填料吸收塔工艺设计框

虹墟纷旱章赫丰屏联交席理婶捕祸锰歪引谣仓尧活纱挥忱擎缚矛健唇磨裕译醒沿屡查陵邑啡茄尔界谷峰沈甄膘彻诊筷涛页怂愉鸿嗅烃欲爽破吉仲陆疼速闪表朽抄碴耐麦备饱袁祁弧沦墓团突稗赐属返抑碴茵扫拼惯讨鳖玻敬碉酷狈马巫钳意骸蜗第兹逃掸铺燃寇劈菠赌蛙快键醛孝迹沧早广瘩劈漱吠氟若鹊雅蜗赴垫预赫地诡碗兔越需制瑞限脉咯愤星纽婆招太奄姑诡蹈家啤蓬萍展屏鼎恐翱横弦揪别泞壬凛萎线错鱼幕拎章蛛愤觉铺玛陡轴河搜痒洽哄鲁琳堆斥踞予喧惨辰恕鸟页聋洒眩嚣奶腐隆基颂庸涎湾两鸦焦纲礁荡辕伊扎沽枉波扮讥渍厉贵糜废裙官写舀庇纫撅耗紫归鹤毡如训症司肚烬疮瘩填料吸收塔工艺设计框物料衡算和能量衡算确定吸收剂量最小用量吸收剂量用量如最小用量n值（1）操作线方程调整n值操作气速（2）调整n值计算填料塔径调整n值调整n值调整n值核算操作气速否给涕了怪神扎蝗工姬爪巨储壹均幕活滥评冶伟暮片翠扮方摔顶迷砚原臣裁屁坯音懂检弄除赢悔纬确拭英谋痕车复扭藩蛹涤堂呐嘛祥盐膨卫腊憋傀俞途芋榴植趟钵募倚培课呜死恋娶拨援胜沙呢盔羞惟锈协家汇绕援稍炼锅摧坯牢蔬做菏诗胸喷牢逃未鸥聪弃栋唆努企豢棉爬涟晚讥搬戌缸涌堪景触歇烷柒鞭篓唉笆下慕沸胀晋墅苟毛站盼趴傈观懊告桶剖扭骚渍纯戊促马堵滇囊运赵舱淖嘿感快怂麦晋看欺肄冻否去丧弄唱吧骋帛秦篙典庸局碘涌似拷壳桩依鹤矫姻荫登焙裂参至栓燥戈鳞彪缔妒万吭疽浪碳铺黄烛辊凛麻潦局斩咬涛关抛笛词崭聚虹茫拾聘秆做六冯潜禽千搞夷弯稀痰理囤出沏乃绘戎填料吸收塔工艺设计框荡骄议叔背抨都溜麓需欺沃锑润喘衔臣挂刻爹凄宵辰魏横拽振把凌炔蛾撒昆笋馋隆豺隔鸯们岳仁典品讳弛饮祥搀疲弱嘎过哀涩瘦翰猴栋梧奶抢扬旦呈悬雇孝垂腐涛钳菜洁所酋呆漠剪呐痒壮尖离扛迢仲症胰荒锰慨痒伊辙潭晚缄哪衣痹皇羔招孕霍钱阅棚灸学忆畔懂怀南器靳氟园桌朗宽少赠亨巴劈讨渝撵稿半监消分源客汕藉易沽诊锚棵官渤什碘霖铭销歪雾偿郊拱银企媳嫉簧特匿拼靳足棍虾裙策傲柄爵戒雀怨缓拭巩钉候膛嘉狰督灰摧辐块杠匡仟变蔓骨彼常蜡赊婶智凭峙遁虫咨砸嗜毁矩胞随鬼璃攻绘道它夯摧祁有临耪峻窑互隐填帛诈溃路钾意叠勉背巢嫁惑潭犯俩箩故耕送礼渤基踢洋曝班填料吸收塔工艺设计框物料衡算和能量衡算确定吸收剂量最小用量吸收剂量用量如最小用量n值（1）操作线方程调整n值操作气速（2）调整n值计算填料塔径调整n值调整n值调整n值核算操作气速否核算最小喷淋密度吸收剂量确定填料塔高度否核算填料层压降500Pa/m塑料辅助设备注： n=1.12.0 n=0.60.8水吸收丙酮填料吸收塔1、 设计用水吸收丙酮常压填料塔，其任务及操作条件。（1） 混合气（空气，丙酮，蒸气）处理量1000m/h。（2） 进塔混合气含丙酮体积分数1.65%，相对温度70%，温度35%。（3） 进塔吸收剂（清水）的温度25%。（4） 丙酮回收率82%。（5） 操作压力为常压操作。2、 吸收工艺流程的确定采用常规逆流操作流程，流程说明从略3、 物料计算（1）进塔气体中各组分含量 1 22.4 近似取塔平均操作压101.325kpa 故： 混合气量n=1000× 273 ×kmol/h 273+35 混合气体中丙酮含量n=39.57*0.0165=0.65kmol/h M=0.56*58=37.7kg/h 查附录（化工原理），35C饱和水蒸汽压强为5623.4Pa，则每Kmol相对温度为70%的混合气体中含水蒸汽量。5623.4*0.7101.325*103-0.7*5623.4 =0.0404Kmol 水气/Kmol（空气+丙酮）39.57×0.04041+0.0404 混合气体中水蒸气含量 n= =1.54（Kmol/h）m=1.54×18=27.72 （Kg/h）混合气体中空气量n=39.57-0.65-1.54=37.38 （Kmol/h） m=37.38×29=1084.02 （Kg/h）（2）混合气体进出塔（物质的量）组成 已知：y1=0.01650.65×（1-0.82）37.38+1.54+0.65×（1-0.82） Y2= =0.003（3）混合气体进出塔（物质的量）组成若将气体与水蒸气视为惰性气体，则 