.7其量很少，因此可用纯 PC 的比热容代之。本设计题目中kJ/kg1.390plCt.810.3901841.4kJ/gCL 263.2tp文献查得 kJ/kg,据此算得：tCpL6.34.kJ/kg； kJ/kg89.01pL 795.02pLC本设
22、计采用前者。143.CO2的溶解热 sQkJ/kmolCO212987.4659.2COH文献查得 kJ/kmolCO2（实验测定值）2本设计采用后者。CO2 在 PC 中的溶解量为 7.203992=7145Nm3/h=319kmol/h故 Qs=14654319=4674626kJ/h4.出塔溶液的温度 1LT设出塔气体温度为 35，全塔热量衡算有：带入的热量（Q V1+QL2）+ 溶解热量（Q s）= 带出的热量（Q V2+QL1）Qv1=V1Cpv1(Tv1T0)=2605831.3430/22.4=1093738 kJ/hQL2=L2CpL2(TL2T0)=992 11931.426
23、30=50628248kJ/hQv2=V2Cpv2(Tv2T0)=1839129.0435/22.4=834492 kJ/hQL1=L1CpL1(TL1T0)=11977201.44TL1=1724717 TL1kJ/h式中：L1=9921193+(7667-0.2992)42.78/22.4=1197720 kg/h1093738+50628248+4674626=834492+1724717TL1TL1=32现均按文献值作热量衡算，即取 kJ/kg； 3894.01pLC3795.02pLCkJ/kgQv1=V1Cpv1(Tv1T0)=2605831.3430/22.4=1093738 k
24、J/hQL2=L2CpL2(TL2T0)=992 11930.379530=13473647kJ/hQv2=V2Cpv2(Tv2T0)=1839129.0435/22.4=834492 kJ/hQL1=L1CpL1(TL1T0)=11977200.3894TL1=466392 TL1kJ/h式中：L1=9921193+(7667-0.2992)42.78/22.4=1197720 kg/h151093738+13473647+4674626=834492+466392TL1T L1=39.5 与理论值比较后，取 T L1=39.5165.最终的衡算结果汇总出塔气相及其组成（35）V2=1839
25、1.81Nm3/hCO2 CO H2 N295.31 635.58 12049.38 5610.54 Nm3/h0.50 3.46 65.53 30.51 %QV2=824491kJ/h入塔液相及其组成（30）L2=992m3/hCO2 CO H2 N2149 - - - Nm3/h- - - - %QL2=13473646kJ/h入塔气相及其组成（ 30）V1=26058 Nm3/hCO2 CO H2 N2 260587296.24 651.45 12299.38 5810.93 Nm3/h28.0 2.5 47.2 22.3 %QV1=1093738kJ/h出塔液相带出气量及其组成（40）
26、L1=1197720kg/hCO2 CO H2 N2 69466526.46 14.59 224.36 180.60 Nm3/h93.96 0.21 3.24 2.60 %脱碳塔溶解气量及其组成（ 40）L1=1197720kg/hCO2 CO H2 N2 7469.767142.4 9.92 158.72 158.72 Nm3/h95.71 0.15 2.07 2.07 %Qs=4674626kJ/h- 17 -四、设备的工艺与结构尺寸的设计计算1 确定塔径及相关参数uVDs4Fu8.05塔底气液负荷大，依塔底气液负荷条件求取塔径采用 Eckert 通用关联图法求取泛点气速 ，并确定操作气速
27、。F入塔混合气体的质量流量 V=(2605822.4)20.208=23508 kg/h20.208 为入塔混合气体的平均分子量11.042 为出塔混合气体的平均分子量 kg/mol208.3.2847.025.8.041 mMMm2 = 44 0.005+28 0.0346+2 0.6553+28 0.3051= 11.042kg/kmol塔底吸收液的质量流量 L=1197720kg/h入塔混合气的密度（未考虑压缩因子） 361 kg/m8.125.30814/2.01./ RTpmV吸收液的密度 （40）3kg/84L吸收液的粘度，依下式计算得到： 374.015.3082.1.532.0
