吕律琪水吸收二氧化碳填料塔课程设计

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1、《化工原理》课程设计填料吸收塔的设计学院环境科学与工程学院______专业生物工程（环境生物技术方向）年级班别2009级（1）班________学号3209007869___________学生姓名吕律琪______________指导教师孙大雷______________2012年6月目录第一章设计方案22.2工艺流程图2第二章填料吸收塔的工艺尺寸的计算32．1基础物性数据32.1.1液相物性数据32.1.2气相物性数据32.2物料衡算42.2.1进料的摩尔分数42.2.2进料流量42.2.3吸收剂（水）的用量

2、L42.2.4塔底吸收液浓度X152.2.4操作线方程52.3塔径的计算52.3.1采用Eckert通用关联图计算泛点气速52.3.2操作气速62.3.3塔径62.3.4核算气速72.3.5核算喷淋密度72.4填料层高度的计算72.4.1传质单元高度HOG的计算72.4.2传质单元数的计算102.4.3填料层高度的计算102.5填料层压降计算112.6吸收塔接管尺寸计算112.7附属设备122.7.1填料支承装置122.7.2液体喷淋装置122.7.3塔顶除雾器132.7.4液体再分布器132.7.5确定塔高13

3、第三章总结143.1设计中问题的评价：143.2设计体会14第一章设计方案本次课程设计的任务是设计填料吸收塔吸收CO2，进料为四组分进料（CO228﹪、CO2.5%、H247.2%、N222.3%）。操作条件为压强1.8MPa，温度30℃，要求塔板排放气体中含CO2低于0.5％，采用清水进行吸收。用水吸收CO2属于中等溶解度的吸收过程，故为提高传质效率，选择用逆流吸收流程。液体自塔顶经液体分布器喷洒于填料顶部，并在填料的表面呈膜状流下，气体从塔底的气体口送入，流过填料的空隙，在填料层中与液体逆流接触进行传质。填料

4、塔的主要构件：填料、液体分布器、填料支承板、液体再分布器、液体和气体进出管口等。2.2工艺流程图第二章填料吸收塔的工艺尺寸的计算2．1基础物性数据2.1.1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水的物性数据查得，303K时水的有关物性数据如下：密度ρ=995.7kg/m3粘度μ=0.8007×10-3Pa·s表面张力б=72.6×10-4Kg/m=72.6×10-4×9.81=71.2×10-3N/m2.1.2气相物性数据混合气体的平均摩尔质量为M=∑yiMi=0.28×44＋0.025×28+0

5、.472×2+0.223×28=20.208kg/kmol混合气体的平均密度ρG=由手册查得30℃时CO2在水中的亨利系数E=1.88×105kPa相平衡常数为m=CO2在303K时溶解度为1.73gCO2/100gH2O2.2物料衡算2.2.1进料的摩尔分数液相摩尔分数x2=0气相摩尔分数y1=0.28y2=0.005进塔气相摩尔比为Y1=出塔气相摩尔比为2.2.2进料流量混合气体流量惰性气体流量混合气体中CO₂的量2.2.3吸收剂（水）的用量L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（

6、由手册查得30℃时CO2在水中的亨利系数E=1.88×105kPa相平衡常数为m=对于纯溶剂吸收过程，进塔液组成为X2=0操作液气比设为2.2.4塔底吸收液浓度X1∵物料衡算式V(Y1-Y2)=L(X1-X2)∴查表得CO2在303K时溶解度为1.73gCO2/100gH2O，水洗饱和度为70%所以符合要求2.2.4操作线方程逆流吸收塔的操作线方程式为Y=123.71X+5.025x10-32.3塔径的计算2.3.1采用Eckert通用关联图计算泛点气速（1）有关数据计算气相质量流量WG=V0×M=243.30×

7、20.208=4917.093kg/h液相质量流量WL=L×MH2O=21713.58×18=390844.42kg/h（2）关联图的横坐标值（3）查埃克特通用关联图得纵坐标其中选用填料为整砌拉西环(38x38x0.8)，在使用埃克特通用关联图中整砌拉西环泛点线时，纵轴中的，要改为,查环形填料的特性参数表得故泛点气速2.3.2操作气速u=（0.50.85）=0.6uF=0.6×0.18=0.108m/s2.3.3塔径塔径的计算公式为：，由PV=nRT得圆整塔径，取D=1.0m。那么，塔径与填料直径的比值满足瓷拉西

8、环要求。2.3.4核算气速泛点率校核u=﹪=66.7％(在允许范围内)2.3.5核算喷淋密度查表得Dg38瓷拉西环的比表面积at=150m2/m3d<75mm的环形填料最小润湿率为0.08m3/（m·h），最小喷淋密度：Umin=0.08x150=12m3/(m2·h）U=m3/(m2·h）∴符合要求2.4填料层高度的计算2.4.1传质单元高度HOG的计算HOG=其中KY