碳酸丙烯酯(pc)脫碳填料塔的設(shè)計(jì)-wenkub
2022-09-08 06:05:22 本頁(yè)面
【正文】 ? ? ? ? ? ? 0 2 9 4 2 0 4 8 5/4 4 ????? ? Epxx （摩爾分?jǐn)?shù)） 2．根據(jù)吸收溫度變化的假設(shè)，在塔內(nèi)液相溫度變化不大，可取平均溫度 35℃下的 CO2在 PC中溶解的亨利系數(shù)作為計(jì)算相平衡關(guān)系的依據(jù)。 3. 培養(yǎng)學(xué)生能迅速準(zhǔn)確的對(duì)填料塔進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)計(jì)算的能力 4. 培養(yǎng)學(xué)生能用簡(jiǎn)潔的文字清晰的圖表來(lái)表達(dá)自己設(shè)計(jì)思想的能力 二、設(shè)計(jì)任務(wù) 碳酸丙烯脂（ PC） 脫出 CO2氣體填料吸收塔設(shè)計(jì) 三、設(shè)計(jì)條件 混合氣（變換氣）處理量 ： 40000 Nm3/h 進(jìn)塔混合氣體成分： 原始數(shù)據(jù)表（均為體積 %，下同 ) 進(jìn)塔吸收劑（碳酸丙烯酯 PC）入塔濃度，自定； 氣液兩相的入塔均選定為： 30℃ 出塔凈化氣中 CO2 濃度＜ % 操作壓力： 進(jìn)塔變換氣 CO2 CO H2 N2 合計(jì) 體積百分?jǐn)?shù) ,% 100 組分分壓， MPa 組分分壓， kgf/cm2 原始數(shù)據(jù)表 四、基礎(chǔ)數(shù)據(jù) （ PC）的物理性質(zhì) 正常沸點(diǎn)，（℃） 蒸汽壓 粘度， mPa s 分子量 204 30℃ 38℃ 20℃ 50℃ 溫度，（℃） 0 15 25 40 55 3 ρ （ kg/m3） 1224 1207 1198 1184 1169 ? ? C)k J /( k g ????? tc p （ PC）中的溶解度 溫度 t，（℃） 25 40 50 亨利系數(shù) E 在碳酸丙烯酯（ PC）中的溶解熱 可近似按下式計(jì)算（以2COHΔ表示） ? ? ??? ii BBH K J /k m o l,2COΔ 五、《 化工原理 》課程設(shè)計(jì)主要內(nèi)容 工藝及設(shè)備設(shè)計(jì) （ 1）設(shè)計(jì)方案和工藝流程的說(shuō)明 （ 2）填料吸收塔的工藝計(jì)算； 吸收劑用量求?。鹤钚∥談┯昧浚談┯昧?； 操作線方程； 填料塔徑求 ?。哼x擇填料，液泛速度，空塔氣速，塔徑及圓整，最小潤(rùn)濕速度求取及潤(rùn)濕速度的選取，塔徑的校正； 傳質(zhì)單元高度的求??； 傳質(zhì)單元數(shù)的求??； 填料層高度； 單位填料層壓降的求?。? 吸收塔高度計(jì)算； 液體分布；再分布及分布器的選型； 填料吸收塔的工藝流程圖； （ 3）填料吸收塔設(shè)備設(shè)計(jì) 填料吸收塔附屬結(jié)構(gòu)的選型與設(shè)計(jì)； 全塔高度：包括上、下封頭，裙座高度。即： ? ? 9 7 5 0 15 9 2 0 ?????E kPa CO2在 PC中溶解的相平衡關(guān)系， 即： glo g 22 COCO ??? TpX 式中：2COX為摩爾比， kmolCO2/kmolPC；2COp為 CO2的分壓， kgf/cm2； T 為 5 熱力學(xué)溫度， K。 s（ T 為熱力學(xué)溫度， K） ： 本次吸收采用逆流吸收的方法。 平均分子量： 入塔混合氣平均分子量： k g / k m o l3 6 2 7 1 ?????????mM 溶解氣體的平均分子量： k g / k m o l8 2 1 9 1 9 0 1 5 8 ?????????sM Nm3/m3PC 以 Nm3/m3PC 計(jì)， 各組分被夾帶的量如下： CO2： = Nm3/m3PC CO： = Nm3/m3PC H2： = Nm3/m3PC N2： = Nm3/m3PC Nm3/m3PC 各組分溶解量： CO2： Nm3/m3PC % CO： Nm3/m3PC % H2： Nm3/m3PC % N2： Nm3/m3PC 100% 夾帶量與溶解量之和： CO2： +=CO： += Nm3/m3PC % H2： += Nm3/m3PC % N2： += Nm3/m3PC % 8 以 321 VVV 、 分別代表進(jìn)塔、出塔及溶液帶出的總氣量，以 321 yyy 、 分別代表 CO2相應(yīng)的體積分率，對(duì) CO2作物料衡算有： V1 =26058 Nm3/ h 1 2 3V V V?? 332211 yVyVyV ?? 