【正文】 （ 56） (3)校核噴淋密度 取最小潤濕速率為： 3W m in 0 .0 8 m / m hL ??（ ） （ ） 23t /ma ? 所以 L 噴， min= min）（ WL ta == m3/（ m2/h） （ 57） L 噴 =4 .5 2 1 6 ?＞ m3/（ m2/h） 22 經(jīng)以上校核可知，填料塔直徑選用 D=。此時每個塔的塔徑 4 ????，圓整后取塔徑為 。 混合氣體的密度 : 10 10 PMRT? ?? ? ?? ? ?? （ 52） 2 0 .2tGFL3 Llg[ ]aug ? ???? ? ?=AK 11 G 84L( ) ( )LV ??? （ 53） 220 . 2 0 . 2tGFFL33L11841 0 6 . 4 2 2 . 4 5l g [ ] l g 2 . 3 6 89 . 8 1 1 1 8 70 . 93433845. 05 22. 450 . 0 9 4 2 1 . 7 5 ( ) ( )1 4 4 7 2 6 1 1 8 7auug? ?????? ? ? ?? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ???? ? ? ? 得 F? =取 /sFuu?? 21 式中 :Fu — 泛點(diǎn)氣速， sm/ g— 重力加速度， 2/sm a — 填料總比表面積， 32/mm ? — 填料層空隙率 G? 、 L? — 氣相、液相密度， 3/mkg ? — 液體粘度， SmPa? L 、 G — 液相、氣相的質(zhì)量流量， hkg/ 求取塔徑 Vs=160425（ ） （ ） = uVD s ?/4? = 4 ?? =。h） 選擇 d=50mm 塑料鮑爾環(huán)（米字筋），其填料因子 φ=120m1， ε=，比表面積at=， BainHougen關(guān)聯(lián)式常數(shù) A=， K=。h） μL2= mPa 20 第五章 吸收塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計 確定吸收塔塔徑及相關(guān)參數(shù) 基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 已知量： 入塔氣： V1=160425 Nm3/h=144726kg/h， ρG1=， M 1=， 30℃ 出塔氣： V2=113775 Nm3/h=， ρG2= kg/m3， M 2=， 30℃ 出塔液 : L1=++= kg/h, ρL1=1187kg/m3， Pt1= 入塔液： L2=+=， ρL2=1192 kg/m3， 30℃ ， Pt2= 黏度： 由公式 logμ=+（ ） （ 51） 得： μL1= 表 各組分溫度系數(shù)及其定壓比熱容 組分 溫度系數(shù) 定壓比熱容 a b c d CP1 CP2 CO2 102 105 109 18 CO 102 106 109 H2 103 106 109 N2 102 106 109 進(jìn)出塔氣體的摩爾比熱容： p i i 3 7 . 3 8 0 . 2 8 2 9 . 1 8 0 . 0 2 5 2 8 . 9 0 0 . 4 7 2 2 9 . 1 8 0 . 2 2 3Cy ? ? ? ? ? ? ? ?? 1 pi i37 .3 8 0. 28 29 .1 8 0. 02 5 28 .9 0 0. 47 2 29 .1 8 0. 22 331 .3 4K J/k m olCpv C y?? ? ? ? ? ? ? ????℃ 2Cpv = pi iCy? =+++ = ℃?(2)液體的比熱容 由于 0 2 1 8 7 ) 5 ( ??? （ 1187 為 35℃ 時純 PC 的密度） 其量很少，因此可用純 PC 的密度代替溶液的密度（其它物性也如此）。