【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 吸收過(guò)程的工藝計(jì)算 17 其摩爾流量為： hk m olMLL L LOn / ????? ? 取 NHD 中的雜質(zhì)含量為 %，則真實(shí)所需的 NHD 為： ? ? hmL / 31 ???? 其摩爾流量為： hk m olMLq L LLn / , ????? ? 根據(jù)全塔的物料恒算，求出 2CO 在液相中的摩爾比為 ? ? ? ? ,21,21 ????????LnVn q YYqXX 其摩爾分?jǐn)?shù)為： 111 ????? XXx 從塔底流出的富液量為： hk m o lqLL coY / 2 7 4 82,12 ????? 凈化氣各組分含量由 2,2, 2iiGy G? 求出，列表 表 組成 CO2 CO H2 N2 CH4 合 計(jì) 含量 % 1 全塔的熱量平衡式為 : 1 1 2 2g L S g LQ Q Q Q Q? ? ? ? 河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 吸收過(guò)程的工藝計(jì)算 18 原料氣帶入的熱量 當(dāng)氣體壓力不高時(shí)，有 ? ?1 1 112 2 .4g g g oGQ C T T? ? ? 其中氣體的比熱容1 1, 1,ig g iC C y??，而1 1 123ig i i g i g i gC a b T c T d T? ? ? ?， 查將數(shù)據(jù)代入可得氣體中各組分的比熱容，列表 表 組 分 CO2 CO H2 N2 CH4 1,igC ? ?/kJ kmol k? ? ?kk m olkJC g ???? ???????? / ?原料氣帶入的熱量為： ? ?1 100000 8 . 4 8 2 9 3 2 7 3 7 5 7 1 4 2 . 8 6 /2 2 . 4gQ k J h? ? ? ? 單位時(shí)間內(nèi)氣體的溶解熱 單位時(shí)間內(nèi)氣體的溶解熱為 1YS COGQq?? 式中2COq為二氧化碳溶于 NHD 的溶解熱，2 3 3 7 9 2 /COq kJ km ol? ? hkJQS /202067 ??? 進(jìn)塔溶液帶入的熱量 進(jìn)塔溶液帶入的熱量 ? ?1 1 11L L L oQ L C T T? ? ? 式中1LC為 NHD 的比熱容， ? ?1 54 6 /LC kJ km ol K?? ? ? ? hkJQ L /4 8 9 2 9 2 1 92 7 32 9 85 4 4 81 ????? 河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 吸收過(guò)程的工藝計(jì)算 19 凈化氣帶出的熱量 由工程上操作可知?dú)怏w出塔溫度與操作溫度相同，則 ? ?2 2 222 2 .4g g g oGQ C T T? ? ? 其中氣體的比熱容2 2 , 2,ig g iC C y??，而2 2 223ig i i g i g i gC a b T c T d T? ? ? ?， 查將數(shù)據(jù)代入可得氣體中各組分的比熱容，列表 組 分 CO2 CO H2 N2 CH4 2,igC ? ?/kJ kmol k? ? ?kk m olkJC g ???? ???????? / ?凈化氣 帶出的熱量為： ? ? hkJQ g / ???? 塔底富液帶出的熱量 塔底富液帶出的熱量 ? ?2 2 22L L L o XQ L C T T Q? ? ? ? 式中 ? ?21 54 6 /LLC C k J k m ol K? ? ?， XQ 為單位時(shí)間已溶氣體的焓，則 ? ? ? ? hkJTTCGQ OggYX co / 22,2 ??????? 由1 1 2 2g L S g LQ Q Q Q Q? ? ? ?可以求出富液帶出的熱量為 hkJQ L / 0 5 9 0 5 12 ? ?富液的溫度 2T 為： KTCL TLXL 22 22 ????????? 溶液溫度升高了 4℃ 。 河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 吸收過(guò)程的工藝計(jì)算 20 塔徑及氣速的計(jì)算 塔內(nèi)氣體的密度 31 / mkgRTMPV ?????? 將進(jìn)塔氣換成操作壓力下的體積流量，中壓以下由 PV nRT? 可知 1221PVPV? , 則 hmPGPG / 00 31 1039。1 ???? 塔內(nèi)氣體的質(zhì)量流量為 hkgGq VVm / 339。1, ????? ? 塔內(nèi)氣體的質(zhì)量流量為 hkgllq Vm /1091 0 2 439。1, ????? ? 采用埃克特通用關(guān)聯(lián)圖計(jì)算泛點(diǎn)氣速，其橫坐標(biāo)為 , 4, 10 12. 57 8 10 1027mL Vm V Lqq ???? ? ?????? ??????? 查圖得縱坐標(biāo)為 2 0 .0 1 4VFFLLu g ?? ????? ????? 27℃時(shí)， 水的密度 399 6. 8 /W kg m? ? ， 則 9 9 6 .8 0 .9 71027WL?? ?? ? ? 查表知： DN50 塑料階梯環(huán) 1127F m??? ， 2311 4. 2 /ta m m? 2 0 . 21 2 7 0 . 9 7 1 2 . 5 7 4 . 3 0 . 0 1 49 . 8 1 1 0 2 7Fu ? ? ? ? ?? 解得 /Fu m s? 擬定操作空塔氣速 0. 6 0. 15 7 /Fu u m s?? 河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 吸收過(guò)程的工藝計(jì)算 21 由 39。14 1 0 9 7 . 2 1 . 5 7 33 6 0 0 0 . 7 8 5 0 . 1 5 7 3 6 0 0GDmu?? ? ??? 