王志展畢業(yè)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-08-24 07:22 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 = kg/kmol溶解氣的質(zhì)量流量：帶出氣體的總質(zhì)量流量：+= 驗(yàn)算凈化氣中CO2含量，凈化氣中CO2的含量取脫碳塔阻力降為03kgf/cm2，則塔頂壓強(qiáng)為此時，CO2的分壓為： ，與此分壓呈平衡的CO2液相濃度為： 1192—吸收液在塔頂35℃時的密度，近似取純PC液體的密度計(jì)算結(jié)果表明，%，,本設(shè)計(jì)取值在其所需求的范圍之內(nèi)，故選值滿足要求 出塔氣體的組成出塔氣體的體積流量應(yīng)為入塔氣體的體積流量與PC帶走氣體的體積流量之差： CO2：40000110969=℅CO：40000=℅H2：40000=℅N2：40000=℅CH4：40000=3830372Nm3/h ℅ 出塔氣的平均摩爾質(zhì)量：出塔氣的質(zhì)量流量：LV2=28722247。= 熱量衡算 在物料衡算中假設(shè)出塔液相的溫度為37℃,出塔氣相的溫度為35℃，現(xiàn)通過熱量衡算對假設(shè)的溫度進(jìn)行校核。 混合氣體的定壓比熱容CPV 真實(shí)氣體的定壓比熱容難以查到，氣體的壓力并不很高，所以借助理想氣體的定壓比熱容公式近似計(jì)算，計(jì)算公式為：CPi=ai+biT+ciT2+diT3,其溫度系數(shù)如下表3：CP的單位為（kcal/kmol﹒℃）/(KJ/ kmol﹒℃)表3 各氣體組分定壓比熱容公式中的溫度系數(shù)組分溫度系數(shù)定壓比熱容abcdCP1(37℃)CP2(35℃)CO2102105109CO102106109H2103106109N2102106109CH4102106109CPV1==++++ =﹒℃CPV2==++++ =﹒℃ 液體的比熱容CPL 溶解氣體占溶液的質(zhì)量分率： =1187—35℃純PC的密度其量很少，因此可用純PC的密度代替溶液的密度文獻(xiàn)[4]查得純PC的定壓比熱容與溫度的關(guān)系式：CPL=+（t10）算得： 35℃時：CPL1= KJ/kg﹒℃37℃時：CPL2= KJ/kg﹒℃ CO2的溶解熱QS從[7]文獻(xiàn)查得 =14654kg/kmolco2 =CO2在PC中的溶解量為：=8602Nm3/h=故QS=14654=5627136KJ/h 出塔溶液的溫度TL1全塔物料衡算帶入的熱量（Qv1+ Qv2）+溶解熱量（QS）=帶出的熱量（Qv2+ QL1+ QV夾）原料氣帶入量Qv1=V1CPV1(TV1T0)=40000/35=1963750KJ/h溶劑帶入量溶劑中CO2殘余量：=57303kg/h QL2=L2CPL2(TL2T0)=(1154989+57303)35 =57674114 KJ/h溶解熱：QS=5627136KJ/h凈化氣帶出熱：Qv2=V2CPV2(TV2T0)=28722/35 =1310441 KJ/h富液帶出熱：QL1= L1CPL1(TL1T0) L1=1154989++= kg/h所以，QL1= TL1= TL1 KJ/h夾帶熱：QV夾=(TL1T0)=熱量平衡： 1963750+57674114+5627136=1310441+ TL1 得：TL1=℃ 所以，QV夾= KJ/hQL1=1963750+57674114+=63944218 KJ/h求得溫度與假設(shè)相近，可以接受 最終衡算結(jié)果輸入項(xiàng)入塔氣及其組成（35℃）V1=40000Nm3/h=40000/=Qv1=1963750 KJ/h =CO2COH2N2CH4Nm3/h40000100%入塔液及其組成（35℃）L2=1154989+=QL2=57674114kg/hCO2COH2N2CH4Nm3/h————CO2的溶解熱VCO2=9602Nm3/h=QS=5627136KJ/hGi=V1+L2=1189150kg/h Qi= Qv1+QL2+QS=65265000KJ/h輸出項(xiàng)出塔氣及其組成（～35℃）V2=Qv2=1310441KJ/h =CO2COH2N2CH4Nm3/h28722100%出塔液及溶解氣組成（37℃） L1=QL1=63944218KJ/h =CO2COH2N2CH4Nm3/h100%出塔液夾帶氣組成（37℃）V夾=QV夾==CO2COH2N2CH4Nm3/h100%G0=V2+L1= kg/h Q0=QV2+QL1+QV夾=65265000 KJ/h 總結(jié)（1）通過對脫碳填料塔的物熱衡算知，碳酸丙烯酯脫碳為高濃度、多組分、非等溫的物理吸收過程，PC除了要吸收CO2外，對其他氣體都有不同程度的溶解吸收作用，因CO、HNCH4等氣體在PC中的溶解度比CO2小得多（其總量不超過5%）故可以將多組分吸收的問題簡化為單組分吸收的計(jì)算，所致誤差工程上可以接受（2）CO2在PC中的溶解熱不能被忽略，因此，在吸收塔內(nèi)存在一個溫度分布，在塔的各個截面上，其相平衡常數(shù)各不相同，塔內(nèi)的溫度分布可通過物熱衡算算出。（3）在衡算過程中，雖然有些簡化假設(shè)，但衡算結(jié)果與生產(chǎn)實(shí)際基本相符，所以可作為吸收塔設(shè)計(jì)的計(jì)算依據(jù)。四 主設(shè)備計(jì)算工業(yè)上使用填料塔較普遍，本工藝計(jì)算方法按填料塔計(jì)算經(jīng)比較，選DG50mm聚丙烯階梯環(huán)（米字筋），查文獻(xiàn)[5]，得：A=，干填料因子=, 比表面積at=已知條件；進(jìn)塔變換氣量40000Nm3/h 物性數(shù)據(jù)混合氣體的重度： 式中—混合氣體的密度，kg/m3T0—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下溫度，T—混合氣體溫度，KP—混合氣體壓力，atmZn—壓縮系數(shù)，Zn =1Mi—混合氣體中i氣體分子量Yi —i氣體在混合氣體中的mol%==混合氣體的粘度： —i氣體粘度，cp—i氣體在0℃，常壓時的粘度，cpm—關(guān)聯(lián)式指數(shù)0℃時常壓氣體的粘度如下表：氣體CO2COH2N2CH4(mpa﹒s)102102102102關(guān)聯(lián)式指數(shù)m如下表：氣體CO2COH2N2CH4m值計(jì)算得：=102mpa﹒s =102mpa﹒s =102mpa﹒s =102mpa﹒s =102mpa﹒s=102得：=102 =102=102=102=102= 得：= == = =所以 ==102 mpa﹒s二氧化碳的擴(kuò)散系數(shù)：先由雙元擴(kuò)散系數(shù)關(guān)聯(lián)式求出CO2氣體在i氣體中的擴(kuò)散系數(shù)，然后再求CO2在混合氣體中的擴(kuò)散系數(shù) 由公式： 式中：、—CO2氣體、i氣體的分子擴(kuò)散體積，見下表氣體CO2COH2N2CH4分子擴(kuò)散體積由表得： = = = =二氧化碳在氣體中的擴(kuò)散系數(shù)： =103m2/s計(jì)算得：= =
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