甲醇填料吸收塔

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1、化工设备选型实验名称：甲醇填料吸收塔学院：专业：班级：组长姓名：组员姓名：日期：]12题目混合气体流量3800Nm3.h-1,混合气体组分含甲醇5%，空气95%（体积比）,混合气体温度40℃,要求吸收率96%，操作压强1atm，吸收剂纯水温度20℃，选择塑料鲍尔环DN50，设计甲醇填料吸收塔。第一节平衡关系及物料衡算1.1平衡关系CL—水在塔温度tm=(塔顶+塔底)/2下的比热kJ·(kmol·K)-1f—甲醇的微分溶解热，kJ×kmol-1。f=6310+rr—入塔气体温度下甲醇的冷凝潜热，kJ×kmol-1查《化工工艺算图》第一册，常用物

2、料物性数据，得吸收剂水的平均比热容CL=75.366kJ／kmol·℃取△X=0.04，查阅相关资料得到，T1=25℃，T2=27.2287℃，由上式计算得出f=43091kJ／kmol对低组分气体吸收，吸收液浓度很低时，依惰性组分及比摩尔浓度计算较方便，故上式可写为：tL=25+(43091／75.366)△X由此可依据再根据△X的值计算出不同的t值。亨利系数E的计算其中t的单位是℃，E的单位是atm。一直计算到y*>y1为止。根据题目：即y*>0.05依据上式X取0，△X=0.04，求出相应x浓度下吸收液的温度，计算结果列于下表由表中数据

3、可见，浓相浓度x变化0.004时，温度升高2.287℃，依此求取平衡线。各液相浓度下的吸收液温度及相平衡数据xT(℃)E（atm）my*(×10-3)X(×10-3)Y*(×10-3)0250.2510.251000120.00427.2870.2840.2841.1374.0161.1380.00829.5740.3210.3212.5688.0652.5750.01231.8610.3620.3624.34412.1464.3630.01634.1480.4070.4076.51216.266.5550.0236.4350.4580.45

4、89.1620.4089.2450.02438.7220.5130.51312.31224.5912.4750.02841.0090.5740.57416.07228.80716.3350.03243.2960.640.6420.4833.05820.9080.03645.5830.7140.71425.70437.34426.3820.0447.770.7490.74931.7641.66732.8120.04450.1670.8820.88238.80846.02540.3750.04852.4440.9780.97846.94450.4

5、249.2550.05254.8321.0811.08156.21254.85259.560.05657.0281.1961.19766.96759.23271.874注：（1）平衡关系符合亨利定律，与液相平衡的气相浓度可用y*＝mX表示；（2）吸收剂为清水，x＝0，X＝0；（3）近似计算中也可视为等温吸收。由前设X值求出液温℃，依上式计算相应E值，且m＝，分别将相应E值及相平衡常数m值列于表1中第3、4列。由y*＝mX求取对应m及X时的气相平衡浓度y*，结果列于表1第7列。根据X—y*数据，绘制X—Y平衡曲线见附录。1.2物料衡算⑴进塔混合

6、气中各组分的量近似取塔平均操作压强为101.3kPa，故：混合气量＝3800×（）×=147.5kmol／h混合气中甲醇量=147.5×0.05=7.735kmol／h=7.735×32=236kg／h混合气中空气量=147.5-7.735=139.765kmol／h=139.765×29=4053.185kg／h⑵进塔气相摩尔比为：出塔气相摩尔比为：Y2=Y1（1-fA）=0.05263×（1-0.96）=0.002105212进塔惰性气相流量为：V=（3800／22.4）×（273／273+40）×（1-0.05）=140.565kmol

7、／h.为该吸收过程为低浓度吸收，平衡关系为直线，最小液气比按下式计算。即：因为是纯溶剂吸收过程，进塔液相组成，由上表得到X2*=0.052,所以Lmin=140.565×=136.577kmol／h.由于操作的液气比的范围为：选择操作液气比为：L=1.6Lmin=1.6×136.577=218.5232kmol／h.=218.5232×18=3933.4176kg/h∵V（Y1-Y2）=L(X1-X2)∴X1=V／L(Y1-Y2)且X2=0∴X1=X1=0.0325X1==0.0315x1=0.031第二节填料塔工艺尺寸计算2.1塔径的计算u

8、=（0.6~~0.8）（《化工单元操作及设备》P20616-45）⑴采用Eckert通用关联图法计算泛点气速①相关计算塔底混合气流量V`S＝4053.185+236