= 熱量衡算 (1)混合氣體的定壓比熱容 因難以查到真實(shí)氣體的定壓比熱容，但氣體的壓力并非很高，故可借助理想氣體的定壓比熱容公式進(jìn)行近似計算。 出塔氣的組成 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。=帶出氣體的總質(zhì)量流量： += 驗算吸收液中凈化氣中 CO2 的含量 取脫碳塔阻力降為 ，則塔頂壓強(qiáng)為 = kgf/cm2，此時 CO2的分壓為： Pco2==此時分壓呈平衡的 CO2 液相濃度為： lgXco2=lgPco2+（ 410） 17 =+ = Xco2= CO2/kmolPC = 1192/ ? =＞ Nm3CO2/m3PC 式中： 1192 為吸收液在塔頂 30℃ 時的密度，近似取純 PC 液體的密度值。 溶劑夾帶量 以 Nm3/m3PC 計，各組分被夾帶的量如下： CO2： = Nm3/m3PC CO： = Nm3/m3PC H2： = Nm3/m3PC N2： = Nm3/m3PC 溶液帶出的氣量 為夾帶量與溶解量之和 CO2： += Nm3/m3PC % CO： += Nm3/m3PC % H2： += Nm3/m3PC % N2： += Nm3/m3PC % Nm3/m3PC 100% 出脫碳塔凈化氣量 以 V V V3 分別代表進(jìn)塔（出塔）及溶液帶出的總氣量，以 y y y3 分別代表CO2 相應(yīng)的體積分率，對 CO2 作物料衡算有： 1 2 3V V V?? （ 46） 16 1 1 2 2 3 3V y V y V y?? （ 47） 聯(lián)立兩式解之得 V3=1 1 232( )V y yyy = 0 0 5 0 )0 0 ( 2 7 8 ? ?? =46650Nm3/h V1=4278=160425Nm3/h V2= V1 V3=16042546650=113775 Nm3/h 式中 : y1= , y2= , y3= 計算 PC 循環(huán)量 因每 1m3PC 帶出 CO2 為 Nm3，故有： L= 33= ? =（ 48） 1187=操作的氣液比為 V1/L=160425/= Nm3/m3 （ 49） 入塔 液中 CO2 夾帶量 L0= 44= 帶出氣體的質(zhì)量流量 夾帶氣量： = Nm3/h 夾帶氣的平均摩爾質(zhì)量： M 1=44+28+2+28=夾帶氣的質(zhì)量流量： 247。其他組分本身溶解度就很小，經(jīng)解吸后的殘值完全可被忽略。其它氣體在 PC 中的溶解度很小，故可將 CO2 以外的組分視為惰性氣體而忽略不計，而只考慮 CO2 的溶解吸收，將多組分吸收簡化為單組份吸收的問題。 PC 的黏度 logμ=+（ ） smPa? （ 45） T— 為熱力學(xué)溫度， K 物料衡算 各組分在 PC 中的溶解量 各組分在操作總壓為 、操作溫度為 35℃ 下在 PC 中的溶解度數(shù)據(jù)，并取相對吸收飽和度為 80%，數(shù)據(jù)如表 。 PC 的密度與溫度的關(guān)系 PC 密度與溫度的關(guān)系： ρ= （ 44） 式中： t— 溫度， ℃ ； ρ— 密度， kg/m3。 有人關(guān)聯(lián)出了 CO2 在 PC 中溶解的相平衡關(guān)系，因數(shù)據(jù)來源不同，關(guān)聯(lián)式略有差異 [12]。 表 變換氣各組分體積分?jǐn)?shù)及組分分壓 項目 CO2 CO H2 N2 合計 體積分?jǐn)?shù)（ %） 100 （ MPa） （ Kgf/cm2） （ atm） 計算依據(jù) CO2 在 PC 中的溶解度關(guān)系 因為是高濃度氣體吸收，故吸收塔內(nèi) CO2 的溶解熱應(yīng)予以考慮。 （ 41） 變換氣： 4278Nm3 變換氣 /t 氨。 計算基準(zhǔn)： 依照：年工作日以 330d，每天以 24h 連續(xù)運(yùn)行計，有 33024=7920h，此處按 8000h算。 