28、log TLmPas（平均温度 35时的值）368.选 mm 塑料鲍尔环（米字筋） ，其湿填料因子 ，空隙率 ，5gD 1m290.比表面积 ，Bain-Hougen 关联式常数 。32/m4.10ta 75.094.KA，（1）选用 Eckert 通用关联图法求解 Fu关联图的横坐标：（ v/ l） 0.5L/V=(12.83/1184)0.51197720/23508=5.408查 Eckert 通用关联图得纵坐标值为 0.0025，即：- 18 -025.368.2148.90/10.2.02 FLVFugum/s14.F（2）选用 Bain-Hougen 关联式求解 Fu8/14/12
29、.032 8/14/12.032 3.22350897.936814.9.68lgl F LVLVtuKAam/s.0Fu取 1/s.07.的 取 值 范 围则根据设计 u=0.1m/s2 求取塔径Vs=26058(0.1013/1.6)(303.15/273.15)=1830m3/h=0.5086m3/sD=(40.5086/3.140.1)0.5=2.545m本次设计取 D=2600mm3 核算操作气速u=4Vs/3.14D2=40.5086/3.142.62=0.10m/s则操作气体速度取 u=0.10m/s 合适4 核算径比D/d=26400/50=521015（满足鲍尔环的径比要求）
30、- 19 -5 校核喷淋密度采用聚丙烯填料表面L 喷，min =（MWR）at =0.08106.4=8.512m 3/(m2.h)L 喷 = （满足要求）)/(51.864.6.219370hm五、填料层高度的计算塔截面积=0.785D 2=5.307因其他气体的溶解度很小，故将其他气体看作是惰气并视作为恒定不变，那么，惰气的摩尔流率 GG=26058(1-0.28)/(22.43600)=0.0438kmol/(m 2s)又溶剂的蒸汽压很低，忽略蒸发与夹带损失，并视作为恒定不变，那么有L=9921193/(102.0936005.307)=0.6068kmol/(m2s)，05.2y 05
31、73.9.12/34.2/1.502 x吸收塔物料衡算的操作线方程为 22xGYLXy将上述已知数据代入操作线方程，整理得 41026.0724.X选用填料层高度表达式 H=V / (Kya)采用数值积分法求解，步骤如下：1.将气相浓度 在其操作范围内 10 等份，其等份间距为 0.0275，并将28.05.y各分点的 y 值代入式（1）计算出对应的 x 值，并列入后面表格中的第 1、2 列中。2.计算各分点截面处的气液相流率G=(1+Y)G L =(1+X)L （2）将计算结果列入附表中的 3、4 列。- 20 -3.计算的传质系数=1exp-1.45(33/39.1)220.750.10.
32、50.1exp.4()()()WCLtLLt Lt taUag 0.75(225703/106.48.5248)0.1(2257032106.4/118421.27108)-0.05(2257032/118439.1106.4)0.21由计算知 awa t=106.4 23/m式中：U L= 225703kg/(m . h)226.785.019D.、 气体、液体的黏度，V /()1360/()kghPaskgmh、 气体、液体的密度，L 3、 溶质在气体、液体中的扩散系数， V /2R通用气体常数， 38.14()/()mkPaolKT系统温度，K填料的总比表面积，ta23/填料的润湿比表面
33、积，Wg重力加速度，1.2710 8m/h液体的表面张力，L2 2/(1/960/)kghdyncmkgh填料材质的临界表面张力，C 2 2(1/)填料形状系数上述修正的恩田公式只适用于 的情况，由计算得知 u 0.5uF Fu5.0气膜吸收系数计算： RTDUk VtVVtG317.023.气体质量通量为 )/(96.426.785.04221 hmkgV )/(0.17839222UV - 21 - 3014.860631068.3254.1063015.9.42237. 17.1Gk= 0.237 104.94 0.886 2.55 10-4=5.62 10-3 30814.606310
34、68.3254.1063015.9.78237. 17.Gk= 0.237 53.85 0.886 2.51 10-4=2.84 10-3 3102.4均Gk液膜吸收系数计算： 312132095. LLLwL gDUk 液体质量通量为 )/(706.278.12hmk318132 407.5.8.4554.8106795. Lk= 0.0095 39.56 0.7648 97.06= 0.882= 4.2310-3106.41.451.1 = 0.6771.GWka= 0.882106.41.450.4 = 108.88 0.4L%52.71.Fu故修正： 421.67.05.14.095.
