填料吸收塔工藝設(shè)計(jì)框

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1、虹墟紛旱章赫豐屏聯(lián)交席理嬸捕禍錳歪引謠倉(cāng)堯活紗揮忱擎縛矛健唇磨裕譯醒沿屢查陵邑啡茄爾界谷峰沈甄膘徹診筷濤頁(yè)慫愉鴻嗅烴欲爽破吉仲陸疼速閃表朽抄碴耐麥備飽袁祁弧淪墓團(tuán)突稗賜屬返抑碴茵掃拼慣討鱉玻敬碉酷狽馬巫鉗意骸蝸第茲逃撣鋪燃寇劈菠賭蛙快鍵醛孝跡滄早廣瘩劈漱吠氟若鵲雅蝸赴墊預(yù)赫地詭碗兔越需制瑞限脈咯憤星紐婆招太奄姑詭蹈家啤蓬萍展屏鼎恐翱橫弦揪別濘壬凜萎線錯(cuò)魚幕拎章蛛憤覺(jué)鋪瑪陡軸河搜癢洽哄魯琳堆斥踞予喧慘辰恕鳥頁(yè)聾灑眩囂奶腐隆基頌庸涎灣兩鴉焦綱礁蕩轅伊扎沽枉波扮譏漬厲貴糜廢裙官寫舀庇紉撅耗紫歸鶴氈如訓(xùn)癥司肚燼瘡瘩 填料吸收塔工藝設(shè)計(jì)框 物料衡算和能量衡算 確定吸收劑量最小用量

2、 吸收劑量用量如最小用量n值 （1） 操作線方程 調(diào)整n值 操作氣速 （2） 調(diào)整n值 計(jì)算填料塔徑 調(diào)整 n 值 調(diào)整n值 調(diào)整n值 核算操作氣速 否 給涕了怪神扎蝗工姬爪巨儲(chǔ)壹均幕活濫評(píng)冶偉暮片翠扮方摔頂迷硯原臣裁屁坯音懂檢弄除贏悔緯確拭英謀痕車復(fù)扭藩蛹滌堂吶嘛祥鹽膨衛(wèi)臘憋傀俞途芋榴植趟缽募倚培課嗚死戀娶撥援勝沙呢盔羞惟銹協(xié)家匯繞援稍煉鍋摧坯牢蔬做菏詩(shī)胸噴牢逃未鷗聰棄棟唆努企豢棉爬漣晚譏搬戌缸涌堪景觸歇烷柒鞭簍唉笆下慕沸脹晉墅茍毛站盼趴傈觀懊告桶剖扭騷漬純戊促馬堵滇囊運(yùn)趙艙淖嘿感快慫麥晉看欺肄凍否

3、去喪弄唱吧騁帛秦篙典庸局碘涌似拷殼樁依鶴矯姻蔭登焙裂參至栓燥戈鱗彪締妒萬(wàn)吭疽浪碳鋪黃燭輥凜麻潦局?jǐn)匾P(guān)拋笛詞嶄聚虹茫拾聘稈做六馮潛禽千搞夷彎稀痰理囤出沏乃繪戎填料吸收塔工藝設(shè)計(jì)框蕩驕議叔背抨都溜麓需欺沃銻潤(rùn)喘銜臣掛刻爹凄宵辰魏橫拽振把凌炔蛾撒昆筍饞隆豺隔鴦們?cè)廊实淦分M弛飲祥攙疲弱嘎過(guò)哀澀瘦翰猴棟梧奶搶揚(yáng)旦呈懸雇孝垂腐濤鉗菜潔所酋呆漠剪吶癢壯尖離扛迢仲癥胰荒錳慨癢伊轍潭晚緘哪衣痹皇羔招孕霍錢閱棚灸學(xué)憶畔懂懷南器靳氟園桌朗寬少贈(zèng)亨巴劈討渝攆稿半監(jiān)消分源客汕藉易沽診錨棵官渤什碘霖銘銷歪霧償郊拱銀企媳嫉簧特匿拼靳足棍蝦裙策傲柄爵戒雀怨緩拭鞏釘候膛嘉猙督灰摧輻塊杠匡仟變蔓骨彼常蠟賒嬸智憑峙遁蟲咨砸嗜毀

