填料吸收塔设计

水吸收丙酮填料塔设计 设计用水吸收丙酮常压填料塔，其任务及操作条件为 ①混合气(空气、丙酮蒸汽)处理量： 1450 。 ②进塔混合气含丙酮 2.13％(体积分数)；相对湿度： 70％；温度： 35℃； ③进塔吸收剂(清水)的温度：25℃； ④丙酮回收率： 93％； ⑤操作压强： 常压操作。 [设计计算] 一、吸收工艺 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 的确定 采用常规逆流操作流程．流程说明从略。 二、物料计算 l. 进塔混合气中各组分的量 近似取塔平均操作压强为101.325kPa，故： 混合气量 n＝ 1450* * ＝ 57.38 (kmol／h) 混合气中丙酮量n ＝ 57．38×0.0213 ＝1.22 (kmol／h) m ＝ 1.22×58＝70.89 (kg／h) 查化工原理附录，35℃饱和水蒸气压强为5623．4Pa，则每kmoI相对湿度为70％的混合 气中含水蒸气量＝ =0.0404 kmol水气/ kmol（空气十丙酮） 混合气中水蒸气含量n＝ ＝2.23 （kmol／h） m＝2．23×18＝40.14 (kg／h) 混合气中空气量n＝57.38一1.22—2.23＝53.93（kmol／h） m＝53.93×29＝1563.97 (kg／h) 2．混合气进出塔的摩尔组成 ＝0.0213 = =0.00152 3．混合气进出塔的比摩尔组成 若将空气与水蒸气视为情气，则 情气量n＝53.93十2.23＝56.16 （kmol／h） m＝1563.97十40.14＝1604.11 (kg／h) ＝ ＝0.0217 (kmol丙酮／kmol情气) ＝ ＝0.00152 (kmol丙酮／kmol情气) 4．出塔混合气量 出塔混合气量n＝56.16十1.22*(1-0.93)＝56.25 （kmol／h） m＝1604.11十70.89*0.07＝1609.07 (kg／h) 三、热量衡算 热量衡算为计算液相温度的变化以判明是否为等温吸收过程，假设丙酮溶于水放出的热量全被水吸收，且忽略气相温度变化及塔的散热损失(塔保温良好)。 查手册，丙酮的微分溶解热(丙酮蒸气冷凝热及对水的溶解热之和)： =30230十10467．5=40697．5 (kJ／kmol) 吸收液(依水汁)平均比热容 ＝75．366 kJ／(kmol*℃)，依式5—6 对低浓度气体吸收，吸收液浓度很低时，依惰性组分及比摩尔浓度计算较方便，故式 5——6也可写为； ℃ 依上式，可在x＝0．000~0．01之间，设系列x值，求出相应x浓度下吸收液的温度 ，计算结果列于 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1第l，2列中。由表中数据可见，浓相浓度x变化0.001时，温度升高0.54℃，依此求取平衡线。 表1 各液相浓度下的吸收液温度及相平衡数据 X t E m Y* lgE 0 25 211.5 2.0873 0 2.325362 0.001 25.54 217.6 2.1475 0.0021475 2.337745 0.002 26.08 223.9 2.2097 0.0044194 2.350082 0.003 26.62 230.1 2.2709 0.0068127 2.362376 0.004 27.16 236.9 2.338 0.0093521 2.374625 0.005 27.7 243.7 2.4051 0.0120257 2.38683 0.006 28.24 250.6 2.4732 0.0148394 2.398991 0.007 28.78 257.7 2.5433 0.0178031 2.411109 0.008 29.32 264.96 2.615 0.0209196 2.423183 注：（1）气相浓度 相平衡的液相浓度X1＝0.0072，故取 ＝0.008； （2）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； （3）吸收剂为清水，x＝0，X＝0； （4）近似计算中也可视为等温吸收。 四、气液平衡曲线 由式5—2可知，当x＜0.1，t＝15~45℃时，丙酮溶于水其亨利常数E可用下式计算： 1gE＝9.171一[2040／(t十273)] 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5—17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5—17第5列。 根据X—y*数据，绘制X—Y平衡曲线OE如图1所示。 图1 气液平衡线与操作线(丙酮一水) 五、吸收剂(水)的用量Ls 由图1查出，当Y1＝0.0217时,X1*=0.008247,计算最小吸收剂用量 =56.16*(0.0217-0.00152)/ 0.008247 ＝ 137.42 (kmol／h) 取安全系数为1.8，则 Ls＝1．8×137.42＝247.4 (kmol／h) ＝247.4×18＝4453.2 (kg/h) 六、塔底吸收液浓度X1 依物料衡算式 ( )＝ （ ） =56.16（0.0217-0.00152）/247.4=0.0046 七、操作线 依操作线方程式 =（247.4/56.16）X+0.00152 Y=4.4X+0.00152 由上式求得操作线绘于图1中，如BT所示 八、塔径计算 塔底气液负荷大，依塔底条件(混合气35℃)，101.325kPa，查表1，吸收液27.16℃计 图2 通用压降关联图 算。 u =（0.6~0.8） 1.采用Eckert通用关联图法(图2)计算泛点气速 (1)有关数据计算 塔底混合气流量V’＝1563.97十70.89十40.14＝1675 (kg／h) 吸收液流量L’＝5099.4十1.22×0.93×58＝5165.2 (kg／h) 进塔混合气密度 ＝29*273/22.4/（273+35）＝1．15 (kg／ ) (混合气浓度低，可近似视： 查化工原理附录 吸收液密度 ＝996.7kg／ 吸收液黏度 ＝0.8543mPa.s 经比较，选Dg50mm塑料鲍尔环(米字筋)。查《化工原理》教材附录可得，其填料因子 =120 ，比表面积A＝106．4 (2)关联图的横坐标值 =0.105 (3)由图2查得纵坐标值为0.13 即 =0.0137 =0.13 故液泛气速 =3.08 2．操作气速 u＝0．6 ＝0.6×3.08 ＝1.85 (m/s) 3.塔径 = = 0.527 m=527mm 取塔径为0.6m(＝600mm) 4．核算操作气速 =1.425(m/s) < 5．核算径比 D／d＝600／50＝12，满足鲍尔环的径比要求 6．