【正文】 L? = 10?5Pa?s 氣體質(zhì)量流量：hkgPPTTW GV / ???????????? ? 液體質(zhì)量流量： hkgLW L / ????? hkgLW L / 7 0 1 3 ????? hkgLW L / 8 4 1 6 ????? 由關(guān)聯(lián)式解得泛點(diǎn)速度： 1fu = ， 2fu =， 3fu =對于散裝填料，其泛點(diǎn)率的經(jīng)驗(yàn)值為： / 0. 5 ~ 0. 85fuu ? ，取泛點(diǎn)率為 得氣速為： u1 = uf1 = m/s， u2 = uf2 = m/s u3 = uf3 = m/s 操作條件下的氣體流量： smVS / ?????， 可由式 4 sVDu??? ? 計(jì)算得塔徑： 12 D1 = √ 4= ， D2 = √ 4= ， D3 = √ 4= 由于計(jì)算出的塔徑不是整數(shù)，要按國家壓力容器公稱直徑標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行圓整。 填料塔的液體噴淋密度是指單位時(shí)間，單位塔截面上液體的噴淋量，其計(jì)算式為： D?， 其中 hL 為液體噴淋量。從經(jīng)濟(jì)方面考慮來說，第一組數(shù)據(jù)的水用量的經(jīng)常費(fèi)用最少，而填料費(fèi)用和泵所需的功率應(yīng)較其他幾組要更高。 根據(jù)公式： 2( ) 1 0LLVTVGPh ??? ?? ? ?， 其中 10T? ???， 10? ???； 氣體質(zhì)量流速： GV = = = ? h ， 液體質(zhì)量流速： L = = = ? h ， 填料層高度： h = ∴填料層壓降為： ?P = 10?6 (2 )1010?2 = 17 第四章 附屬設(shè)備的選型和計(jì)算 液體噴淋裝置 液體初始分布器設(shè)置于填料塔內(nèi)填料層頂部，用于將塔頂液體均勻分布在填料表面上，液體初始分布器性能對填料塔效率影響很大，特別對于大直徑，低填料層的塔，尤其需要性能良好的初始分布器。 圖 3：液體分布器（ a）噴頭式（ b）盤式篩孔型（ c）盤式溢流型（ d）槽管式（ e）環(huán)管式（ f）槽式（ g）槽盤式 18 液體分布器的性能主要由分布器的布液點(diǎn)密度，各布液點(diǎn)的布液均勻性決定，設(shè)計(jì)液體分布器主要是確定決定這些參數(shù)的結(jié)構(gòu)尺寸。 主槽為矩形敞開槽，其長度由塔徑和分槽的數(shù)量及間距決定，其高度由最大液體留下所需的液位高度決定。分槽高度大約為最大液位高度的 倍。 19 溢流型分布器安裝于填料表面的限定器以上，距填料表面距離約為 50mm。 對于散裝填料，根據(jù)《化工原理課程設(shè)計(jì)》表 49 可查得一般推薦的分離段高度值，對于填料類型為階梯環(huán)，其填料層高度與塔徑之比為 h/D=8— 15 處分段，而本設(shè)計(jì)中 h D? = 8,故不用分段，也無需液體再分布器。 考慮到氣相接管所占的空間高度 ,底部空間高度可取 2m。（ 2）足夠的開孔率（一般要大于填料的空隙率），以防止首先在支撐處發(fā)生液泛；為使氣體能順利通過，對于普通填料塔，支承件上的流體通過的自由截面積為填料面的 50%以上，且應(yīng)大于填料的空隙率。（ 3）結(jié)構(gòu)上應(yīng)有利于氣液相的均勻分布，同時(shí)不至于產(chǎn)生較大的阻力（一般阻力不大于20Pa）；（ 4)結(jié)構(gòu)簡單，便于加工制造安裝和維修。選擇原因是：駝峰形支撐板裝置適合于散堆填料支撐，一般用于直徑在 以上的大塔，本設(shè)計(jì)中的塔徑為 ，選用較為合適。另一類是將填料限定裝置固定在塔壁上，稱為床層限定板。但對于大塔徑低壓降填料塔來說，設(shè)置性能良好的氣相分布裝置仍然是十分重要的。氣體通過除沫器的壓降約為120 ~ 250Pa ，絲網(wǎng)除沫器直徑由氣體通過絲網(wǎng)的最大氣速?zèng)Q定。 泵的選擇 入口水的體積流量為： 22 VL = L（ kmol/h） MρL 3600= 3600 = ，由《化工原理》（上冊）表 可知，水在管道中的常用流速范圍在 1~3 /ms。逆流操作 傳質(zhì)推動(dòng)力比較大，傳質(zhì)速率快，分離效率高，吸收劑利用率高，可降低吸收塔所需的傳質(zhì)面積。故二氧化碳的回收方案很合理。填料材質(zhì)選擇了最常用也最常見的聚丙烯材料，主要是考慮到其價(jià)廉，質(zhì)輕，但其表面的潤濕性能較差。 （ 7）在選擇液體分布裝置時(shí)，主要考慮到本設(shè)計(jì)中高液量，易堵塞的情況，而選定了二級槽式溢流型分布器，這樣的分布器結(jié)構(gòu)簡單，以裝卸，選用應(yīng)該較為合理。 