【正文】 80/33 hkgcmd ynC ??? 液體質(zhì)量通量為 ? ?hmkgU L ???? 22 / 6 8 0 8 0 9 7 6 5 4 0 8 9 9 4 0 8 9 64 2 7 6 8 e x p1 282?????????????????????????????????????????????????????twaa 氣膜吸收系數(shù)有下式計(jì)算： )./( 4 0 8 2 5 0 0 0 22 hmkgU V ???? ? ?11231310 3 3 9 33 1 0 5 3 20 5 5 0 6 0 6 3 2 4 0 12 3 U??? ?????????????????????????????????????????????????????K P ahmk m o lRTDaDack VtVVVVtVG??? 液膜吸收系數(shù)由下式計(jì)算： ? ?hmgDaUkLLLLLLwLL/0 7 9 8 9 8 3 25 9 6 8 0 40 0 9 0 0 9 318216323132????????? ??????????????????????????????????????????????????????? 由 ?? wGG akak 查 [1] 145表 得 ?? 則 )/(9 8 9 3 25 9 3 3 k p ahmk m o lakak wGG ????????? hakak wLL / ??????? %50% ??Fuu akuuak GFG ?????? ???? )( = ? ?? ? 9 8 9 2 8 ??? = kpahmkmol ..3 akuuak LFL ?????? ???? )( = ? ?? ? 6 5 2 8 ??? =? ?h1 )../(1 2 2 1 5 12 5 11111 3 K p ahmK m o laHkakakLGG ???????? 由 maK VH GOG 6 5 8 0 11 2 2 3 3 2 ???????? 填料層高度計(jì)算 mNHZ OGOG 1 5 6 5 ????? 得 mZ ???? 設(shè)計(jì)填料層高度為 mZ ?? 查 [1] 165表 對(duì)于 階梯環(huán) 填料， 15~8?Dh mmh 6max? 取 8?Dh ， mmmmh 1 6 0 0 02 0 0 08 ??? 計(jì)算得填料層 高度為 5200mm，故不需分段 ?？諝獾恼扯葹? ? ?hmkgsPaV //)( 5 ???? ?? 查手冊(cè) 2SO 在空氣中的擴(kuò)散系數(shù)為 hmsmD v 225 0 5 2 ??? ? 氣液平衡數(shù)據(jù) 由手冊(cè) ??4 查得常壓下 20 C176。 第 3 章 吸收塔的工藝計(jì)算 液相物性數(shù)據(jù) 對(duì)于 低 濃度的吸收過(guò)程，溶液的物性數(shù)據(jù)可以近似取純水的物性數(shù)據(jù) 由手冊(cè)查得 20 C176。在確定吸收劑用量時(shí)還必須考慮填料表面充分潤(rùn)濕，一般要求在單位塔截面上液體的噴淋量即噴淋密度不小于512 ).( 23 mhm 。若液氣比取較小值，則所排出的液體濃度就較高，溶質(zhì)回收的操作費(fèi)用較便宜，但吸收塔變高，因此設(shè)備成本費(fèi)提高。它的大小與相平衡關(guān)系、吸收劑入塔濃度、溶質(zhì)吸收率等因素有關(guān)。 操作溫度的選擇 對(duì)于物理吸收而言 ,降低操作溫度 ,對(duì)吸收有利 .但低于環(huán)境溫度的操作溫度因其要消耗大量的制冷動(dòng)力而一般是不可取的 ,所以一般情況下 ,取常溫吸收較為有利 .對(duì)于特殊條件的吸收操作必須采用低于環(huán)境的溫度操作 . 