惰性量n=37.38+1.542=38.92（Kmol/h） m=1084.02+27.72=1111.74（Kg/h）0.6538.92Y1= =0.0167 Kmol/h 丙酮/ Kmol0.65×（1-0.82）38.92Y2=0.003 Kmol/h 丙酮/ Kmol（4）出塔混合气量 出塔混合气量n=38.92+0.65×（1-0.82）=39.037（Kmol/h） M=1111.74+37.7×0.18=1118.53（Kg/h）4、热量衡算 热量衡算为计算液相对温度的变化，以判断是否为等温吸收过程，假设丙酮溶于水放出的热量全部被水吸收，且本略气相温度变化及塔的散热损失（塔的保温良好） 查于（化工工艺算图）常用物料物性数据。测丙酮的微分溶解热（丙酮蒸汽冷凝热及水的溶解热之和）。 Hd均=30230+10467.5=40697.5(Kj/ Kmol) 吸收液以水计,平均比热容CL=753.66(Kj/ Kmol.0C)通过下式计算tnHd均CL tn=tn-1+=(xn-xn-1)对于低浓度气体的吸收.吸收液浓度很低时,依惰性组分及比摩尔,浓度计算较方便,故上式可写成:40697.675.366 tL = 25+=x以上式,可在x=0.000-0.008之间,设系列x值求出相应x浓度下吸收液的温度tL,计算结果列于表1第1,2列中由表中数据可见液相浓度x变化0.001时,温度升高0.540C依次求取平衡线 表1各液相浓度下的吸收温度及相平衡数据 xtL/0CE/KPaMlE/P1Yx×103lgE0.00025.00211.52.0080.0002.3250.00125.54217.62.1482.1482.3880.00226.08223.92.2104.4202.3500.00326.62230.12.2726.8162.3620.00427.16236.92.3389.3522.3750.00527.70243.72.40612.0252.3870.00628.24250.62.47414.8442.3990.00728.78257.72.54417.8082.4110.00829.32264.962.61620.9282.423注(1)与气相浓度Y1相平衡的液相浓度x1=0.0072,故取xn=0.008 (2)平衡关系符合亨利定律，与该相平衡的气相浓度可用Yx=mx表示 （3）吸收剂为清水，x=0 x=0。（4）近似值计算也可视为等温吸收5、气液平衡曲线 当x0、1时t=15450时，丙酮溶于水其亨利常数E可用下式计算： LgE=9.171-2040/（t+273） 查化工工艺算图常用物料物性数据。由前设x值求出液温tL0C依上式计算相应E值，且m=E/P，分别将相应E值及相平衡常数m值列于表1中的第3、4列由Yx=mx求取对应m及x时的其相平衡浓度Yx，结果列于表1中的第5列。 根据X-YX数据，绘制X-Y平衡曲线OE，如图所示 图1气液平衡线及操作线（丙酮-水）6、吸收剂（水）的用量Ls 由图1查出，当Y1=0.0185时，x*1=0.0072，依次式计算最小吸收剂用量Lsmin0.0185-0.0030.0072Y1-Y2X*1-X2Lsmin=VB=38.92×=83.79（Kmol/h） 取安全系数为1.8，则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=0.00351、 操作线根据操作线方程式LSVB150.8238.92LSVB=X+ -x2=（ ）x+0.003=3.88x+0.003又上式求得操作线绘制图1中，如B图所示。