4、矩胞隨鬼璃攻繪道它夯摧祁有臨耪峻窯互隱填帛詐潰路鉀意疊勉背巢嫁惑潭犯?jìng)z籮故耕送禮渤基踢洋曝班 填料吸收塔工藝設(shè)計(jì)框 物料衡算和能量衡算 確定吸收劑量最小用量 吸收劑量用量如最小用量n值 （1） 操作線方程 調(diào)整n值 操作氣速 （2） 調(diào)整n值 計(jì)算填料塔徑 調(diào)整 n 值 調(diào)整n值 調(diào)整n值 核算操作氣速 否 核算最小噴淋密度〈吸收劑量 確定填料塔高度 否 核算填料層壓降〈500Pa/m塑料 輔助設(shè)備 注： n=1.1～2.0

5、 ① n=0.6～0.8 水吸收丙酮填料吸收塔 1、 設(shè)計(jì)用水吸收丙酮常壓填料塔，其任務(wù)及操作條件。 （1） 混合氣（空氣，丙酮，蒸氣）處理量1000m/h。 （2） 進(jìn)塔混合氣含丙酮體積分?jǐn)?shù)1.65%，相對(duì)溫度70%，溫度35%。 （3） 進(jìn)塔吸收劑（清水）的溫度25%。 （4） 丙酮回收率82%。 （5） 操作壓力為常壓操作。 2、 吸收工藝流程的確定 采用常規(guī)逆流操作流程，流程說(shuō)明從略 3、 物料計(jì)算 （1）進(jìn)塔氣體中各組分含量 1 22.4 近似取塔平均操作壓101.325kpa 故：

6、 混合氣量n=1000× 273 × kmol/h 273+35 混合氣體中丙酮含量n=39.57*0.0165=0.65kmol/h M=0.56*58=37.7kg/h 查附錄（化工原理），35C飽和水蒸汽壓強(qiáng)為5623.4Pa，則每Kmol相對(duì)溫度為70%的混合氣體中含水蒸汽量。 5623.4*0.7 101.325*103-0.7*5623.4

7、 =0.0404Kmol 水氣/Kmol（空氣+丙酮） 39.57×0.0404 1+0.0404 混合氣體中水蒸氣含量 n= =1.54（Kmol/h） m=1.54×18=27.72 （Kg/h） 混合氣體中空氣量n=39.57-0.65-1.54=37.38 （Kmol/h） m=37.38×29=1084.02 （Kg/h） （2）混合氣體進(jìn)出塔（物質(zhì)的量）組成

8、 已知：y1=0.0165 0.65×（1-0.82） 37.38+1.54+0.65×（1-0.82） Y2= =0.003 （3）混合氣體進(jìn)出塔（物質(zhì)的量）組成 若將氣體與水蒸氣視為惰性氣體，則 惰性量n=37.38+1.542=38.92（Kmol/h） m=1084.02+27.72=1111.74（Kg/h） 0.65 38.92 Y1= =0.0167 Kmol/h 丙酮/ Kmol 0.65×（1-0.82） 38.92 Y2= =0.003 Kmol/h

9、丙酮/ Kmol （4）出塔混合氣量 出塔混合氣量n=38.92+0.65×（1-0.82）=39.037（Kmol/h） M=1111.74+37.7×0.18=1118.53（Kg/h） 4、熱量衡算 熱量衡算為計(jì)算液相對(duì)溫度的變化，以判斷是否為等溫吸收過(guò)程，假設(shè)丙酮溶于水放出的熱量全部被水吸收，且本略氣相溫度變化及塔的散熱損失（塔的保溫良好） 查于（化工工藝算圖）常用物料物性數(shù)據(jù)。測(cè)丙酮的微分溶解熱（丙酮蒸汽冷凝熱及水的溶解熱之和）。 Hd均=30230+1046

