【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 面處理來改善其表面濕潤(rùn)性能。 一般耐高溫，但不耐腐蝕，能在高溫、高壓及高沖擊強(qiáng)度下使用，應(yīng)用范圍廣通量大，氣體阻力小但價(jià)高且不容易清理。 根據(jù)填料材質(zhì)比較應(yīng)選：聚丙烯塑料的階梯環(huán)填料 規(guī)格為 50mm25 mm mm，其主要參數(shù)如下： 公稱直徑DN mm 外徑高厚 d h δ ,mm 比表面積α m2/m3 空 隙 率 ε % 個(gè)數(shù) n m3 堆積密度ρ p Kg/m3 干填料因子φ m1 50 50 25 94 10740 143 吸收劑的選擇 對(duì)于吸收操作，選擇適宜的吸收劑，具有十分重要的意義。其對(duì)吸收操作過程的經(jīng)濟(jì)性有著十分重要的影響。一般情況下，選擇吸收劑，要著重考慮如下問題： 1 對(duì)溶質(zhì)的溶解度大。 2 對(duì)溶質(zhì)有較高的選擇性。 。 4 再生性能好。 5 吸收劑的黏度小， 有利于氣液兩相接觸良好，提高傳質(zhì)速率。 6 吸收劑應(yīng)具有良好化學(xué)穩(wěn)定性好，不易燃，無腐蝕性，無毒，易得，廉價(jià)等特點(diǎn)。 用水吸收丙酮屬易溶氣體的吸收過程為提高傳質(zhì)效率，選用逆流吸收過程。因用水作吸收劑，若丙酮不作為產(chǎn)品，則采用純?nèi)軇?；若丙酮作為產(chǎn)品，則采用含一定丙酮的 9 水溶液?，F(xiàn)以純?nèi)軇槔M(jìn)行設(shè)計(jì)。對(duì)于水吸收丙酮的過程，操作溫度及操作壓力較低，塑料可耐一般的酸堿腐蝕，所以工業(yè)上通常選用塑料散裝填料。在塑料散裝填料中，階梯環(huán)填料氣體通量大、流動(dòng)阻力小、傳質(zhì)效率高，故此選用 DN50 聚丙烯階梯環(huán)填料。 本設(shè)計(jì) 采用水做吸收劑。 2. 設(shè)計(jì)計(jì)算 基 礎(chǔ) 物 性數(shù) 據(jù) 液相物性數(shù)據(jù) 對(duì)低濃度吸收過程，溶液的物性資料可近似取純水的物性數(shù)據(jù)。由手冊(cè) [ 1 ] 查得， 25℃時(shí)水的有關(guān)物性資料如下： 密度為 L? =粘度為 0. 89 37 3. 21 73 / ( )L m P a s k g m h? ? ? ? ? 表面張力為 L? =查手冊(cè) [ 2 ]丙酮在水中的擴(kuò)散系數(shù)為 ： [ 3 ] LD 式中 LD ———— 丙酮在水中的擴(kuò)散系數(shù)， 2ms T———— 溫度， K； ? ———— 溶液的黏度， Pas? ； BM ———— 容積的摩爾質(zhì)量， /kg kmol ； A? ————— 溶質(zhì)的摩爾體積， 3 /m kmol B? ———— 溶劑的締合因子（水為 ） LD = 910?? m2 /s= 610? m2 /h 1 6 1 / 2 1 / 20 . 61 . 1 7 3 1 0 BBAL MTD ?????? 10 氣相物性數(shù)據(jù) 混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為 mVM = iy? Mi =?58+?29= 混合氣體的平均密度為 mV?= RTPMVm = ?? = 混合氣體的粘度可近似取為空氣的粘度，由化工原理（上冊(cè)）附錄五查得 30℃ 空氣的粘度為 v? =?105 Pas? =(mh? ) 查手冊(cè)并計(jì)算得丙酮在空氣中的擴(kuò)散系 數(shù)為 DV = /s= /h= 10?? VD ———— 擴(kuò)散系數(shù)， 2/ms； P———— 總壓強(qiáng)， Pa ； T———— 溫度， K； ,ABMM———— 分別為 AB 兩種物質(zhì)的摩爾質(zhì)量， kg/kmol； ,AB??