黃鴻林化工原理課程設(shè)計(jì)--均相物系分離系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-水吸收s(編輯修改稿)
2025-07-10 21:53 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 1300。 ④吸收塔的橫截面面積 A 為： A=π（ D＇ /2） 2=（ ） 2= G=G2/A=（ m2s） 將 G 代入到（ 2）式中，得到： HOG=所以：填料層高度為： h=HOGNOG= = 解吸方法 將吸收液中溶質(zhì)分離的過(guò)程叫做解吸過(guò)程，是吸收的逆過(guò)程。解吸的方法主要有加熱解吸、惰性氣體解吸、減壓解吸和化學(xué)解吸四種。 （ 1）減壓解吸適用于吸收過(guò)程為加壓吸收的流程中，化學(xué)解吸則會(huì)帶來(lái)一定的雜質(zhì)，影響溶劑的回收。同時(shí)，考慮到減壓解吸要用到更多的設(shè)備和能源，化學(xué)解吸需要購(gòu)置更多的原料，這都將使得生產(chǎn)成本升高。故，我們多采用加熱解吸和惰性氣體解吸的方法。 （ 2）加熱解吸因?yàn)樾枰捎帽任者^(guò)程更高的溫度，所以廣泛的使用在常溫吸收過(guò)程中。通常采用直接蒸汽加熱或者間接蒸汽加熱，能耗比減壓法要小。 （ 3）惰性氣體解吸是通入空氣等不溶于溶劑的氣體，將溶質(zhì)氣體帶出的方法，也叫做汽提法。這種方法消耗的能源少，循環(huán)生產(chǎn)的能力更強(qiáng)，帶來(lái)的污染也少。缺點(diǎn)在于富集后的氣體物料屬于混合物，在某些生產(chǎn)環(huán)節(jié)需要進(jìn)行進(jìn)一步的分離，但是考慮到我們這里所涉及的溶質(zhì)為 SO2，故可以將富集后達(dá)到一定高的 SO2濃度的氣體物料用于硫酸的生產(chǎn)。 解吸條件 加熱解吸中，最重要的操作條件是溫度，在此提供一點(diǎn)建議。 如圖 32 為解吸溫度與解吸效果的關(guān)系曲線，富液的初始溫度為20℃。 圖 32 解吸溫度與解吸效果的關(guān)系曲線 可以看出，隨著溫度的升高， SO2 的解吸量是增加的，在溫度達(dá)到 60℃時(shí)，只要時(shí)間足夠長(zhǎng)， SO2解吸量會(huì)逐漸增多。但是當(dāng)溫度達(dá)到 90℃時(shí)，溶液發(fā)生了沸騰現(xiàn)象。所以溫度過(guò)高也不好，當(dāng)溫度超過(guò) 90℃時(shí)，溶液會(huì)大量蒸發(fā)而造成吸收劑的損失。實(shí)驗(yàn)表明，適宜的解吸溫度為 50℃～ 60℃ [12]。 第 4 章 設(shè)備設(shè)計(jì) 下面的是一個(gè)具有兩個(gè)填料段的填料吸收塔結(jié)構(gòu)圖，展示了各個(gè)構(gòu)件的安裝位置。 圖 41 填料塔結(jié)構(gòu)圖 板 填料的選則 關(guān)于填料的選擇，我們?cè)诘诙碌牡? 小節(jié)中已經(jīng)提到，在此不再贅述。 填料層流體力學(xué)條件 ①泛點(diǎn)：絲網(wǎng)波紋填料泛點(diǎn)不明顯，故可以用下式進(jìn)行計(jì)算： uF=ueF√ ??.?????? γ g 為氣體密度 ，單位為 kg/m3： PV=nRT=????RT 則 γ g=?? = ?? =（ 100000 ） /（ 293） =ueF=uF=√ ()=②對(duì)于波紋填料塔，空塔氣速一般取為泛點(diǎn)氣速的 75%，故空塔氣速為： u=uF 75%=③按照下面公式初估塔徑，初估塔徑后，按照國(guó)內(nèi)公稱直徑標(biāo)準(zhǔn)（ JB 1153— 73）進(jìn)行圓整。直徑 1m 以下，間隔為 100mm；直徑 1m以上，間隔為 200mm。 D＇ =√ （ . ） Vs 為氣體體積流量， m3/s； u 為空塔氣速； D＇為初估塔徑， m； D＇ =√ ((*))==1080mm 按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)考慮到塔高的因素，此時(shí)塔徑應(yīng)該 圓整到1300。 圓整后的實(shí)際空塔氣速應(yīng)為： u=Vs/(D＇ 2 )=uF=④壓降：波紋填料的壓降一般由制造廠來(lái)提供。從相關(guān)手冊(cè)來(lái)看，塑料絲網(wǎng)波紋填料的每塊理論板壓降為 60Pa。 我們前面得到的總填料層高度為 h=，而對(duì)于塑料絲網(wǎng)波紋填料 BX，每米填料的理論板數(shù)約為 5。則總壓降為： P 壓降 = 5 60/1000= 前面規(guī)定，此時(shí)的操作處于常壓下，故壓降所占百分比為： δ 降 = 100%=% 可以看到，壓降很小，可以忽略，即壓降不影響到塔內(nèi)的吸收過(guò)程。 ⑤波紋填料的持液量較小，且目前還沒(méi)有成熟的關(guān)聯(lián)式，一般文獻(xiàn)描述為填料容積的 5%[13]。 填料容積為： V=h A= = 故持液量 Ht 為： Ht=V 5%= 5%= ⑥填料層分段 液體沿填料層下流時(shí)，有逐漸向塔壁方向集中的趨勢(shì)，形成壁流效應(yīng)。壁流效應(yīng)會(huì)造成填料層氣液分布不均勻，使得傳質(zhì)效率降低。因此，每隔一定的填料層高度，需要設(shè)置液體收集再分布裝置，即將填料層分段。 按照推薦，規(guī)整填料的 分段 高度 h= 現(xiàn)有填料層總高度為 ，則 應(yīng)分為 6 層 塔內(nèi)構(gòu)件的設(shè)計(jì) (1)填料層頂部壓板 我們選用了塑料填料，故在此選用固定式壓板 [14]。 （ 2）支承板 支承板承擔(dān)板上填料的重力和填料的持液量，開(kāi)孔面積接近于填料的孔隙率。 考慮到此塔高度較高，則選擇瓦楞形的支承板來(lái)增大強(qiáng)度，如 圖42： 圖 42 支承板 此塔中填料的材質(zhì)為聚丙烯，聚丙烯填料的平均密度為ρ=120kg/m3 填料體積 V=h A= = 則填料的質(zhì)量為： M=Vρ = 持液量 Ht=，則質(zhì)量為 Mt= 共有 六 段填料，故每塊支承板此時(shí)至少要承重： M 總 =（ +） /6= 每段填料使用一塊支承板，共 六 塊。
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