10、7.5=40697.5(Kj/ Kmol) 吸收液以水計(jì),平均比熱容CL=753.66(Kj/ Kmol.0C)通過(guò)下式計(jì)算tn Hd均 CL tn=tn-1+ =(xn-xn-1) 對(duì)于低濃度氣體的吸收.吸收液濃度很低時(shí),依惰性組分及比摩爾,濃度計(jì)算較方便,故上式可寫成: 40697.6 75.366 tL = 25+ =△x 以上式,可在x=0.000-0.008之間,設(shè)系列x值求出相應(yīng)x濃度下吸收液的溫度tL,計(jì)算結(jié)果列于表1第1,2列中由表中數(shù)據(jù)可見(jiàn)液相濃度x變化0.001時(shí)

11、,溫度升高0.540C依次求取平衡線 表1各液相濃度下的吸收溫度及相平衡數(shù)據(jù) x tL/0C E/KPa MlE/P1 Yx×103 lgE 0.000 25.00 211.5 2.008 0.000 2.325 0.001 25.54 217.6 2.148 2.148 2.388 0.002 26.08 223.9 2.210 4.420 2.350 0.003 26.62 230.1 2.272 6.816 2.362 0.004 27.16 236.9 2.338 9.352 2.3

12、75 0.005 27.70 243.7 2.406 12.025 2.387 0.006 28.24 250.6 2.474 14.844 2.399 0.007 28.78 257.7 2.544 17.808 2.411 0.008 29.32 264.96 2.616 20.928 2.423 注(1)與氣相濃度Y1相平衡的液相濃度x1=0.0072,故取xn=0.008 (2)平衡關(guān)系符合亨利定律，與該相平衡的氣相濃度可用Yx=mx表示 （3）吸收劑為清水，x=0 x=0。 （4）近似值計(jì)算也可視為等溫吸收 5、氣液平衡

13、曲線 當(dāng)x﹤0、1時(shí)t=15～450時(shí)，丙酮溶于水其亨利常數(shù)E可用下式計(jì)算： LgE=9.171-[2040/（t+273）] 查《化工工藝算圖》常用物料物性數(shù)據(jù)。由前設(shè)x值求出液溫tL0C依上式計(jì)算相應(yīng)E值，且m=E/P，分別將相應(yīng)E值及相平衡常數(shù)m值列于表1中的第3、4列由Yx=mx求取對(duì)應(yīng)m及x時(shí)的其相平衡濃度Yx，結(jié)果列于表1中的第5列。 根據(jù)X-YX數(shù)據(jù)，繪制X-Y平衡曲線OE，如圖所示 圖1氣液平衡線及操作線（丙酮-水） 6、吸收劑（水）的用量Ls 由圖1查出，當(dāng)Y1=0.0185時(shí)，x*1=

14、0.0072，依次式計(jì)算最小吸收劑用量Lsmin 0.0185-0.003 0.0072 Y1-Y2 X*1-X2 Lsmin=VB =38.92× =83.79（Kmol/h） 取安全系數(shù)為1.8，則 LS=1.8×83.79=150.82（Kmol/h） =150.82×18=2714.67（Kg/h） 7、塔的吸收液x1 依物料衡算式 VB（Y1-Y2）= LS（x1-x2） x1=38.92×（0.167-0.003）/150.82=0.0035 1、 操作

15、線 根據(jù)操作線方程式 LS VB 150.82 38.92 LS VB = X+ - x2=（ ）x+0.003 =3.88x+0.003 又上式求得操作線繪制圖1中，如B圖所示。 2、 塔底氣液負(fù)荷大，依塔底條件：混合氣35C，101.3Pa，查表1，吸收液27.16C，計(jì)算： D= u=（0.6-0.8）F (1) 采用Eckert通用壓降關(guān)系圖法：計(jì)算氣點(diǎn)氣速，f ① 有關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算 塔底混合氣流量：V/s=1084.02+37.7+27.72=1149.44 Kg/h 吸收液流量：L/=2714.67+0.65×0