對(duì)于化學(xué)吸收 ,操作溫度應(yīng)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的性質(zhì)而定 ,既要考慮溫度對(duì)化學(xué) 反應(yīng)速度常數(shù)的影響 ,也要考慮對(duì)化學(xué)平衡的影響 ,使吸收反應(yīng)具有適宜的反應(yīng)速度 . 對(duì)于再生操作 ,較高的操作溫度可以降低溶質(zhì)的溶解度 ,因而有利于吸收劑的再生 . 操作壓力的選擇 對(duì)于物理吸收 ,加壓操作一方面有利于提高吸收過(guò)程的傳質(zhì)推動(dòng)力而提高過(guò)程的傳質(zhì)速率 ,另一方面 ,也可以減小氣體的體積流率 ,減小吸收塔徑 .所以操作十分有利 .但工程上 ,專門為吸收操作而為氣體加壓 ,從過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性角度看是不合理的 ,因而若在前一道工序的壓力參數(shù)下可以進(jìn)行吸收操作的情況下 ,一般是以前道工序的壓力作為吸收單元的操作壓力 . 對(duì)于化學(xué)吸收 ,若過(guò)程由質(zhì)量傳遞過(guò)程控制 ,則提高操作壓力有利 ,若為化學(xué)反應(yīng)過(guò)程控制 ,則操作壓力對(duì)過(guò)程的影響不大 ,可以完全根據(jù)前后工序的壓力參數(shù)確定吸收操作壓力 ,但加大吸收壓力依然可以減小氣相的體積流率 ,對(duì)減小塔徑仍然是有利的 . 對(duì)于減壓再生 (閃蒸 )操作 ,其操作壓力應(yīng)以吸收劑的再生要求而定 ,逐次或一次從吸收壓力減至再生操作壓力 ,逐次閃蒸的再生效果一般要優(yōu)于一次閃蒸效果 . 液氣比的選擇 在吸收塔內(nèi) 吸收劑的用量 L（ hkmol ）和被處理氣體的流量 G（ hkmol ）的比值稱為液氣比 GL .吸收劑的用量或液氣比的確定是吸收裝置設(shè)計(jì)計(jì)算中的重要內(nèi)容，它的大小影響到吸收操作的推動(dòng)力、塔徑、填料層高度和吸收劑的再生費(fèi)用。 （三）氣提再生 氣提再生是在再生塔的底部通入惰性氣體，使吸收劑表面溶質(zhì)的分壓降低，使吸收劑得以再生。由于再生溫度必須高于解吸溫度，因而，該方法最適用于常溫吸收或在接近于于常溫的吸收操作，否則，若吸收溫度較高，則再生溫度必然更高，從而，需要消耗更高品位的能量。 （二）加熱再生 加熱再生也是吸收劑再生最常用的方法。在吸收塔內(nèi)，吸收了大量溶質(zhì)后的吸收劑進(jìn)入再生塔并減壓，使得溶如吸收劑中的溶質(zhì)得以再生。 本設(shè)計(jì)考慮以上因素，采用了 DN38 聚丙稀所料階梯環(huán)填料， 相關(guān)數(shù)據(jù)如下 公稱直徑DN mm 外徑高厚 d h δ ,mm 比表面積α m2/m3 空隙率 ε % 個(gè)數(shù)n m3 堆積密度 ρ p kg/m3 干填料因子φ m1 38 38 19 91 27200 175． 8 依據(jù)所用的吸收劑不同可以采用不同的再生方法，工業(yè)上常用的吸收劑再生方法主要有減壓再生，加熱再生及氣提再生等。 表 2— 2 填料尺寸與塔徑的對(duì)應(yīng)關(guān)系 塔徑 /mm 填料尺寸 /mm D≤ 300 300≤ D≤ 900 D≥ 900 20～ 25 25～ 38 50～ 80 (4).填料材質(zhì)的選擇 對(duì)于填料材質(zhì)的原則，應(yīng)根據(jù)吸收系統(tǒng)的介質(zhì)以及操作溫度而定，一般情況下，可以選用塑料，金屬，陶瓷等材料。一般來(lái)說(shuō)，填料尺寸大，成本低，處理量大，但是效率低，使用大于 50mm 的填料，其成本的降低往往難以抵償其效率降低所造成的成本增加。 此外，所選的填料要便于安裝、拆卸和檢修。所選填料應(yīng)具有較大的操作彈性，以保證塔內(nèi)氣液負(fù)荷發(fā)生波動(dòng)時(shí)維持穩(wěn)定操作。