喷淋密度校核 依Morris等推专，d＜75mm约环形及其它填料的最小润湿速率(MWR)为0.08 ／(m·h),由式5一14： 最小喷淋密度 ＝0.08×106．4＝8．512 [ ／(m·h)] 因 ＝4453.2kg／h＝ ＝15．8[ ／(m·h)] 故满足最小喷淋密度要求。 九、填料层高度计算 计算填料层高度，即 Z＝ 1．传质单元高度 计算 = ，其中 = ， (1)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 及 ，再合并为 和 。 ①列出备关联式中的物性数据 气体性质(以塔底35℃，101.325kPa空气计) ＝1．15 kg／ (前已算出) ＝0.01885* EMBED Equation.DSMT4 (查化工原理附录) ＝1．09× EMBED Equation.DSMT4 （依翻Gilliland式估算) 液体性质(以塔底27．16℃水为准) ＝996．7 kg／ ＝0．8543× Pa·s =1.344* EMBED Equation.DSMT4 (以 式计算)，式中 为溶质在常压沸点下的摩尔体积， 为溶剂的分子量， 为溶剂的缔合因子。 ＝71．6× N／m(查化工原理附录) 气体与液体的质量流速： 4.38 1.65 塑料鲍尔环(乱堆)特性： ＝50mm＝0．05m A＝106．4 = =1.45（鲍尔环为开孔环） ②依式 = {-0.637}=0.471 故 = =0.471*106.4=50.1 （ ） ③依式 =1.95* (m/s) ④依式 EMBED Equation.DSMT4 =2.032* 故 =1.95* *50.1=9.77* (m/s) =2.032* *50.1=1.02* EMBED Equation.DSMT4 (2)计算 EMBED Equation.DSMT4 ＝ ，而 ，H= 。由于在操作范围内，随液相组成和温度 的增加，m (E)亦变，故本设计分为两个液相区间，分别计算 (I)和 (II) 区间I X＝0．004~0.002(为 (I)) 区间II X＝0.002~0 (为 (II)) 由表1知 ＝2．30* kPa , ＝ = =0.241 =2.18* kPa, = = =0.254 ＝1.405 =7.12 EMBED Equation.DSMT4 = .P=7.12 *101.325=0.0721 =1.383* =7.23 EMBED Equation.DSMT4 =7.23 *101.32=0.0732 (3)计算 0.766m 0.754m 2．传质单元数 计算 在上述两个区间内，可将平衡线视为直线，操作线系直线，故采用对数平均推动力法计算 。两个区间内对应的X、Y、Y*浓度关系如下： I II X 0.004~0.002 0.002~0 Y 0.01912~0.01032 0.01032~0.00152 Y* 0.009352~0.004419 0.004419~0 0.0077 =1.14 =0.0032 =2.75 3．填料层高度z计算 Z＝Z1十Z2＝ + ＝0.766×1.14十0.754×2.75＝2.95m 取25％富余量，则完成本设计任务需Dg50mm塑料鲍尔环的填料层高度z＝1．25×2.95=3.68m。 十、填科层压降计算 取图2(通用压降关联图)横坐标值0.105(前已算出)；将操作气速 (＝1．425 m/s) 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．则纵标值为： =0.031 查图2(内插)得 =24*9.81=235.4Pa/m 填料 全塔填料层压降 =3.68*235.4=866.3Pa 至此，吸收塔的物科衡算、塔径、填料层高度及填料层压降均已算出。关于吸收塔的物料计算总表和塔设备计算总表此处从略。 十一、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，可不设液体再分布器。 (2)塔径及液体负荷不大，可采用较简单的栅板型支承板及压板。 其它塔附件及气液出口装置计算与选择此处从略。 _1246307843.unknown _1246342057.unknown _1246344910.unknown _1246345923.unknown _1246346699.unknown _1246347283.unknown _1246371536.xls Chart3 0 0.04552 0.002147545 0.00152 0.0044194424 0.0068127313 0.0093520849 0.01202566 0.0148393782 0.0178031088 0.0209196151 0.0276239822 Y* X Y Sheet1 X t E m Y* lgE 0 25 211.5 2.0873427091 0 2.3253624161 0.001 25.5399994693 217.6 2.1475450284 0.002147545 2.3377448127 0.002 26.0799989385 223.9 2.2097211942 0.0044194424 2.3500824955 0.003 26.6199984078 230.1 2.2709104367 0.0068127313 2.3623757064 0.004 27.159997877 236.9 2.3380212189 0.0093520849 2.3746246854 0.005 27.6999973463 243.7 2.405132001 0.01202566 2.3868296708 0.006 28.2399968155 250.6 2.4732297064 0.0148393782 2.3989908991 0.007 28.7799962848 257.7 2.5433012583 0.0178031088 2.4111086052 0.008 29.3199957541 264.96 2.6149518875 0.0209196151 2.4231830225 0.01 30.3999946926 279.9 2.7623982235 0.0276239822 2.4472029147 0.0082474359 0.01 0.04552 0 0.00152 Sheet1 Y* X Y Sheet2 Sheet3 _1246378507.unknown _1246381340.unknown _1246388111.unknown _1246388255.unknown _1246382588.unknown _1246383613.unknown _1246382467.unknown _1246381125.unknown _1246381309.unknown _1246379167.unknown _1246380891.unknown _1246378870.unknown _1246373815.unknown _1246378070.unknown _1246373517.unknown _1246347554.unknown _1246347634.unknown _1246347633.unknown _1246347300.unknown _1246346763.unknown _1246346773.unknown _1246346741.unknown _1246346253.unknown _1246346416.unknown _1246346020.unknown _1246344947.unknown _1246345434.unknown _1246345451.unknown _1246345064.unknown _1246344919.unknown _1246343675.unknown _1246344379.unknown _1246344748.unknown _1246344139.unknown _1246344205.unknown _1246344267.unknown _1246344162.unknown _1246343875.unknown _1246343879.unknown _1246343809.unknown _1246343810.unknown _1246343688.unknown _1246343441.unknown _1246343624.unknown _1246343627.unknown _1246343513.unknown _1246343580.unknown _1246342385.unknown _1246343381.unknown _1246342372.unknown _1246312509.unknown _1246313813.unknown _1246314023.unknown _1246340597.unknown _1246341777.unknown _1246340387.unknown _1246313859.unknown _1246313925.unknown _1246314022.unknown _1246313887.unknown _1246313830.unknown _1246313583.unknown _1246313733.unknown _1246313812.unknown _1246313660.unknown _1246312636.unknown _1246313268.unknown _1246313581.unknown _1246312676.unknown _1246312543.unknown _1246309045.unknown _1246309333.unknown _1246309401.unknown _1246309450.unknown _1246309155.unknown _1246309198.unknown _1246309288.unknown _1246309086.unknown _1246308215.unknown _1246308332.unknown _1246308715.unknown _1246308238.unknown _1246308331.unknown _1246308107.unknown _1246308167.unknown _1246307897.unknown _1246274159.unknown _1246306363.unknown _1246307036.unknown _1246307461.unknown _1246307778.unknown _1246307818.unknown _1246307689.unknown _1246307499.unknown _1246307559.unknown _1246307224.unknown _1246307261.unknown _1246307172.unknown _1246306550.unknown _1246306912.unknown _1246306978.unknown _1246306980.unknown _1246306585.unknown _1246306697.unknown _1246306495.unknown _1246306529.unknown _1246306449.unknown _1246277875.unknown _1246286521.unknown _1246305793.unknown _1246305869.unknown _1246301961.unknown _1246304756.unknown _1246305561.unknown _1246286738.unknown _1246286826.unknown _1246286827.unknown _1246286642.unknown _1246286718.unknown _1246278200.unknown _1246281450.unknown _1246281599.unknown _1246282413.unknown _1246282070.unknown _1246281480.unknown _1246280983.unknown _1246281128.unknown _1246280677.unknown _1246280775.unknown _1246278163.unknown _1246276002.unknown _1246277770.unknown _1246277803.unknown _1246276113.unknown _1246274979.unknown _1246275532.unknown _1246274398.unknown _1246274567.unknown _1246271708.unknown _1246272992.unknown _1246273089.unknown _1246274144.unknown _1246274126.unknown _1246272212.unknown _1246272923.unknown _1246272972.unknown _1246272443.unknown _1246272195.unknown _1246268342.unknown _1246268389.unknown _1246265900.unknown