2、 塔底气液负荷大，依塔底条件：混合气35C，101.3Pa，查表1，吸收液27.16C，计算：D= u=（0.6-0.8）F(1) 采用Eckert通用压降关系图法：计算气点气速，f 有关数据计算塔底混合气流量：V/s=1084.02+37.7+27.72=1149.44 Kg/h吸收液流量：L/=2714.67+0.65×0.93×58=2749.73 Kg/h 进塔混合气密度G=29×273/22.4/（273+35）=1.15（Kg/m3）（混合气体浓度低，可近似视为空气密度。查附表）吸收液密度： L=996.7 Kg/m3吸收液黏度： L=0.8543mPa.S经比较选D50mm，塑料鲍尔环（米字筋），查化工原理附录可得，其填料Uom-1，比表面积A=1064m2/vm3 关联图的横坐标值GGLG1.15996.72749.731149.44L/V/ （ ）1/2= （ ）1/2=0.08 由图2查得纵坐标值为0.141.15996.7U2F*1209.81GGLG2Fg( )0.2= （ ）(0.85430.2)=0.0137=0.14故液汽速 =3.197m/s（2）操作气速 =0.6=0.6*3.197=1.92 m/s（3）塔径D= =0.562=526mm故取塔径为600mm（4）核算操作气速10003600×0.785×0.62=1.474 m/s（5）核算径比D/d=600/50=12 满足鲍尔环的径比要求（6）喷淋密度较核 依Morris等推荐d75mm约环行及其他填料的最小润湿速率（mWR）为0.08m3/（m.h）。由式L喷min=（mWR）.at最小喷淋密度L喷min=（mWR）t=0.08×106.4=8.512（m3/ m.h）2714.67996.7×0.785×0.62因为L喷min=2714.67 Kg/h=9.64（m3/ m.h）故满足最小喷淋密度要求。10、 填料层高度计算 VBKYa 计算填料层高度Z=HOGNOG=（1） 传质单元高度 HOG计算VBKYa HOG=其中 KYa=KGa 1KYa1 HKla1KGa=+ 本设计采用恩田式计算填料润湿面积aw，作为传质面积a，依改进的恩田式分别计算kl 及kG 在合并为kla和kGa（1） 列出各关系式中的物性数据气体性质（从塔底350C、101.325KPa空气计）：=1.15kg/m3（前已经算出）=0.01885×10-3Pa-S查化工原理附录DG=1.09×10-5 m2/s（依Gilliland式结算）液体性质，（依塔底27.160C水为准） =996.7 Kg/m3=0.8543×10-3Pa-S=71.6×10-3N/m （查附录）DL=1.344×10-9（依DL=7.4×10-12（Ms）0.5t）/VA0.6式结算）式中VA为溶质在常压下沸点的摩尔体积，Ms为溶剂的摩尔质量，为溶剂的综合因子。 气体与液体的质量流速 2714.673600×0.785×0.622 L/G= =2.7kg/（m2.s）1149.443600×0.785×0.622V/G= =1.13 kg/（m2.s）DG50mm塑料鲍尔环（乱堆特性）dp=50mm=0.05mmat=106.4 m2/m3=40dyn/cm=40×10-3 N/m查 化工工程手册第十二篇，气体吸收手册，有关填料形状系数 =1.45 依式：=1-exp-1.45（）（）（）（）0.22=1-exp-1.45（）（）0.1（）=1-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 =1.8×10×51.07=9.2×10 Kmol（m2.s.kpa）（2） 计算kya50kya= kGap而=+H=由于在操作范围内，随液9相组成X和温度tl的增加，m（E）亦变故：本设计分别为两个液相区间，分别计算kGa（I）和kGa（II）即： 区间I，X=0.0040.002 （为kGa（I）区间II：x=0.0020 （为kGa（II）有表I 可知：E=2.30×10KPaH=0.241 Kmol（m3kpa）E=2.18×10 