填料塔的计算

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1、一、设计方案的确定(一)操作条件的确定1．1吸收剂的选择1．2装置流程的确定1．3填料的类型与选择1．4操作温度与压力的确定45℃常压（二）填料吸收塔的工艺尺寸的计算2．1基础物性数据①液相物性数据对于低浓度吸收过程，溶液的物性数据可近似取质量分数为30%MEA的物性数据7.熔根据上式计算如下：混合密度是：1013.865KG/M3混合粘度0.001288Pa·s暂取CO2在水中的扩散系数表面张力б=72.6dyn/cm=940896kg/h3②气相物性数据混合气体的平均摩尔质量为Mvm=yiMi=0.133*44+0.0381*64+0.7

2、162*14+0.00005*96+0.1125*18=20.347混合气体的平均密度ρvm=101.6*20.347/（8.314*323）=0.769kg/m3混合气体粘度近似取空气粘度，手册28℃空气粘度为μV=1.78×10-5Pa·s=0.064kg/(m•h)查手册得CO2在空气中的扩散系数为DV=1.8×10-5m2/s=0.065m2/h由文献时CO2在MEA中的亨利常数：在水中亨利系数E=2.6105kPa相平衡常数为m=溶解度系数为H=2.2物料衡算进塔气相摩尔比为Y1=0.133/（1-0.133）=0.153403出

3、塔气相摩尔比为Y2=0.153403×0.05=0.00767进塔惰性气相流量为V=992.1mol/s=275.58kmol/h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，即对于纯溶剂吸收过程，进塔液组成为X2=0=（0.153403-0.00767）/（0.1534/1.78）=1.78取操作液气比（？）为L/V=1.5L/V=1.5×1.78=2.67L=2.67×275.58=735.7986kmol/h∵V(Y1-Y2)=L(X1-X2)∴X1=0.054581①塔径计算采用Eckert通用关联图计算泛点气速气相质

4、量流量为WV=13.74kg/s=49464kg/h液相质量流量计算即WL=735.7986×（0.7*18+0.3*54）=21190.99968kg/hEckert通用关联图横坐标为0.011799查埃克特通用关联图得（查表相差不多）查表（散装填料泛点填料因子平均值）得Uf=3.964272m/s取u=0.8uF=0.8×3.352=2.6816m/s由=1.839191m圆整塔径，取D=1.9m泛点率校核u==4.724397m/s﹪=84.18％(在允许范围内)=3.352964272/4.724397=70.9%填料规格校核：=19

5、00/25=76》8液体喷淋密度校核，取最小润湿速率为（LW）min=0.08m3/m·h查塑料阶梯环特性数据表得：型号为DN25的阶梯环的比表面积at=228m2/m3Umin=(LW)minat=0.08×228=18.24m3/m2·hU=7.375经校核可知，塔径D=600mm不合理经反复校核仍得不出合理的D值经综合考虑，取操作液气比为15*1.78=26.7L=26.5×117.22=3112.2kmol/h=26.7*735.7986=19645.82262X1=X1=0.00204此时气相质量流量为WV=1500×1.338=2

6、007kg/hWV=13.74kg/s=49464kg/h此时液相质量流量为WL=3112.2×18.02=56081.8kg/h即WL=19645.82262×（0.7*18+0.3*54）=565799.6915kg/hEckert通用关联图横坐标为0.3150查埃克特通用关联图得0.04改选型号为D38的阶梯环查表（散装填料泛点填料因子平均值）得1.7435m/s取u=0.8uF=0.8×1.228=0.982m/s1.3948m/s由0.74m2.55m圆整塔径，取D=0.8m2.6m泛点率校核u=1.34﹪=84.52％(在允许范围

7、内)96.07%填料规格校核：液体喷淋密度校核，取最小润湿速率为（LW）min=0.08m3/m·h查塑料阶梯环特性数据表得：型号为DN38的阶梯环的比表面积at=132.5m2/m3Umin=(LW)minat=0.08×132.5=10.6m3/m2·hU=U=105.16经以上校核可知，填料塔直径先用D=800mm合理若选择丙烯鲍尔环50*50*1.5其比表面积为93m2/m3Umin=(LW)minat=0.08×93=7.44填料因子为127m-1Uf=4.794993m/s取u=0.8uF=0.8×4.794993=3.835=2

8、.436取2.5mU=113.74>Umin②填料层高度计算Y=mX1=1.78×0.0004=0.000712Y=mX2=0脱因系数为S=气相总传质单元数NOG