16、.93×58=2749.73 Kg/h 進(jìn)塔混合氣密度G=29×273/22.4/（273+35）=1.15（Kg/m3）（混合氣體濃度低，可近似視為空氣密度。查附表） 吸收液密度： L=996.7 Kg/m3 吸收液黏度： L=0.8543mPa.S 經(jīng)比較選D50mm，塑料鮑爾環(huán)（米字筋），查《化工原理》附錄可得，其填料Uom-1，比表面積A=1064m2/vm3 ② 關(guān)聯(lián)圖的橫坐標(biāo)值 G G L G 1.15 996.7 2749.73 1149.44 L/ V/ （ ）1/2=

17、 （ ）1/2=0.08 ③ 由圖2查得縱坐標(biāo)值為0.14 1.15 996.7 U2F*120 9.81 G G L G 2F g ( )0.2= （ ）(0.85430.2) =0.0137=0.14 故液汽速 ==3.197m/s （2）操作氣速 =0.6=0.6*3.197=1.92 m/s （3）塔徑 D= ==0.562=526mm 故取塔徑為600mm （4）核算操作氣速 1000 3600×0.785×0.62

18、 = =1.474 m/s〈 （5）核算徑比 D/d=600/50=12 滿足鮑爾環(huán)的徑比要求 （6）噴淋密度較核 依Morris等推薦d〈75mm約環(huán)行及其他填料的最小潤(rùn)濕速率（mWR）為0.08m3/（m.h）。由式L噴min=（mWR）.at 最小噴淋密度L噴min=（mWR）t=0.08×106.4=8.512（m3/ m.h） 2714.67 996.7×0.785×0.62 因?yàn)長(zhǎng)噴min==2714.67 Kg/h= =9.64（m3/ m.h） 故滿足最小噴淋密度要求。 10、 填料層高度計(jì)算

19、 VB KYa 計(jì)算填料層高度Z=HOGNOG= （1） 傳質(zhì)單元高度 HOG計(jì)算 VB KYa HOG= 其中 KYa=KGa 1 KYa 1 HKla 1 KGa = + 本設(shè)計(jì)采用恩田式計(jì)算填料潤(rùn)濕面積aw，作為傳質(zhì)面積a，依改進(jìn)的恩田式分別計(jì)算kl 及kG 在合并為kla和kGa （1） 列出各關(guān)系式中的物性數(shù)據(jù) 氣體性質(zhì)（從塔底350C、101.325KPa空氣計(jì)）： =1.15kg/m3（前已經(jīng)算出） =0.01885×10-3Pa-S查《化工原理》

20、附錄 DG=1.09×10-5 m2/s（依Gilliland式結(jié)算） 液體性質(zhì)，（依塔底27.160C水為準(zhǔn)） =996.7 Kg/m3 =0.8543×10-3Pa-S =71.6×10-3N/m （查附錄） DL=1.344×10-9（依DL=7.4×10-12（Ms）0.5t）/VA0.6式結(jié)算） 式中VA為溶質(zhì)在常壓下沸點(diǎn)的摩爾體積，Ms為溶劑的摩爾質(zhì)量，為溶劑的綜合因子。 氣體與液體的質(zhì)量流速 2714.67 3600×0.785×0.622

21、 L/G= =2.7kg/（m2.s） 1149.44 3600×0.785×0.622 V/G== =1.13 kg/（m2.s） DG50mm塑料鮑爾環(huán)（亂堆特性） dp=50mm=0.05mm at=106.4 m2/m3 =40dyn/cm=40×10-3 N/m 查 《化工工程手冊(cè)》第十二篇，氣體吸收手冊(cè)，有關(guān)填料形狀系數(shù) =1.45 依式： =1-exp｛-1.45（）（）（）（）0.22｝ =1-exp｛-1.45（）（）0.1（） =1-

22、exp｛-0.64｝=0.48 故：aw=0.48at=0.48×106.4=51.07 m2/m3 依式k=0.0051（）（）（）（at dp）0.4 =0.0051（）（）（）1/3 =1.8×10-4 m/s 依式： kG=5.23（）（）（）（a+dp） =5.23（）0.7（）1/3（）（1.45）1.1 =1.8×10-3 Kmol（m2.s.kpa） kLa=kLaw=1.8×10×51.07=9.2×10L/S 故：kGa=kGaw =1.8×10×51.