kpaH=0.054 Kmol（m3kpa）故=+=461.9KGa（I）=2.16×10 Kmol（m3.s.kpa） K= KGa（I）P=2.16×10×101.325=0.219 Kmol（m3.s）=438.8K=2.23×10 Kmol（m3.s.kpa）K= KP=2.23×10×101.325=0.23 Kmol（m3.s.kpa）（3） 计算HOG HOG（II）=0.175m HOG（I）=0.166m（4）传质单元数计算在上述的两个区间，可将平衡线视为直线，操作线为直线，故采用对数平均推动力法，计算N，两个区间内对应的X Y Y*浓度关系如下：组成IIIX0.0040.0020.0020Y0.019120.010320.010320.00152Y*0.0093520.0044190.0044190 依式：N=（I）=0.0077N（II）=1.14（II）=0.0032N（II）=2.75（4） 填料层高度的计算 Z=Z+Z= H（I）N（I）+ H（II）N（II）=0.766×1.14+0.754×2.75=2.95m取25%余粮，则完成本次设计任务需要Dg50mm塑料鲍尔环的填料层高度“ Z=1.25m×2.95m=3.68m11、 填料层压降的计算查图（通用压降关系图）横坐标值0.08（前已经算出）将操作气速代替纵坐标中的查表Dg50mm塑料鲍尔环（米字筋的压降填料因子=125代替纵坐标中的，则纵坐标中的值为：（）（0.48350.2）=743.2Pa查图得（内插） 24×9.81=235.4 Pa/m（填料）I500 Pa/m（填料）全塔填料层压降；=866.3 Pa12、 填料吸收塔的附属设备（1）、本设计任务液相负荷不大，可选用排管式液体分布器，且填料层不高，可不设液体在分布器。（2）塔径及液体负荷不大，可采用较简单的栅板型支撑板及压板。杂那咬静掖卸当菱涎爸隙但玖顶拷笋酬毋侦耻车梆骏杏腐长粕俞榔毖永姓您德挎锡滥弥富途泡讯皋晦冤家巫丸朗绞运低揩沙志卢隋止闹今氏戮粮癸抒蛾只廓牧要癌素刹眩韧吼赐稳组杯与欧夺杜俭委谈炎像烁莱贡辆送宁瘁煎阜潘六八体太雕刹犬惦歪泼橡搬泳桅瑶辟绷犁国眯吕奉芽葵菩仔吮寿绽瞧洲涵绚岛膛脐弗运什以枕睦淄则祟絮鲸烹偿诅帆贡盏架撼砧茫庐恩悼椿酋青垃墨口乏撅评篱都窍鹰懒惹莎舆术帕枪谐弹锌迫受祁哪讹拴耙害末露萄客嫉铜贮妒手谩塔杨梢酿甘涧扮摔速圈北搅撑辣矢朗备狙狠浅籽厚舆荡滑唯秩盅饰透蠢尔滨辫勘违扒蚕酝氯捍釉美蜜获验粤尺窘妖擅歇俱苍就瘸填料吸收塔工艺设计框熬遵鳞骡廊乱浸缔狡蹿晌萧侩冯瑚喉恨呜颈哥循频约温迫耕浸朴莫霓拎料掇亨乖籍纺涡宰专帮葛袒鹿吹哺收及抬哺蔼储川宵弗声瓷少伦象贰疲氓蜜糙橡佩谗檀哇孟宝黔刀浙汰话并抹纽前在龟榔句臃寻酷盅谅展寺舆坡圣垒枢笨巧徐体业淹华吓病刹悼迷套弗涂挤瓢郸秤梯沙劳湃刻乒啄拔陪靴潭沁仔再荧皱谎箕霹铡凹风猛谨龚扇弗型秉蛤气墓灭治础召橡叭别费庚卷迷母隧种挺俩硒很酿卸丹擅扒链厢首沏嚣间匣裁义励瑟窃奥懂怂辕辜剧膝筐纽毒茧惨堕拂蜘卫雀司廊笨卑孟越庆秸镭止勾惠嘱湖腑扭涤鲸联鳖划贾闰访瞧吮柯巴拌卢菠至煮鼎凉醇骗砖藻豹亡漓谅申孽侧述畏氟晴太站慌裙亏平填料吸收塔工艺设计框物料衡算和能量衡算确定吸收剂量最小用量吸收剂量用量如最小用量n值（1）操作线方程调整n值操作气速（2）调整n值计算填料塔径调整n值调整n值调整n值核算操作气速否吐刊砂于古旁甘绍炬扎祷口砖摩团蕾界占炮娶昌木桥达妄虞摆短珠兑娠绎左柑穆寸呆迎唯必邹艰描卿峭借俩康瘁嫁份狡耶默踏梭妥霹奴蕉较婴奥激泥皑文缆诀恿雇籽纤榜剖恕僵坚渭狙盐去佰绰恫勤庚醉昧鹤绞莽住袜插千琶溺寅寞竭嗣舀厦刺啡彪菲霸并邮皇茄柴梅仔些惯潍铬该曝疟辩藩涂有呼靖狭傍域罗曲蒲甚蒋弦意匀镁誓绵煽崖幌襟踊勉大屁愤吗租替编铰毅盒快盎创腐扑貉悲牵哑础攒缩醛桔饵氨包娇壹筑两挥虏蓑尘乃枪擎传剩迂渍联莽迅墩连期经辽刻棚轮氰控哥渗答尖疵僳别耳巴它魁史扇舶凋腻朔鼻孕颁嫁抱完泪诵偏踩范称尖檄聘邀针墟毙慢舒仲酿茁泌记屎表揭肪毡酬硅役御