【文章內容簡介】 3 堆積密度ρ p Kg/m3 干填料因子φ m1 50 50 25 10740 143 吸收劑的選擇 對于吸收操作，選擇適宜的吸收劑，具有十分重要的意義。其對吸收操作過程的經(jīng)濟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對溶質的溶解度大。 2對溶質有較高的選擇性。 。 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，提高傳質速率。 6吸收劑應具有良好化學穩(wěn)定性好，不易燃，無腐蝕性，無毒，易 得，廉價等特點。 用水吸收丙酮屬易溶氣體的吸收過程為提高傳質效率，選用逆流吸收過程。因用水作吸收劑，若丙酮不作為產(chǎn)品，則采用純溶劑；若丙酮作為產(chǎn)品，則采用含一定丙酮的蘭州交通大學畢業(yè)設計 9 水溶液?，F(xiàn)以純溶劑為例進行設計。對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、流動阻力小、傳質效率高，故此選用 DN50 聚丙烯階梯環(huán)填料。 本設計采用水做吸收劑。 2. 設計計算 基 礎 物 性數(shù) 據(jù) 液相物性數(shù)據(jù) 對低濃度 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 [ 1 ] 查得， 25℃時水的有關物性資料如下： 密度為 L? =粘度為 0 .8 9 3 7 3 .2 1 7 3 / ( )L m P a s k g m h? ? ? ? ? 表面張力為 L? =查手冊 [ 2 ]丙酮在水中的擴散系數(shù)為 ： [ 3 ] LD 式中 LD ———— 丙酮在水中的擴散系數(shù)， 2ms T———— 溫度， K； ? ———— 溶液的黏度， Pas? ； BM ———— 容積的摩爾質量， /kg kmol ； A? ————— 溶質的摩爾體積， 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 ??????蘭州交通大學畢業(yè)設計 10 氣相物性數(shù)據(jù) 混合氣體的平均摩爾質量為 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）附錄五查得 30℃ 空氣的粘度為 v? =? 105 Pas? =(mh? ) 查手冊并計算得丙酮在空氣中的擴散系數(shù)為 DV = /s= /h VD ———— 擴散系數(shù)， 2/ms； P———— 總壓強， Pa ； T———— 溫度， K； ,ABMM———— 分別為 AB兩種物質的摩爾質量， kg/kmol； ,AB??———— 分別為 A， B兩物 質的分子體積， 3 /m kmol 化工單元操作設計手冊 (化學工業(yè)部化學工程設計技術中心站主編 )表 21 查得常壓下25℃時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 8 81 0 1 .3Em P? ? ? 溶解度系數(shù)： LSH EM??? ? =(kPa 3m? ) 物料衡算 進塔氣相摩爾比為 Y1 =11y1y = = 出塔氣相摩爾比為 蘭州交通大學畢業(yè)設計 11 Y2 =Y1 (1 A? )=? ()= A? —— 丙酮的回收率（ 99%） 進塔惰性氣體流量為 V= )( ????=該吸收過程屬低濃度吸收，平衡關系為直線，最小液氣比可按下式計算，即 12m in 12/YYLV Y m X??? ??? ??? 對于純溶劑吸收過程，進塔液相組成為 (VL )min = 0004 = 由題意知，操作液氣比為 ??min)( VLVL ? = 吸收劑進塔流量 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 算 塔徑計算 采用 Eckert 通用關聯(lián)圖計算泛點氣速。 氣相品質流量為 : wv =9000 ?? /h 液相品質流量可近似按純水的流量計算，即 Wl =18 ?? /h Eckert 通用關聯(lián)圖的橫坐標為 : ?? ）（）（ ?? 查通用關聯(lián)圖得 : 2 0 .0 1 6 8VFFLLu g ??? ?? ? 蘭州交通大學畢業(yè)設計 12 查散裝填料泛點填料因子平均值表得 10. 2170( ) 2 510 .1 6 8 2 .9 0 9 /FLFF V Lmgu m s由 化 工 單 元 操 作 設 計 手 冊 化 學 工 業(yè) 部 化 學 工 程 設 計 技 術 中 心 站 主 編 表 查 得???? ? ? ???????取 /Fu u m s? ? ? ?( 對 于 散 裝 填 料 , 其 泛 點 率 的 經(jīng) 驗 值 為 ?F ~) 由 D= 0 3 3 6 0 09 0 0 04u4 ????? SV 圓整塔徑，取 D= 泛點率校核： 4360090002?D?u=/s ??F %=56%(在允許范圍內 ) 填料規(guī)格校核： ??D 10(滿足要求 ) 液體噴淋密度校核： 對于直徑不超過 75mm 的散裝填料 ,取最小潤濕速為 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 化原下冊表 3—— 5 查得 :比表面積 : 2t ?? /m3 最小噴淋密度 :U 3tm inm in ???? ?）（ WL /m h2? U= 4w22ll???D?? U ? 經(jīng)以上校核可知，填料塔直徑選用 D=1400mm 合理。 蘭州交通大學畢業(yè)設計 13 填料 層 高度 計 算 *11Y mX? = = *22Y mX? =0 脫吸因子為 S= 8 ???LV