13 第四章 物料衡算和熱量衡算 工藝參數(shù)及指標(biāo) 設(shè)計條件： （ 1）每噸氨耗變換氣近似取 4278Nm3，簡記為 4278Nm3/t 氨（下同）。為了在較低操作壓力下獲得需要的氣體凈化度、降低溶劑循環(huán)量、節(jié)省動力消耗、降低溶劑蒸發(fā)損失，吸收操作可在低于常溫條件下進(jìn)行，即低溫碳酸丙烯酯脫 碳技術(shù)。而且，復(fù)合溶劑可以優(yōu)化配方用 最低的費(fèi)用達(dá)到所須的分離要求（見表 ）。復(fù)合溶劑法的優(yōu)點(diǎn)從選擇性和吸收能力分析，特別是高分壓下，選擇合適的復(fù)合溶劑，優(yōu)于純?nèi)軇?，顯著地提高了溶劑的吸收能力；另一方面明顯地降低了能耗。 改造工作除了塔器以外，還進(jìn)行了系統(tǒng)工藝優(yōu)化，具體內(nèi)容有：（ 1）調(diào)整溶劑泵的揚(yáng)程，串聯(lián) 1 臺增壓泵；（ 2）氣提流程由原正壓氣提改為負(fù)壓氣提，有利于提高貧度；（ 3）降低變換 氣和循環(huán)溶劑的溫度，以提高碳丙吸收能力；（ 4）采取碳丙溶劑半過濾或全過濾方法，杜絕系統(tǒng)堵塞隱患；（ 5）提高變換氣脫硫效果；（ 6）碳丙稀液回收改造 [11]。由此可見，必須對這種結(jié)構(gòu)徹底改造。具體辦法是設(shè)稅全截面均勻分布的氣體和液體分 布器，部分或全部采用規(guī)整填料；二是再生塔的改造。凈化氣中 CO2 含量高，原因是多方面的如再生效果不好，系統(tǒng)殘?zhí)几呋蚶鋮s不好等等。造成這一問題原因有三個因素： (1) PC 溶劑蒸汽壓高； (2) PC 氣相回收系統(tǒng)不完善； (3) 操作管理水平的影響。由洗滌塔塔底出來后經(jīng)洗滌液泵加壓進(jìn)入洗滌塔的上部自上而下，由洗滌段出來經(jīng)過一 U 型液封管進(jìn)入洗滌段繼續(xù)循環(huán)。富液經(jīng)減 11 壓后進(jìn)入閃蒸槽，自閃蒸槽出來的碳酸丙烯酯液進(jìn)入常解 汽提塔的常解段，碳酸丙烯酯液自常解段底部出來經(jīng)過兩液封槽進(jìn)入汽提塔頂部，與自下而上的空氣逆流接觸，將碳酸丙烯酯溶液中的二氧化碳進(jìn)一步汽提出來，經(jīng)汽提后的碳酸丙烯酯溶液為貧液，由汽提鼓風(fēng)機(jī)補(bǔ)入防腐空氣到常解再生塔的下段汽提塔，用空氣進(jìn)一步汽提出殘留于富夜中的 CO2 ,貧液由汽提塔出來進(jìn)入中間槽，再由中間槽進(jìn)入溶液泵， 由泵加壓后經(jīng)碳酸丙烯酯溶液冷卻器降溫，進(jìn)入二氧化碳吸收塔，從而完成了碳酸丙烯酯溶液的整個解吸過程。 汽提氣由汽提塔出來后進(jìn)入常解 汽提氣洗滌塔的汽提氣洗滌段，與自上而下的稀液逆流接觸，將汽提氣中夾帶的碳酸丙烯酯液滴和飽和汽提氣中的碳酸丙烯酯蒸氣回收下來，經(jīng)洗滌后汽 提氣由塔頂放空。閃蒸氣自閃蒸氣洗滌段出來后進(jìn)入閃蒸氣分離器，將閃蒸氣夾帶的碳酸丙烯酯液滴進(jìn)一步分離下來 ，閃蒸氣自分離器頂部出來送碳化，脫除二氧化碳并副產(chǎn)碳酸氫銨后，閃蒸氣回壓縮機(jī)入口總管。在使用上，有替代加壓水洗型、聯(lián)堿型、配尿素型、聯(lián)醇型、生產(chǎn)液氨型以及制氫等各類型；在凈化效率上，有的對 CO2 進(jìn)行粗脫，而大部分廠家，則進(jìn)行精脫；對脫碳壓力，有采用 、 、 及 等多種類型。凈化氣由塔頂出來后進(jìn)入凈化氣分離器，將凈化氣夾帶的碳酸丙烯酯霧沫進(jìn)一步分離，凈化氣由分離器頂部出來回壓縮機(jī)入口總管。 表 幾種脫碳方法的能耗比較表 方法名稱 加壓水洗 苯菲爾法 位阻胺法 改良 MEDA法 NHD 法 PC 法 能耗 2847 355854