【正文】 主要符號(hào)說(shuō)明 23232233/////// ( )twLDOGOGLvwfa m ma m mdsgshmHmHmNksLsL m smP?????????????????填 料 的 總 比 表 面 積 填 料 的 潤(rùn) 濕 比 表 面 積 填 料 直 徑 mD 塔 徑 mD 液 體 擴(kuò) 散 系 數(shù) m重 力 加 速 度 m填 料 層 分 段 高 度 塔 頂 空 間 高 度 氣 相 總 傳 質(zhì) 單 元 高 度 氣 相 總 傳 質(zhì) 單 元 數(shù)液 膜 吸 收 系 數(shù) m液 體 體 積 流 量 m潤(rùn) 濕 速 率 m相 平 衡 常 數(shù) ， 無(wú) 因 次壓 力 降 Pau 空 塔 速 率 m/su32U / ( )mh?泛 點(diǎn) 速 率 m/s 噴 淋 密 度 m 27 232m in3L3()/ ( )VW k gW k gXYZLhvU m hU m hyLV?????????????液 體 質(zhì) 量 通 量 kg/最 小 噴 淋 量 m 氣 體 體 積 流 量 m / h 液 體 質(zhì) 量 流 量 / s 氣 體 質(zhì) 量 流 量 / s x 液 相 摩 爾 分 數(shù) 氣 相 摩 爾 分 數(shù) 液 相 比 摩 爾 分 數(shù) 氣 相 比 摩 爾 分 數(shù) 填 料 層 高 度 m 空 隙 率 ， 無(wú) 因 次 粘 度 P a s 密 度 kg/m表 面 張 力 N/m液 相氣 相 參考文獻(xiàn) 1.《化工原理》第二版上下冊(cè) 葉世超 夏素蘭 易美桂 科學(xué)出版社 2.《化工原理課程設(shè)計(jì)》 王國(guó)勝 大連理工大學(xué)出版社 3.《工程熱力學(xué)》 第二版 畢明樹(shù) 馮殿義 馬連湘 化工工業(yè)出版社 4.《化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》 匡國(guó)柱 史啟才 主編 化學(xué)工業(yè)出版社 5.《化工原理課程設(shè)計(jì)》 馬江權(quán) 冷一欣 等編 中國(guó)石化出版社 6.《化工原理設(shè)計(jì)導(dǎo)論》成都科技大學(xué)《化工原理設(shè)計(jì)導(dǎo)論》編寫(xiě)組 編 成都科技大學(xué)出版社 7.《物理化學(xué)教程》 周魯 主編 科學(xué)出版社 8.《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》 中國(guó)石化集團(tuán)上海工程有限公司 化學(xué)工業(yè)出版社 9.《合成氨工學(xué)》第三卷 姜圣階 石油化學(xué)工業(yè)出版社 。 （ 8）在本設(shè)計(jì)中，塔的直徑和管道的直徑，都在計(jì)算出數(shù)值后以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了圓整和重新校核，采用的所有設(shè)備零件都是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，不用特制，更加易得且方面維修和拆換。 （ 7）在選擇液體分布裝置時(shí)，主要考慮到本設(shè)計(jì)中高液量，易堵塞的情況，而選定了二級(jí)槽式溢流型分布器，這樣的分布器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，以裝卸，選用應(yīng)該較為合理。 由于本人缺乏經(jīng)驗(yàn)和一些專(zhuān)業(yè)常識(shí)，并不了解在特定的高壓下水吸收二氧化碳，什么因素應(yīng)該成為考慮重點(diǎn) ，一般選用什么填料等，因此在選用填料這一環(huán)節(jié)比較薄弱。填料材質(zhì)選擇了最常用也最常見(jiàn)的聚丙烯材料，主要是考慮到其價(jià)廉，質(zhì)輕，但其表面的潤(rùn)濕性能較差。由于考慮到： 倍最小液氣比計(jì)算出的塔高塔徑更為合理，更大的塔徑其內(nèi)部氣液分布不如小塔徑分布得均勻；且液氣比小，其吸收劑的用量小，也更加經(jīng)濟(jì)，因此得出液氣比為最小液氣比 的 倍時(shí)的計(jì)算結(jié)果最佳，而被采用。故二氧化碳的回收方案很合理。由于處理量并未很大，也無(wú)需多塔串聯(lián)。逆流操作 傳質(zhì)推動(dòng)力比較大，傳質(zhì)速率快，分離效率高，吸收劑利用率高，可降低吸收塔所需的傳質(zhì)面積?？伤愕盟韫軆?nèi)徑為： d = √ = √ = 由《化工原理》（上冊(cè)）附錄 21 查得，選取采用普通熱軋無(wú)縫鋼管，外徑為273mm，壁厚為 ，則可得內(nèi)徑為： 27 3 6. 5 2 26 0d mm? ? ? ?，則管中實(shí)際流速為： u = = = 可求得管中的雷諾數(shù)： Re = duρμ = 10?5 ≈ 840631 可知 Re4000，處于湍流區(qū) 由《化工原理》（上冊(cè)）表 查得具有輕微腐蝕的無(wú)縫鋼管的絕對(duì)粗糙度?? ，∴相對(duì)粗糙度 / 0. 3 / 26 0 0. 