【導讀】碳酸丙烯酯脫碳填料塔的工藝設計。學校上海工程技術大學

　　

【正文】 COTD ?2?? ?? = 105 ㎝ 2/s （ T— K；Lμ — mPa s； D— cm2/s） 取大值2 5 21 .1 7 1 0 c m /sC O P CD ? ?? （ 3）氣液兩 相的粘度 mGiGi T ??????? ??（純組分的粘度） uGCO2= 102()= s 同理： uGCO= mPa s uGH2= mPa s uGN2= mPa s 0Gi? 為 0℃、常壓下純氣體組分的粘度， mPas 。 m為關聯指數（見下表） smPa/0 ?Gi? m smPa/0 ?Gi? m CO2 102 H2 102 CO 102 N2 102 氣相： ? ?底頂 GGG ??? ?? 21 ? ?? ????iiiGiiG My My ?? （氣體混合物的粘度） =( + + + )/( + + + )= mPa s 液相： g ???? TL? mPa s = mPa s L = 2 .3 6 8 m P a s = 8 .5 2 4 / ( )k g m s? ?? （ 4）吸收液與填料的表面張力 23 吸收液： ??? = mPa s 填料：查教材，如聚乙烯塑料 33?c? mPa s OGN 作 CO2在 PC 中的相平衡曲線 XXXxyppTpXt???????11 1 4 4lglg 將計算結果列表如下： 氣相 CO2 的組成 y（摩爾分率） 氣相 CO2 的分壓 p（ kgf/cm2） 30℃對應的液相平衡組成 x 35℃對應的液相平衡組成 x 40℃對應的液相平衡組成 x y* = 00 因溫度變化不大，故取平均溫度下的數值作圖得一直線，這說明 CO 在 PC 中的溶解情況滿足亨利定律。但因操作關系不為直線，故仍需采用圖解積分或數值積分。 OGN 采用傳質單元數的近似簡化法計算 24 圖中數據源于下表數據， y、 x數據由操作線方程（ 1）計算而得。 y*由 y*= 計算而得。 00 y 102 x 102 y* 102 ??yy1 0 現采用 Smipson 公式求區(qū)域的面積 — 數值積分法（亦可采用圖解積分） ? ? ? ?? ?? ?? ?? ? ? ?? ? 1 6 10 0 9 1 6 5 41030 0 423 97531864202112????????????????????????????????????? ?fffffffffffnyyyydynyy 25 12 ?????? yy ???OGN 單元高度 OGH 計算 OGH ： 由于對于 PC， CO2為易吸收氣體，為氣膜控制 py g vK k k?? 0 . 7 1 / 3 2( ) ( ) ( )VVvvt V V VUk R T a D a dD?? ? ? ?? 0 . 7 1 / 3 2( ) ( ) ( )VVvt V V VUaDk a dR T D?? ? ? ?? 86 0 83 1 0 6 ?? ??? ???RTaD 0 7 0 83 6 0 0 6100 1 4 9 8 0 2 2 5 7 7 3 ???????????????????????????VVaU? 316531 ????????? ?? ?????????? ??vvvD? ? ? ? 2 ? ? ? ? ?? ??????????????????? adDURTaDkVVVVtVVV ? ??? 47 ?? ?????? pkk vy 0 3 9 7 0 6107 3 1 4 ????? ?akaK yy 4 ????? ?akVH ymOG m 填料層的有效傳質高度 OGOGNHH ? =? = 設計高度 H=? = 26 六、填料層的壓降 用 Eckert 通用關聯圖計算壓降 橫坐標： ???????????LGVL ?? （前已算出） 縱坐標： ? ? ?????????? LLGgu ???? 查圖得： ?fp? 30mmH2O/m 七： 附屬設備及主要附件的選型 操作壓力為 壁厚 ： 2 ?????? ?????? CppD id ??? 圓整后取 22mm 選用 22R 鋼板 2．液體分布器 液體分布器是保持任一橫截面上保證氣液均勻分布 。本次使用分布 較好的槽盤 式分布器。 它具有集液、分液和分氣三個功能，結構緊湊，操作彈性高，應用廣泛。 3．除沫器 除沫器用于分離塔頂端中所夾帶的液滴，以降低有價值的產品損失，改善 塔后動力設備的操作。此次設計采用網絲除沫器。 U= l 1 v 1v11 1 8 4 1 2 . 8 3K 0 . 1 0 7 1 . 0 2 m / s1 2 . 8 3???? ?? ? ? ? 除沫器直徑 muVd 5 7 6 0 0 4 843 6 0 042111 ?????????????? ??? 27 4．液體再分布器 液體向下流動時，有偏向塔壁流動現象，造成塔中心的填料不被潤濕，故使用液體再分布器，對鮑爾環(huán)而言，不超過 6m。 故在填料 3m 處裝一個再分布器。 本次使用截錐式再分布器。 5．填料支撐板 填料織成板是用來支撐填料的重量，本次設計使用最為常用的柵板。本次塔徑為 2600〉 1400mm，使用四塊柵板疊加，直徑為 850mm 6．塔的 頂部空間高度 塔的頂部空間高度指頂第一層塔盤到塔頂封頭的切線距離。為減少霧沫夾帶的液體量，一般取~，本次設計取 八 設計概要表 入塔混合氣體的質量流量 V’ 塔底吸收液的質量流量 L’ 入塔混合氣的密度 p 吸收液的粘度 s 填料因子 120m1 空隙率 比表面積 BainHougen 關聯式常數 A BainHougen 關聯式常 數 K uf u 塔徑 2500mm 噴淋密度 L 塔截面積 A 溶劑的摩爾流率 L (m2 s) 惰氣的摩爾流率 G (m2s) 28 CO2 在 PC中擴散系數 105 ㎝ 2/s 氣液兩相的粘度 s 吸收液與填料的表面張力 mPa s 聚乙烯塑料的表面張力 mPa s 氣相總傳質單元數 NOG 氣相總傳質單元高 度 HOG 設計高度 H 填料層的壓降 30mmH2O/m 塔體 壁厚 22mm 除沫器氣速 除沫器直徑 填料支撐板 850mm 頂部空間高度 九 對本設計評價 該實驗榮闊了填料塔的各種公式，讓同學在設計實驗的同時回憶并加深了對公式以及其他內容的記憶。該設計符合市場要求，能有效的投入生產并產生經濟效益，為同學們進入社會增加了經驗。做好該設計，必須大量查詢填料塔的資料，并對其有較深的理解。 參考文獻 （天 大教材） （第三版，上） 3.《 現代填料塔技術指南 》 王樹楹 中國石化出版社出版。 4.《大學工程制圖》 錢自強 林大鈞 蔡祥興 東華理工大學出版社 5.《填料塔》 唐盛偉 北京 化學工業(yè)出版社 6. 常用化工單元設備的設計 上海 華東理工大學出版社 7．化工設備機械基礎（第二版）華東理工出版社 —— 塔設備的機械設計 8． 化工原理課程設計 （第二版）大連理工大學出版社 —— 塔設備的設計 9．化工過程及設備設計 華南理工大學 化學工業(yè)出版社 —— 填料吸收塔裝置的設計 10． 《化工原理》（下冊 ） 夏清 陳常貴 主編 天津大學出版社 11.《化工原理》 陳敏恒 叢德滋 方圖南 齊鳴齋 化學工業(yè)出版社