填料塔的計算.doc

一、 設(shè)計方案的確定(一) 操作條件的確定11吸收劑的選擇12裝置流程的確定13填料的類型與選擇14操作溫度與壓力的確定45 常壓（二）填料吸收塔的工藝尺寸的計算21基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)液相物性數(shù)據(jù)對于低濃度吸收過程，溶液的物性數(shù)據(jù)可近似取質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%MEA的物性數(shù)據(jù)7.熔 根據(jù)上式計算如下：混合密度是：1013.865KG/M3混合粘度0.001288 Pas暫取CO2在水中的擴(kuò)散系數(shù)表面張力=72.6dyn/cm=940896kg/h3氣相物性數(shù)據(jù) 混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為Mvm= yiMi=0.133*44+0.0381*64+0.7162*14+0.00005*96+0.1125*18=20.347混合氣體的平均密度vm= 101.6*20.347/（8.314*323）=0.769kg/m3 混合氣體粘度近似取空氣粘度，手冊28空氣粘度為 V=1.7810-5Pas=0.064kg/(mh) 查手冊得CO2在空氣中的擴(kuò)散系數(shù)為 DV=1.810-5m2/s=0.065m2/h 由文獻(xiàn)時CO2在MEA中的亨利常數(shù)： 在水中亨利系數(shù)E=2.6105kPa 相平衡常數(shù)為m= 溶解度系數(shù)為H=2.2物料衡算進(jìn)塔氣相摩爾比為Y1=0.133/（1-0.133）= 0.153403 出塔氣相摩爾比為Y2= 0.1534030.05=0.00767 進(jìn)塔惰性氣相流量為V=992.1mol/s=275.58kmol/h 該吸收過程為低濃度吸收，平衡關(guān)系為直線，最小液氣比按下式計算，即 對于純?nèi)軇┪者^程，進(jìn)塔液組成為X2=0 =（0.153403-0.00767）/（0.1534/1.78）=1.78 取操作液氣比（？）為L/V=1.5L/V=1.51.78=2.67 L=2.67275.58=735.7986kmol/h V(Y1-Y2)=L(X1-X2) X1=0.054581塔徑計算 采用Eckert通用關(guān)聯(lián)圖計算泛點氣速 氣相質(zhì)量流量為 WV=13.74kg/s=49464kg/h 液相質(zhì)量流量計算 即WL=735.7986（0.7*18+0.3*54）=21190.99968kg/h Eckert通用關(guān)聯(lián)圖橫坐標(biāo)為0.011799 查?？颂赝ㄓ藐P(guān)聯(lián)圖得（查表相差不多） 查表（散裝填料泛點填料因子平均值）得 Uf=3.964272m/s 取u=0.8uF=0.83.352=2.6816m/s 由 =1.839191m 圓整塔徑，取D=1.9m 泛點率校核 u= = 4.724397m/s =84.18(在允許范圍內(nèi))=3.352964272/ 4.724397=70.9% 填料規(guī)格校核：=1900/25=768 液體噴淋密度校核，取最小潤濕速率為 （LW）min=0.08m3/mh 查塑料階梯環(huán)特性數(shù)據(jù)表得： 型號為DN25的階梯環(huán)的比表面積 at=228 m2/m3 Umin=(LW)minat=0.08228=18.24m3/m2h U= 7.375 經(jīng)校核可知，塔徑D=600mm不合理 經(jīng)反復(fù)校核仍得不出合理的D值 經(jīng)綜合考慮，取操作液氣比為 15*1.78=26.7 L=26.5117.22=3112.2kmol/h=26.7*735.7986=19645.82262 X1= X1=0.00204 此時氣相質(zhì)量流量為WV=15001.338=2007kg/hWV=13.74kg/s=49464kg/h 此時液相質(zhì)量流量為WL=3112.218.02=56081.8kg/h即WL=19645.82262（0.7*18+0.3*54）=565799.6915kg/h Eckert通用關(guān)聯(lián)圖橫坐標(biāo)為0.3150 查?？颂赝ㄓ藐P(guān)聯(lián)圖得 0.04 改選型號為D38的階梯環(huán) 查表（散裝填料泛點填料因子平均值）得 1.7435m/s 取u=0.8uF=0.81.228=0.982m/s 1.3948m/s 由0.74m 2.55m 圓整塔徑，取D=0.8m 2.6m 泛點率校核 u= 1.34 =84.52(在允許范圍內(nèi))96.07% 填料規(guī)格校核： 液體噴淋密度校核，取最小潤濕速率為 （LW）min=0.08m3/mh 查塑料階梯環(huán)特性數(shù)據(jù)表得： 型號為DN38的階梯環(huán)的比表面積 at=132.5m2/m3 Umin=(LW)minat=0.08132.5=10.6m3/m2h U= U=105.16 經(jīng)以上校核可知，填料塔直徑先用D=800mm合理若選擇丙烯鮑爾環(huán)50*50*1.5其比表面積為93 m2/m3 Umin=(LW)minat=0.0893=7.44填料因子為127m-1Uf= 4.794993m/s 取u=0.8uF=0.84.794993=3.835 =2.436取2.5mU= 113.74Umin填料層高度計算 Y=mX1=1.780.0004=0.000712 Y=mX2=0 脫因系數(shù)為 S= 氣相總傳質(zhì)單元數(shù) NOG= = =5.223 氣相總傳質(zhì)單元高度采用修正的恩田關(guān)聯(lián)式計算 查常見材質(zhì)的臨界表面張力值表得 c=33dyn/cm=427680kg/h2 液體質(zhì)量通量為 =0.502吸收系數(shù)由下式計算 質(zhì)量通量為 = 0.23773.530.8940.004= 0.0623kmol/(m3hkPa) 吸收系數(shù)由下式計算 =1.189m/h 查常見填料的形狀系數(shù)表得 u/uF=66.1750 得 得 HOG=Z=HOGN