圓整取塔徑為 。 校核： 836501 8 0 0 ???dD 故所選填料規(guī)格適宜。 取 ? ?3m in( ) 0. 08 /WL m m h?? 最小噴淋密度 ? ?32m in m in( ) 0 .0 8 1 1 4 .2 9 .1 4 /WtU L a m m h? ? ? ? ? 操作噴淋密度 ? ?5, 22 324 1 . 9 1 0 9 2 . 0 60 . 7 8 5 1 0 2 7 1 . 6 /mLLqU D m m h?? ?? ? ?? ?? U minU 符合生產(chǎn)要求。 此時(shí)，實(shí)際操作空塔氣速 239。12 1 0 9 7 . 2 0 . 1 5 20 . 7 8 5 3 6 0 0 14 /360 60 .G su mD?? ? ??? 泛點(diǎn)率為 %%100* ??ufu 經(jīng)校核 D= 符合要求。 填料層高度的計(jì)算 取純?nèi)軇┑牧髁繛樽钚×髁康? 倍，則 hmolLn Ln / in, 1 ??? 由 ,min 121 2nnL YYYG Xm??? ? m= 2CO 的吸收因數(shù) 2, m i n 4 0 2 . 2 4 1 . 7 2 56 7 6 . 8 0 . 6 2nCOnLA Gm? ? ?? 河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 吸收過(guò)程的工藝計(jì)算 22 氣相總傳質(zhì)單元數(shù)為： 1 1 22 2 21 1 1 1 1l n l n 1121 1OGY Y m XNY A Y m X AA?????? ??? ? ? ????????? ????? ]))(1l n[ (ln 11 1 ???? ?? ????? = 2CO —— NHD 的擴(kuò)散系數(shù) 26802680 623000 .0 7 2 3 0 .0 7 2 3 9 .5 1 0 /TD e e c m s?? ?? ? ? ? ? ? 溶解度系數(shù) H 與相平衡常數(shù) m的轉(zhuǎn)換： ? ?231 1027 0 . 0 2 7 /1 . 4 1 0 2 6 0 0 . 6 2LLH k m o l m k P aP M m?? ? ? ?? ? ? 2CO —— NHD系統(tǒng)的液 膜擴(kuò)散系數(shù)與溫度的關(guān)系為 4 0 .0 1 8 4 0 .0 1 8 3 0 0 32 . 2 3 1 0 2 . 2 3 1 0 4 . 9 4 1 0 /TLk e e m s? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 對(duì)于物理的溶解過(guò)程，有 1 1 1G G LK k Hk??,在該系統(tǒng)有 ? ?3 5 20 . 0 0 4 5 4 . 9 4 1 0 2 . 2 7 1 0 /GGK H k k m o l m k P a s??? ? ? ? ? ? ? ? ?氣相總體積吸收系數(shù)為 ? ?531 1 4 0 0 2 .2 7 1 0 0 .0 3 1 7 8 /aYGK P K k m o l m s?? ? ? ? ? ? 氣相總傳質(zhì)單元高度為： mOH UKYqOG A vn 2, ????? 填料層高度為 ： mHNZ OGOG . ???? 塔厚度的計(jì)算 本 塔 選 用 低 合 金 鋼 ， 查 得 t=27 ℃ 時(shí) 的 許 用 壓 力河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 吸收過(guò)程的工藝計(jì)算 23 ? ? 163t MPa? ? ，低合金鋼單面腐蝕裕度取 2 1C mm? ，采用雙面對(duì)接焊縫，局部探傷，取 ?? ，則筒體的設(shè)計(jì)厚度為 ? ?1 21 1 . 4 1 6 0 0 1 9 . 1 22 1 6 3 0 . 8 5 1 . 42 id tPD C m mP? ?? ?? ? ? ? ?? ? ?? 圓整后取 10mm，負(fù)偏差 1 mm? ， 則塔體的名義厚度 1 9. 12 0. 9 10 .0 2nd C m m??? ? ? ? ? 塔體的有效厚度 12 10 .0 2 0. 9 1 8. 12en C C m m??? ? ? ? ? ? ? 塔壓降的計(jì)算 在計(jì)算塔徑時(shí)，由 Ecken 關(guān)聯(lián)圖可知其橫坐標(biāo)為 ，填料的降壓因子 127P m?? ? ，則縱坐標(biāo) 2 2 61 12 7 7 12 .57 14 1 10 27VP LLuY g ??? ??? ?? ? ? ? ?? ? ??? ??? 由 Ecken 關(guān)聯(lián)圖可知 222 /P mm H O m?? 填料， 21 10 .1 32 5m m H O P a? ， 則 39。 10 .1 32 5 10 .1 32 5 22 22 2. 91 5P P P a? ? ? ? ? ? 全塔的填料層降壓為 39。 22 2. 91 5 13 .4 7 30 02 .7 20P P D P a k P a? ? ? ? ? ? ? ? 輔助設(shè)備的計(jì)算和選型 ① 吸收塔氣體的進(jìn)料管管徑 進(jìn)塔氣流速為 smGGsv / 0 3600 , ??? 查得氣體在中壓下的流速為 15m/s，則管徑 39。 ,4 0 . 3 0 . 1 60 . 7 8 5 1 5VSGdmu?? ? ?? 河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 吸收過(guò)程的工藝計(jì)算 24 查表選用 219 28mm mm? ? 的無(wú)縫鋼管，其內(nèi)徑 219 2 28 163 mm m? ? ? ? ? 重新核算氣體在管內(nèi)的流速 24 0 .3 1 4 .4 /3 .1 4 0 .1 6 3Vu m s???? ②液體輸送管管徑 進(jìn)液管選用碳鋼管，則其管