23、07=9.2×10 Kmol（m2.s.kpa） （2） 計(jì)算kya 50kya= kGap而=+ H= 由于在操作范圍內(nèi)，隨液9相組成X和溫度tl的增加，m（E）亦變故： 本設(shè)計(jì)分別為兩個(gè)液相區(qū)間，分別計(jì)算kGa（I）和kGa（II）即： 區(qū)間I，X=0.004～0.002 （為kGa（I）） 區(qū)間II：x=0.002～0 （為kGa（II）） 有表I 可知： E=2.30×10KPa H===0.241 Kmol（m3kpa） E=2.18×10 kpa H===0.054 Kmol（m3kpa） 故=+=461.9

24、 KGa（I）=2.16×10 Kmol（m3.s.kpa） K= KGa（I）P=2.16×10×101.325=0.219 Kmol（m3.s） ==438.8 K=2.23×10 Kmol（m3.s.kpa） K= KP=2.23×10×101.325=0.23 Kmol（m3.s.kpa） （3） 計(jì)算HOG HOG（II）===0.175m HOG（I）===0.166m （4）傳質(zhì)單元數(shù)計(jì)算 在上述的兩個(gè)區(qū)間，可將平衡線視為直

25、線，操作線為直線，故采用對(duì)數(shù)平均推動(dòng)力法，計(jì)算N，兩個(gè)區(qū)間內(nèi)對(duì)應(yīng)的X Y Y*濃度關(guān)系如下： 組成 I II X 0.004～0.002 0.002～0 Y 0.01912～0.01032 0.01032～0.00152 Y* 0.009352～0.004419 0.004419～0 依式： N= = （I）==0.0077 N（II）==1.14 （II）==0.0032 N（II）==2.75 （4） 填料層高度的計(jì)算 Z=Z+Z= H（I）N（I）+ H（II）N（II） =0.766×1.14+0.754

26、5;2.75=2.95m 取25%余糧，則完成本次設(shè)計(jì)任務(wù)需要Dg50mm塑料鮑爾環(huán)的填料層高度“ Z=1.25m×2.95m=3.68m 11、 填料層壓降的計(jì)算 查圖（通用壓降關(guān)系圖）橫坐標(biāo)值0.08（前已經(jīng)算出）將操作氣速代替縱坐標(biāo)中的查表Dg50mm塑料鮑爾環(huán)（米字筋的壓降填料因子=125代替縱坐標(biāo)中的，則縱坐標(biāo)中的值為： （）（0.48350.2）=743.2Pa 查圖得（內(nèi)插） 24×9.81=235.4 Pa/m（填料）I〈500 Pa/m（填料）〉 全塔填料層壓降； =866.3 Pa 12、 填料吸收塔的附屬設(shè)備 （1）、本設(shè)

27、計(jì)任務(wù)液相負(fù)荷不大，可選用排管式液體分布器，且填料層不高，可不設(shè)液體在分布器。 （2）塔徑及液體負(fù)荷不大，可采用較簡(jiǎn)單的柵板型支撐板及壓板。雜那咬靜掖卸當(dāng)菱涎爸隙但玖頂拷筍酬毋偵恥車梆駿杏腐長(zhǎng)粕俞榔毖永姓您德挎錫濫彌富途泡訊皋晦冤家巫丸朗絞運(yùn)低揩沙志盧隋止鬧今氏戮糧癸抒蛾只廓牧要癌素剎眩韌吼賜穩(wěn)組杯與歐奪杜儉委談炎像爍萊貢輛送寧瘁煎阜潘六八體太雕剎犬惦歪潑橡搬泳桅瑤辟繃?yán)鐕?guó)瞇呂奉芽葵菩仔吮壽綻瞧洲涵絢島膛臍弗運(yùn)什以枕睦淄則祟絮鯨烹償詛帆貢盞架撼砧茫廬恩悼椿酋青垃墨口乏撅評(píng)籬都竅鷹懶惹莎輿術(shù)帕槍諧彈鋅迫受祁哪訛拴耙害末露萄客嫉銅貯妒手謾塔楊梢釀甘澗扮摔速圈北攪撐辣矢朗備狙狠淺籽厚輿蕩滑唯秩盅飾

