【文章內(nèi)容簡介】 其組 成） 40℃ 組分 CO2 CO H2 N2 總量 溶解度， Nm3/m3PC 10859 溶解量， Nm3/m3PC 溶解體積流量 Nm3/h 溶解氣所占的百分?jǐn)?shù) % 出塔液相帶出氣量及其組成 40℃ 溶解量， Nm3/m3PC 體積流量 Nm3/h 溶解氣所占的百分?jǐn)?shù) % 入塔氣相及其組成 30℃ 體積流量 Nm3/h 11600 600 18880 8920 40000 溶解氣所占的百分?jǐn)?shù) % 出塔氣相的組成 35℃ 體積流量 Nm3/h 溶解氣所占的百分?jǐn)?shù) % 入塔液相及其組成 30℃ 體積流量 Nm3/h 溶解氣所占的百分?jǐn)?shù) % 100 三、 熱量衡算 在物料衡算中曾假設(shè)出塔溶液的溫度為 40℃，現(xiàn)通過熱量衡算對出塔溶液的溫度進(jìn)行校核，看其是否在 40℃之內(nèi)。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 40℃。具體計(jì)算步驟如下： 氣體的定壓比熱容 pVC 因未查到真實(shí)氣體的定壓比熱容，故借助理想氣體的定壓比熱容公式近似計(jì) 11 算。理想氣體的定壓比熱容： 32 TdTcTbaC iiiipi ???? ，其溫度系數(shù)如下表： 系數(shù) a B c d Cp1（ 30℃） Cp2（ 32℃） CO2 8 102 105 109 38 8 CO 3 102 106 109 18 H2 3 103 106 109 90 1 N2 0 102 106 109 18 8 表中 Cp的單位為（ kcal/kmol℃） /（ kJ/kmol℃） 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℃ pLC 溶解氣體占溶液的質(zhì)量分率可這樣計(jì)算： 質(zhì)量分率為 ? ? % 1 1 8 4 8 2 1 ???? 其量很少，因此可用純 PC 的比熱容代之。本設(shè)計(jì)題目中 ? ?1 .3 9 0 .0 0 1 8 1 1 0plCt? ? ? kJ/kg℃ ? ? ? ?1 1 . 3 9 0 . 0 0 1 8 1 1 0 1 . 3 9 0 . 0 0 1 8 1 4 0 1 0 1 . 4 4 4 k J / k g CpL ? ? ? ? ? ? ? ?? 12 ? ? ? ? Ck J / k 0 1 8 0 1 8 ????????? tC pL 文獻(xiàn)查得 tC pL 0 0 0 9 8 6 4 9 ?? kJ/kg℃ ,據(jù)此算得： ?pLC kJ/kg℃； ?pLC kJ/kg℃ 本設(shè)計(jì)采用后者。 的溶解熱 sQ 1 2 9 9 ????H? kJ/kmolCO2 文獻(xiàn)查得 146542CO ?H? kJ/kmolCO2（實(shí)驗(yàn)測定值） 本設(shè)計(jì)采用后者。 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。 入塔混合氣體的質(zhì)量流量 : 39。 = = k g /hV ??（ 4 0 0 0 0 2 2 . 4 ） 2 0 . 3 6 8 3 6 3 7 1 . 4 2 9 注： 為入塔混合氣體的平均分子量 為出塔混合氣體的平均分子量 k g / k m o l3 6 2 7 1 ?????????mM Mm2 = 44? +28? +2? +28?= 塔底吸收液的質(zhì)量流量 : 39。 1828203. 785kg/ hL ? 入塔混合氣的密度（未考慮壓縮因子） ? ? ? ? 361 k g / 3 1 4/?????? RTpM mV? 吸收液的密度 3kg/m1184?L? （ 40℃） 吸收液的粘度，依下式計(jì)算得到： o g ????????? TL? ?L? mPa s（平均溫度 35℃時的值） 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 ， 。 15 （ 1） 選用 Eckert 通用關(guān)聯(lián)圖法求解 Fu 關(guān)聯(lián)圖的橫坐標(biāo)：（ ? v/? l） ’ /V’ =()查 Eckert 通用關(guān)聯(lián)圖得縱坐標(biāo)值為 ，即： ? ? 1202084/1000 ????????????? FLLVF ugu ????? m/?Fu （ 2）選用 BainHougen 關(guān)聯(lián)式求解 Fu 8/14/1328/14/1321184235081184lg???????????????????? ???????????????????????????????????????????????????FLVLLVtFuVLKAagu?????? 14m/ m/??FFuu取 11 m / ~ u 根據(jù)設(shè)計(jì) u=2 求取塔徑 Vs=40000 ()()=D=(4 )= 本次設(shè)計(jì)取 D=3200mm 3 核算操作氣速 u=4Vs/ D2=4 178。=則操作氣體速 度取 u= 16 4 核算徑比 D/d=3200/50=6410― 15（滿足鮑爾環(huán)的徑比要求） 5 校核噴淋密度 采用聚丙烯填料表面 L 噴， min=（ MWR） at = =() （通常對于直徑不超過 75mm 的散裝填料，最小潤濕速率可取為 179。/（ m h） 。對于直徑大于 75mm 的散裝填料，可取為 179。/（ m h） ） L 噴 = )/(5 1 9 1 9 3 7 8 8 2 8 2 0 3 232 hmm ???? ?（滿足要求） 五、填料層高度的計(jì)算 塔截面積Ω == 178。= ㎡ 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