35、0.91 4141 akuakGFG 3.8.62.6.2 2.2.LFLaHkaKLG11aKpGtyw=1184/(102.09(1.620430+39.594)101.3=1.2910-3 （稀溶液）EMs )/(3mkPaol- 22 -138.04.10.294.13-aKG计算准备：（1）两相摩尔流率与质量流率的转换气相平均分子量为： 底My1492.1087.96.102 51.30.64.3288345.2底底 M气相平均分子量为：33.085y+10.915VG=(33.085Y+10.915)G（稀溶液）L09.12（2）CO 2 在气相和液相中的扩散系数气相：分两步进行，
36、定性温度取 32.5。首先计算 CO2 在各组分中的扩散系数，然后再计算其在混合气体中的扩散系数。计算公式如下： 2 1/251.02/31/34.6ABCOitTMDpVDCO2-co=-51.50 -721/3/324.60(.+7)(4+/8)=.610/S6mDCO2-H2=-51.50 -621/3/32.(.)(/)3./4DCO2-N2=-51.50 -721/3/32.60(.+7)(4+/8)=.10/S6m- 23 -=（1-0.005 ）/（0.0346/8.6710 -7+0.6553/3.2810-iCOiGDy2/16+0.3051/8.6210-7）=1.6761
37、0 -6m2/s液相：文献介绍了 CO2 在 PC 中扩散系数两个计算公式，定性温度取 35。=1.1710-5 2/s （T K； mPas；DLPCOT810369.2 Lcm2/s）=1.0110-5 2/s （TK； mPas；Dcm 2/s）LPCOD8107.2 L取大值 2-52.cm/s（3）气液两相的粘度（纯组分的粘度）GiiT15.2730uG-CO2=1.3410-2(305.5/273.15)0.935=0.015mPas同理：u G-CO=0.018 mPasuG-H2=0.0093 mPasuG-N2=0.018 mPas为 0、常压下纯气体组分的粘度，mPas 。
38、m 为关联指数（见下表）GismPa/0Gim sPa/0GimCO2 1.3410-2 0.935 H2 0.8410-2 0.771CO 1.6610-2 0.758 N2 1.6610-2 0.756气相： 底底GG21（气体混合物的粘度）5.0.iiMy=(0.280.015440.5+0.0250.018280.5+0.4720.009220.5+0.2230.018280.5)/(0.28440.5+0.025280.5+0.47220.5+0.223280.5)=0.0150 mPas- 24 -液相： mPas1.5382.0logTL=2.368 mPasL=2.368mPa
39、s.54/()ks（4）吸收液与填料的表面张力吸收液： =39.1 mPast16.0.填料：查教材，如聚乙烯塑料 mPas3c4.气相总传质单元数作 CO2 在 PC 中的相平衡曲线XxypTt112.45.6lg将计算结果列表如下：气相 CO2 的组成 y（摩尔分率） 0.005 0.050 0.100 0.200 0.280气相 CO2 的分压 p（kgf/cm 2） 0.0816 0.816 1.632 3.263 4.57030对应的液相平衡组成 x 0.0008 0.0084 0.0169 0.0337 0.047235对应的液相平衡组成 x 0.0008 0.0078 0.015
40、6 0.0311 0.043640对应的液相平衡组成 x 0.0007 0.0072 0.0144 0.0288 0.0404y* = 6.4283x - 0.000200.050.10.150.20.250.30 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05- 25 -因温度变化不大，故取平均温度下的数值作图得一直线，这说明 CO 在 PC 中的溶解情况满足亨利定律。但因操作关系不为直线，故仍需采用图解积分或数值积分。5.气相总传质单元数采用传质单元数的近似简化法计算图中数据源于下表数据，y、x 数据由操作线方程（1）计算而得。y *由 y*=6.4283x-0.0002 计算而得。00