比較填料的壓降有兩種方法：一是比較填料層單位高度的壓降 ZP? ；另一是比較填料層單位傳質(zhì)效率的比壓降 TNP? 。 （ c）填料層的壓降 填料 層的壓降是填料的主要性能，填料層的壓降越低，動(dòng)力消耗越低，操作費(fèi)用越少。 （ b）通量 在相同的液體負(fù)荷下，填料的泛點(diǎn)氣速越高或氣象動(dòng)能因子越大，則通量越大，塔的處理能力就越大。由于其結(jié)構(gòu)緊湊，故具有很大的比表面積。它有由許多波紋型薄板垂直方向疊在一起，組成盤狀。因絲網(wǎng)材料很薄，填料可以做得很小，所以其比表面積都很大，而且孔隙率大，液體分布均勻，液膜薄，傳質(zhì)效果好，屬于高效填料。矩鞍型在填料層中不相互重疊，因此填料表面利用率好，傳質(zhì)效果比相同尺寸的拉西 環(huán)好。 （ d） 鞍型填料：鞍型填料是一種敞開(kāi)式的、沒(méi)有內(nèi)表面的填料，包括弧鞍型和矩鞍型兩種。環(huán)壁上開(kāi)有窗口，環(huán)內(nèi)有兩層互相交存的十字型翅片。鮑爾環(huán) 的這種結(jié)構(gòu)提高了環(huán)內(nèi)空間和環(huán)內(nèi)表面的有效利用程度，使氣體阻力降低，液體分布有所改善，因而在實(shí)際應(yīng)用中受到重視。其構(gòu)造簡(jiǎn)單、制造容易，但由于其存在較嚴(yán)重的塔壁偏流和溝流現(xiàn)象，目前在工業(yè)上應(yīng)用減少。整砌填料主要是指各種組合填料，如實(shí)體波紋板、波紋網(wǎng)、大尺寸的十字環(huán)等。網(wǎng)型填料用金屬絲網(wǎng)或多孔金屬片制成，主要有鞍型、壓延孔環(huán)、波紋網(wǎng)填料等。 （ 2） 填料的類型與選擇 （一）填料的類型 填料的種類很多，可分為實(shí)體填料和網(wǎng)體填料兩大類。但填料經(jīng)噴淋后表面覆蓋了液層，其值發(fā)生了變化，故把實(shí)驗(yàn)獲 得的有液體噴淋條件下的 ?a 相應(yīng)數(shù)值，成為濕填料因子，簡(jiǎn)稱填料因子，以 ? 表示。 吸收工藝流程圖及工藝過(guò)程說(shuō) 明 吸收塔的設(shè)備選擇 對(duì)于吸收過(guò)程 ,能夠完成其分離任務(wù)的塔設(shè)備有多種 ,如何從眾多的塔設(shè)備中選出合適的類型是進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)的首要工作 .而進(jìn)行這一項(xiàng)工作則需對(duì)吸收過(guò)程進(jìn)行充分的研究后 ,并經(jīng)多方案對(duì)比方能得到較滿意的結(jié)果 .一般而言 ,吸收用塔設(shè)備與精餾過(guò)程所需要的塔設(shè)備具有相同的原則要求 ,即用較小直徑的塔設(shè)備完成規(guī)定的處理量 ,塔板或填料層阻力要小 ,具有良好的傳質(zhì)性能 ,具有合適的操作彈性 ,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ,造價(jià)低 ,易于制造 、 安裝 、 操作和維修等 . 但作為吸收過(guò)程 ,一般具有操作液起比大的特點(diǎn) ,因而更適用于填料塔 .此外 ,填料塔阻力小 ,效率高 ,有利于過(guò)程節(jié)能 ,所以對(duì)于吸收過(guò)程來(lái)說(shuō) ,以采用填料塔居多 .但在液體流率很低難以充分潤(rùn)濕填料 ,或塔徑過(guò)大 ,使用填料塔不經(jīng)濟(jì)的情況下 ,以采用板式塔為宜 . 填料的選擇 填料的選擇尤為重要，所選填料既要滿足生產(chǎn)工藝的要求 ,又要使設(shè)備投資和操作費(fèi)用較低但各種填料的結(jié)構(gòu)差異較大，具有不同的優(yōu)缺點(diǎn)，因此在使用上應(yīng) 根據(jù)具體情況選擇不同的塔填料。