———— 分別為 A， B兩物質(zhì)的分子體積， 3 /m kmol 氣液相平衡數(shù)據(jù) 化工單元操作設(shè)計(jì)手冊(cè) (化學(xué)工業(yè)部化學(xué)工程設(shè)計(jì)技術(shù)中心站主編 )表 21 查得常壓下25℃時(shí)丙酮在水中的亨利系數(shù)為 [ 4 ] kPa? 相平衡常數(shù)為 2 1 1 .5 3 2 .0 91 0 1 .3Em P? ? ? 溶解度系數(shù)： LSH EM??? ? =(kPa 3m? ) 物料衡算 進(jìn)塔氣相摩爾比為 Y1 =11y1y = = 出塔氣相摩爾比為 11 Y2 =Y1 (1 A? )=?()= A? —— 丙酮的回收率（ 99%） 進(jìn)塔惰性氣體流量為 V= )( 7 3 7 3 ???? =該吸收過程屬低濃度吸收，平衡關(guān)系為直線，最小液氣比可按下式計(jì)算，即 12m in 12/YYLV Y m X??? ??? ??? 對(duì)于純?nèi)軇┪者^程，進(jìn)塔液相組成為 (VL )min = = 由題意知，操作液氣比為 ??m in)( VLVL ? = 吸收劑進(jìn)塔流量 L=?=V(Y1 Y2 )=L(X1 X2 ) 出塔液相組成 X1 =221 )( XL YYV ??= 填料塔的 工藝 尺寸的 計(jì) 算 塔徑計(jì)算 采用 Eckert 通用關(guān)聯(lián)圖計(jì)算泛點(diǎn)氣速。 氣相品質(zhì)流量為 : wv =8000 ?? /h 液相品質(zhì)流量可近似按純水的流量計(jì)算，即 1 18w? 9 5 3 .6 1 7 1 6 4 .8 1k g?? /h Eckert 通用關(guān)聯(lián)圖的橫坐標(biāo)為 : 0 . 5 0 . 5vlvlw 1 7 1 6 4 . 8 1 .2 5 0 .0 6w 1 0 0 0 0 9 9 7 .0 4 3?? ??（ ） （ ） 查通用關(guān)聯(lián)圖得 : 2 0 .2 0 .1 4VFFLLu g ??? ?? ? 12 查散裝填料泛點(diǎn)填料因子平均值表得 1170( ) 2 510 . 1 4 1 2 . 6 7 /FLFF V Lmgu m s???? ? ? ???????由 化 工 單 元 操 作 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 化 學(xué) 工 業(yè) 部 化 學(xué) 工 程 設(shè) 計(jì) 技 術(shù) 中 心 站 主 編 表 查 得 取 0 . 7 0 . 7 2 . 6 7 1 . 8 7 /Fu u m s? ? ? ?( 對(duì) 于 散 裝 填 料 , 其 泛 點(diǎn) 率 的 經(jīng) 驗(yàn) 值 為 ?F ~) 由 D=800044 3600 1. 23 mu 3. 14 ????? 圓整塔徑，取 D= 泛點(diǎn)率校核： 280003600 /4msD?? u 1 .4 4 1 0 0 % 5 4 %u 2 .6 6 5F ? ? ?(在允許范圍內(nèi) ) 填料規(guī)格校核： 1400 3 6 .8 4 1 0d 3 8D ? ? ?(滿足要求 ) 液體噴淋密度校核： 對(duì)于直徑不超過 75mm 的散裝填料 ,取最小潤(rùn)濕速為 3m in( ) 0 .0 8 /WL m m h?? 查常用 [ 5 ]散裝填料的特性參數(shù)表得 化原下冊(cè)表 3—— 5查得 :比表面積 : 2t ?? /m3 最小噴淋密度 :U 3tm i nm i n 3 ???? ?）（ WL /m h2? ll m i n22w 1 7 1 6 4 . 89 9 7 . 0 4 3 1 1 . 2 0 1 0 . 60 . 7 8 5 1 . 44UUD??? ? ? ? ?? 經(jīng)以上校核可知，填料塔直徑選用 D=1400mm 合理。 13 填料 層 高度 計(jì) 算 *11Y mX? = = *22Y mX? =0 脫吸因