00 12d mm mm? ?? 由《化工原理》（上冊(cè)）圖 ，可查得， λ = 局部阻力損失：三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)截止閥全開(kāi) 1 3 ? ? ? ? ， 2 3 5 5? ? ? ? 則，管路總壓頭損失為： 2()2f luH dg??? ? ??? 其中長(zhǎng)度近似取為塔高： l = ， 將數(shù)據(jù)代入得： ∑Hf = ( + + ) 22 = 由水進(jìn)口到出口截面列伯努利方程有： 221 1 2 212Lfu p u pZ H Z Hg g g g??? ? ? ? ? ? ? ? ∴ 22Lfu pH Z Hgg?? ?? ? ? ? ? ? = 22+(1700?)1000 ++= 體積流量有： VL = L（ kmol/h） MρL= = 由《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》第 19 章，選擇泵的型號(hào)為 ZA200400A 23 第五章 設(shè)計(jì)結(jié)果概覽 設(shè)計(jì)任務(wù) 設(shè)計(jì)任務(wù) 清水吸收二氧化碳 吸收任務(wù)（ V%） 2CO % ? % 氣體處理量 3/Nm h 4200 操作溫度 ? ?C? 30 操作壓力 17003/KN m 吸收流程選擇 單塔逆流操作吸收流程 吸收塔設(shè)計(jì)計(jì)算 相平衡計(jì)算 相平衡常數(shù) m 最小液氣比 實(shí)際液氣比 液體質(zhì)量流量 W （ kg/h ） 氣體質(zhì)量流量 W （ kg/h ） 吸收劑出口濃度 1X 10?4 塔徑計(jì)算 混合氣體密度? （ kg/m3 ） 泛點(diǎn)氣速 fu （ m/s） 空塔氣速 u （ m/s） 泛點(diǎn)率校核 圓整后塔徑 D （ m） 填料的選擇 填料的類(lèi)型 聚丙烯階梯環(huán)填料 公稱(chēng)直徑 dp（ mm 50 比表面積 ta （ 23/mm） 干填料因子 3/ta? （ 1m? ） 24 空隙率 ? （ 33/mm） 噴淋密度校核 最小噴淋minU （ 32/m m h? ） 實(shí)際噴淋量 U （ 32/m m h? ） 填料層高度計(jì)算 液相傳質(zhì)單元高度OLH （ m） 液相總傳質(zhì)單元數(shù) OLN 填料層理論高度 Z （ m） 填料層安全高度 Z （ m） 壓降計(jì)算 填料層壓降 pa 附屬設(shè)備的選擇 液體噴淋裝置 噴淋器類(lèi)型 二級(jí)槽式溢流型分布器 溢流堰口形狀 176。 泵的選擇 入口水的體積流量為： 22 VL = L（ kmol/h） MρL 3600= 3600 = ，由《化工原理》（上冊(cè)）表 可知，水在管道中的常用流速范圍在 1~3 /ms。查國(guó)標(biāo) JB/T472994 可知該封頭是由 1/4 橢圓線和平行于回轉(zhuǎn)軸的短直線光滑的連接而成的，故它由半個(gè)橢圓球和一個(gè)高度為 h0,的圓柱短節(jié)（稱(chēng)它為封頭的直邊部分）構(gòu)成。氣體通過(guò)除沫器的壓降約為120 ~ 250Pa ，絲網(wǎng)除沫器直徑由氣體通過(guò)絲網(wǎng)的最大氣速?zèng)Q定。 除沫裝置 氣體在塔頂離開(kāi)填料層時(shí)，帶有大量的液沫和霧滴，為回收這部分液體，常需在塔頂設(shè)置除沫器，常用的除沫器有如下幾種：折流板式除沫器，旋轉(zhuǎn)板式除沫器，絲網(wǎng)除沫器。但對(duì)于大塔徑低壓降填料塔來(lái)說(shuō)，設(shè)置性能良好的氣相分布裝置仍然是十分重要的。床層限定版多 用于金屬和塑料填料，以防止由于填料膨脹，改變其初始堆積狀態(tài)而造成的流體分布不均勻現(xiàn)象。另一類(lèi)是將填料限定裝置固定在塔壁上，稱(chēng)為床層限定板。 填料限定裝置 為保證填料塔在工作狀態(tài)西填料床層能夠穩(wěn)定，防止高氣相負(fù)荷或負(fù)荷突然變動(dòng)時(shí)填料層發(fā)生松動(dòng)，破壞填料層結(jié)構(gòu)，甚至造成填料流失，必須在填料層頂部設(shè)置填料限定裝置。選擇原因是：駝峰形支撐板裝置適合于散堆填料支撐，一般用于直徑在 以上的大塔，本設(shè)計(jì)中的塔徑為 ，選用較為合適。 常用的填料支承裝置有柵板形、孔管型、駝峰形及各種具有氣升管結(jié)構(gòu)的支承板 。（ 3）結(jié)構(gòu)上應(yīng)有利于氣液相的均勻分布，同時(shí)不至于產(chǎn)生較大的阻力（一般阻力不大于20Pa）；（ 4)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于加工制造安裝和維修。自由截面太小，在操作中會(huì)產(chǎn)生攔液現(xiàn)象。（ 2）足夠的開(kāi)孔率（一般要大于填料的空隙率），以防止首先在支撐處發(fā)生液泛；為使氣體能順利通過(guò)，對(duì)于普通填料塔，支承件上的流體通過(guò)的自由截面積為填料面的 50%以上，且應(yīng)大于填料的空隙率。 填料支撐板 填料支承裝置的作用是支承填