聯(lián)立兩式解之得 V3=V1(y1y2)/(y3y2)=40000 (－ )/(－ )=V2 = V1 V3 = Nm3/ h PC 循環(huán)量 因每 1 m3PC 帶出 CO2為 Nm3 ，故有： L=V3y3/=12136..75 操作的氣液比為 V1/L=40000/= CO2殘量為 Nm3/m3PC時(shí)凈化氣中 CO2的含量 取脫碳塔阻力降為 ，則 塔頂壓強(qiáng)為 = kgf/cm2，此時(shí) CO2的分壓為 0 9 6 0 1 2 ???COp kgf/cm2，與此分壓呈平衡的 CO2液相濃度為： glo g 22 COCO ??? TpX PC/1193/2 2 . 40 . 0 0 0 9 9 0 8 1/ k m o l P Ck m o l C o gl o g3233232COCO22??????????XX 式中： 1193 為吸收液在塔頂 30℃時(shí)的密度，近似取純 PC液體的密度值。否則，應(yīng)加大溶劑循環(huán)量以維持出塔溶液的溫度不超過(guò) 40℃?！妫? 進(jìn)出塔氣體的比熱容 Ck J / k m o 2 2 7 1 1???????????? ? ipipV yCC Cpv2=∑ Cpiyi = + + + = KJ/Kmol℃ ,據(jù)此算得： ?pLC kJ/kg CO2在 PC 中的溶解量為 =故 Qs=14654 = 1LT 設(shè)出塔氣體溫度為 35℃，全塔熱量衡算有： 帶入的熱量（ QV1+QL2） + 溶解熱量（ Qs） = 帶出的熱量（ QV2+QL1） Qv1=V1Cpv1(Tv1－ T0)=40000 30/=1683750 kJ/h QL2=L2CpL2(TL2－ T0)= 1193 30=Qv2=V2Cpv2(Tv2－ T0)= 35/=QL1=L1CpL1(TL1－ T0)= TL1=1724717 TL1kJ/h 式中： L1= 1193+( ) kg/h 1683750++=+1724717TL1 TL1=℃ ： 13 出塔氣相及其組成（ 35℃） V2=CO2 CO H2 N2 Nm3/h % QV2= 入塔液相及其組成（ 30℃） L2=CO2 CO H2 N2 227. Nm3/h % QL2= 入塔氣相及其組成（ 30℃） V1=40000Nm3/h CO2 CO H2 N2 26058 11600 600 18880 8920 Nm3/h % QV1=1093738kJ/h 出塔液相帶出氣量及其組成（ 40℃） L1=CO2 CO H2 N2 6946 11433 Nm3/h % 脫 碳 塔 溶解氣量及其組成（ 40℃） L1=CO2 CO H2 N2 11345 Nm3/h % Qs=1683750kJ/h 14 四、設(shè)備的工藝與結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算 uVD s?4? ? ? Fuu ~? 塔底氣液負(fù)荷大，依塔底氣液負(fù)荷條件求取塔徑 采用 Eckert 通用關(guān)聯(lián)圖法求取泛點(diǎn)氣速 Fu ，并確定操作氣速。 s（平均溫度 35℃時(shí)的值） 選 50gD mm塑料鮑爾環(huán)（米字筋），其濕填料因子 1m120 ??? ，空隙率 ?? ，比表面積 32 /?ta ， BainHougen 關(guān)聯(lián)式常數(shù) ?? KA ， 。 h） 。= ㎡ 因其他氣體的溶解度很小，故將其他氣體看作是惰氣并視作為恒定不變，那么，惰氣的摩爾流率 mV m 4 0 0 0 0 ( 1 0 .2 9 ) / ( 2 2 .4 3 6 0 0 ) 0 .0 4 3 8V ? ? ? ? ? ? ? 又溶劑的蒸汽壓很低，忽略蒸發(fā)與夾帶損失，并視作為恒定不變，那么有 L’ = 1193/( 3600 )=(m2 ?????????? ?????? ??????????? ???????? ??? akuuak LFL 19 aHkakaK LGG 111 ?? aKpa
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