41、.030.060.090.120.150.180.210.240.270.30 0.0045 0.009 0.0135 0.018 0.0225 0.027 0.0315 0.036 0.0405 0.045y10-2 0.5 3.25 6.0 8.75 11.50 14.25 17.00 19.75 22.50 25.25 28.00x10-2 0.057 0.255 0.454 0.653 0.852 1.051 1.249 1.448 1.647 1.845 2.043y*10-2 0.347 1.624 2.902 4.179 5.456 6.732 8.010 9.288 10.56
42、 11.84 13.121654.2 61.50 32.28 21.88 16.55 13.30 11.12 9.560 8.630 7.460 6.7200.06.513.019.526.032.539.045.552.058.565.00 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3现采用 Smipson 公式求区域的面积数值积分法（亦可采用图解积分）- 26 - 49.17.134.6825.06746.5900138.12.243.282 9758640112 ffffffnyydn.0.ln2l1y65.049.OGN6.气相总传质单元高度 OGH计算 ：OGH由于对于 PC
43、，CO2 为易吸收气体，为气膜控制pygvKk0.71/32()()(VVvvtURTaDad0.71/32()()(VVvtk8609.834.16RTa 94.1.0615.0277.37. VaU8.8.32316531 vD20.5ad10-726.317.0adDURTkVVtV470.26.1pvy 3851034akKy- 27 -m1384.0612.348akVHymOG填料层的有效传质高度 =1.1384 11.652=13.30mOGNH设计高度 H=1.29 13.30=17.153m六、填料层的压降用 Eckert 通用关联图计算压降横坐标： （前已算出）307.52
44、/1LGV纵坐标： 0.001332.02Lgu查图得： 30mmH2O/mfp七：附属设备及主要附件的选型1.塔壁厚 操作压力为 1.6Mpa壁厚： 39.216.185.03222 CpDid圆整后取 22mm选用 22R 钢板2液体分布器液体分布器是保持任一横截面上保证气液均匀分布。本次使用分布较好的槽盘式分布器。它具有集液、分液和分气三个功能，结构紧凑，操作弹性高，应用广泛。- 28 -3除沫器除沫器用于分离塔顶端中所夹带的液滴，以降低有价值的产品损失，改善塔后动力设备的操作。此次设计采用网丝除沫器。U= l1v1842.3K0.710m/s除沫器直径 4液体再分布器液体向下流动时，有
45、偏向塔壁流动现象，造成塔中心的填料不被润湿，故使用液体再分布器，对鲍尔环而言，不超过 6m。故在填料 3m 处装一个再分布器。本次使用截锥式再分布器。5填料支撑板填料织成板是用来支撑填料的重量，本次设计使用最为常用的栅板。本次塔径为 26001400mm ，使用四块栅板叠加，直径为 850mm6塔的顶部空间高度塔的顶部空间高度指顶第一层塔盘到塔顶封头的切线距离。为减少雾沫夹带的液体量，一般取1.21.5m，本次设计取 1.2m八 设计概要表入塔混合气体的质量流量 V 21297 kg/h塔底吸收液的质量流量 L 1085385kg/h入塔混合气的密度 p 12.83Kg/m3吸收液的粘度 2.368mPas填料因子 120m-1空隙率 0.9比表面积 106.4m2/m3- 29 -Bain-Hougen 关联式常数 A 0.0942Bain-Hougen 关联式常数 K 1.75uf 0.14m/su 0.1m/s塔径 2600mm喷淋密度 L 116.64m3/m2h塔截面积 A 5.307m2溶剂的摩尔流率 L 0.6068kmol/(m2s)惰气的摩尔流率 G 0.0438kmol/(m