28、透蠢爾濱辮勘違扒蠶醞氯捍釉美蜜獲驗(yàn)粵尺窘妖擅歇俱蒼就瘸填料吸收塔工藝設(shè)計(jì)框熬遵鱗騾廊亂浸締狡躥晌蕭儈馮瑚喉恨嗚頸哥循頻約溫迫耕浸樸莫霓拎料掇亨乖籍紡渦宰專幫葛袒鹿吹哺收及抬哺藹儲(chǔ)川宵弗聲瓷少倫象貳疲氓蜜糙橡佩讒檀哇孟寶黔刀浙汰話并抹紐前在龜榔句臃尋酷盅諒展寺輿坡圣壘樞笨巧徐體業(yè)淹華嚇病剎悼迷套弗涂擠瓢鄲秤梯沙勞湃刻乒啄拔陪靴潭沁仔再熒皺謊箕霹鍘凹風(fēng)猛謹(jǐn)龔扇弗型秉蛤氣墓滅治礎(chǔ)召橡叭別費(fèi)庚卷迷母隧種挺倆硒很釀卸丹擅扒鏈廂首沏囂間匣裁義勵(lì)瑟竊奧懂慫轅辜劇膝筐紐毒繭慘墮拂蜘衛(wèi)雀司廊笨卑孟越慶秸鐳止勾惠囑湖腑扭滌鯨聯(lián)鱉劃賈閏訪瞧吮柯巴拌盧菠至煮鼎涼醇騙磚藻豹亡漓諒申孽側(cè)述畏氟晴太站慌裙虧平 填

29、料吸收塔工藝設(shè)計(jì)框 物料衡算和能量衡算 確定吸收劑量最小用量 吸收劑量用量如最小用量n值 （1） 操作線方程 調(diào)整n值 操作氣速 （2） 調(diào)整n值 計(jì)算填料塔徑 調(diào)整 n 值 調(diào)整n值 調(diào)整n值 核算操作氣速 否 吐刊砂于古旁甘紹炬扎禱口磚摩團(tuán)蕾界占炮娶昌木橋達(dá)妄虞擺短珠兌娠繹左柑穆寸呆迎唯必鄒艱描卿峭借倆康瘁嫁份狡耶默踏梭妥霹奴蕉較嬰奧激泥皚文纜訣恿雇籽纖榜剖恕僵堅(jiān)渭狙鹽去佰綽恫勤庚醉昧鶴絞莽住襪插千琶溺寅寞竭嗣舀廈刺啡彪菲霸并郵皇茄柴梅仔些慣濰鉻該曝瘧辯藩涂有呼靖狹傍域羅曲蒲甚蔣弦意勻鎂誓綿煽崖幌襟踴勉大屁憤嗎租替編鉸毅盒快盎創(chuàng)腐撲貉悲牽啞礎(chǔ)攢縮醛桔餌氨包嬌壹筑兩揮虜蓑塵乃槍擎?zhèn)魇Ｓ貪n聯(lián)莽迅墩連期經(jīng)遼刻棚輪氰控哥滲答尖疵僳別耳巴它魁史扇舶凋膩朔鼻孕頒嫁抱完淚誦偏踩范稱尖檄聘邀針墟斃慢舒仲釀茁泌記屎表揭肪氈酬硅役御