工程上，如無(wú)特別需要，一般均采用逆流吸收流程。 （二）單塔吸收流程和多塔吸收流程 單塔吸收流程是吸收過(guò)程中最常用的流程，如過(guò)程無(wú)特別需要，則一般采用單塔吸收流程。于特定條 件下的部分溶 （一）一步吸收流程和兩步吸收流程 一步流程一般用于混合氣體溶質(zhì)濃度較低，同時(shí)過(guò)程的分離要求不高，選用一種吸收劑即可完成任務(wù)的情況。隨著人們對(duì)于增大生產(chǎn)能力、提高效率、穩(wěn)定操作和降低壓力降的追求 ,推動(dòng)著各種新型塔結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)和發(fā)展。 (5) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠 ,材料耗用量小 ,制造安裝容易 ,以達(dá)到降低設(shè)備投資的要求。 (3) 操作穩(wěn)定 ,操作彈性大 ,即氣液負(fù)荷有較大波動(dòng)時(shí)仍能在較高的傳質(zhì)效率下進(jìn)行穩(wěn)定的操作 ,且塔設(shè)備應(yīng)能長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn) 。 化工生產(chǎn)對(duì)塔設(shè)備 的要求 塔設(shè)備除了應(yīng)滿足特定的化工工藝條件 (如溫度、壓力及耐腐蝕 )外 ,為了滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要還應(yīng)達(dá)到下列要求 : (1) 生產(chǎn)能力大 ,即氣液處理量大 。它所耗用的鋼材重量在各類工藝設(shè)備中所占的比例也較多 ,例如在年產(chǎn) 250 萬(wàn)噸常壓及減壓煉油蒸餾裝置中耗用的鋼材重量占 %,年產(chǎn) 60 及 120 萬(wàn)噸的催化裂化裝置占 %。 在化工、石油 化工及煉油廠中 ,塔設(shè)備的性能對(duì)于整個(gè)裝置的產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量、生產(chǎn)能力和消耗定額 ,以及三廢處理和環(huán)境保護(hù)等各個(gè)方面 ,都有重大影響。 塔設(shè)備在化工生產(chǎn)中的作用和地位 塔設(shè)備是 化學(xué)工業(yè)、石油工業(yè)、石油化工等生產(chǎn)中最重要的設(shè)備之一。 (6)從氣體混合物中回收有價(jià)值的組分。例如：用水吸收氯化氫制取鹽酸；在硫酸生產(chǎn)中 SO3吸收；用水或堿溶液吸收氮氧化物生產(chǎn)硝酸或硝酸鹽。硝酸生產(chǎn)尾氣含一氧化 氮等有害氣體，均須用吸收方法除去。 (4)保護(hù)環(huán)境。 (3)制備某種氣體的溶液。 (2)除去有害組分以凈化氣體。 氣體的吸收在化工生產(chǎn)中主要用來(lái)達(dá)到以下幾種目的 (1)分離混合氣體以獲得一定的組分。物質(zhì)在相間的轉(zhuǎn)移過(guò)程稱為物質(zhì)傳遞過(guò)程。 在化工生產(chǎn)中所處理的原料﹑中間產(chǎn)物﹑粗產(chǎn)品等幾乎都是混合物，而且大 部分是均相混合物，為進(jìn)一步加工和使用，常需將這些混合物分離為較純凈或幾乎純態(tài)的物質(zhì)。由于金屬絲網(wǎng)及金屬板波紋填料規(guī)整填料的使用 ,并配合新型塔內(nèi)件結(jié)構(gòu) 使填料塔的效率大為提高 ,因此應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大。 近年來(lái) ,開(kāi)發(fā)使用了斜孔塔盤、導(dǎo)向篩板、網(wǎng)孔塔盤、大孔篩板、浮閥 篩板復(fù)合塔盤以及浮動(dòng)噴射塔板、旋流塔板等。這樣高的