主要符號說明 23232233/////// ( )twLDOGOGLvwfa m ma m mdsgshmHmHmNksLsL m smP?????????????????填 料 的 總 比 表 面 積 填 料 的 潤 濕 比 表 面 積 填 料 直 徑 mD 塔 徑 mD 液 體 擴(kuò) 散 系 數(shù) m重 力 加 速 度 m填 料 層 分 段 高 度 塔 頂 空 間 高 度 氣 相 總 傳 質(zhì) 單 元 高 度 氣 相 總 傳 質(zhì) 單 元 數(shù)液 膜 吸 收 系 數(shù) m液 體 體 積 流 量 m潤 濕 速 率 m相 平 衡 常 數(shù) ， 無 因 次壓 力 降 Pau 空 塔 速 率 m/su32U / ( )mh?泛 點(diǎn) 速 率 m/s 噴 淋 密 度 m 27 232m in3L3()/ ( )VW k gW k gXYZLhvU m hU m hyLV?????????????液 體 質(zhì) 量 通 量 kg/最 小 噴 淋 量 m 氣 體 體 積 流 量 m / h 液 體 質(zhì) 量 流 量 / s 氣 體 質(zhì) 量 流 量 / s x 液 相 摩 爾 分 數(shù) 氣 相 摩 爾 分 數(shù) 液 相 比 摩 爾 分 數(shù) 氣 相 比 摩 爾 分 數(shù) 填 料 層 高 度 m 空 隙 率 ， 無 因 次 粘 度 P a s 密 度 kg/m表 面 張 力 N/m液 相氣 相 參考文獻(xiàn) 1.《化工原理》第二版上下冊 葉世超 夏素蘭 易美桂 科學(xué)出版社 2.《化工原理課程設(shè)計(jì)》 王國勝 大連理工大學(xué)出版社 3.《工程熱力學(xué)》 第二版 畢明樹 馮殿義 馬連湘 化工工業(yè)出版社 4.《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》 匡國柱 史啟才 主編 化學(xué)工業(yè)出版社 5.《化工原理課程設(shè)計(jì)》 馬江權(quán) 冷一欣 等編 中國石化出版社 6.《化工原理設(shè)計(jì)導(dǎo)論》成都科技大學(xué)《化工原理設(shè)計(jì)導(dǎo)論》編寫組 編 成都科技大學(xué)出版社 7.《物理化學(xué)教程》 周魯 主編 科學(xué)出版社 8.《化工工藝設(shè)計(jì)手冊》 中國石化集團(tuán)上海工程有限公司 化學(xué)工業(yè)出版社 9.《合成氨工學(xué)》第三卷 姜圣階 石油化學(xué)工業(yè)出版社 。 （ 8）在本設(shè)計(jì)中，塔的直徑和管道的直徑，都在計(jì)算出數(shù)值后以國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了圓整和重新校核，采用的所有設(shè)備零件都是國家標(biāo)準(zhǔn)，不用特制，更加易得且方面維修和拆換。 由于本人缺乏經(jīng)驗(yàn)和一些專業(yè)常識，并不了解在特定的高壓下水吸收二氧化碳，什么因素應(yīng)該成為考慮重點(diǎn) ，一般選用什么填料等，因此在選用填料這一環(huán)節(jié)比較薄弱。由于考慮到： 倍最小液氣比計(jì)算出的塔高塔徑更為合理，更大的塔徑其內(nèi)部氣液分布不如小塔徑分布得均勻；且液氣比小，其吸收劑的用量小，也更加經(jīng)濟(jì)，因此得出液氣比為最小液氣比 的 倍時(shí)的計(jì)算結(jié)果最佳，而被采用。由于處理量并未很大，也無需多塔串聯(lián)?？伤愕盟韫軆?nèi)徑為： d = √ = √ = 由《化工原理》（上冊）附錄 21 查得，選取采用普通熱軋無縫鋼管，外徑為273mm，壁厚為 ，則可得內(nèi)徑為： 27 3 6. 5 2 26 0d mm? ? ? ?，則管中實(shí)際流速為： u = = = 可求得管中的雷諾數(shù)： Re = duρμ = 10?5 ≈ 840631 可知 Re4000，處于湍流區(qū) 由《化工原理》（上冊）表 查得具有輕微腐蝕的無縫鋼管的絕對粗糙度?? ，∴相對粗糙度 / 0. 3 / 26 0 0. 00 12d mm mm? ?? 由《化工原理》（上冊）圖 ，可查得， λ = 局部阻力損失：三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)截止閥全開 1 3 ? ? ? ? ， 2 3 5 5? ? ? ? 則，管路總壓頭損失為： 2()2f luH dg??? ? ??? 其中長度近似取為塔高： l = ， 將數(shù)據(jù)代入得： ∑Hf = ( + + ) 22 = 由水進(jìn)口到出口截面列伯努利方程有： 221 1 2 212Lfu p