【正文】 ) ( ) ( )W C L tLLt L t L L L L ta U aUUa a g a?? ? ? ? ????? ? ?????=1－ exp ｛ (33/)(225703/ = ㎡ 因其他氣體的溶解度很小，故將其他氣體看作是惰氣并視作為恒定不變，那么，惰氣的摩爾流率 mV m 4 0 0 0 0 ( 1 0 .2 9 ) / ( 2 2 .4 3 6 0 0 ) 0 .0 4 3 8V ? ? ? ? ? ? ? 又溶劑的蒸汽壓很低，忽略蒸發(fā)與夾帶損失，并視作為恒定不變，那么有 L’ = 1193/( 3600 )=(m2/（ m h） 。=則操作氣體速 度取 u= 16 4 核算徑比 D/d=3200/50=6410― 15（滿足鮑爾環(huán)的徑比要求） 5 校核噴淋密度 采用聚丙烯填料表面 L 噴， min=（ MWR） at = =() （通常對于直徑不超過 75mm 的散裝填料，最小潤濕速率可取為 179。 s（平均溫度 35℃時(shí)的值） 選 50gD mm塑料鮑爾環(huán)（米字筋），其濕填料因子 1m120 ??? ，空隙率 ?? ，比表面積 32 /?ta ， BainHougen 關(guān)聯(lián)式常數(shù) ?? KA ， 。 = = k g /hV ??（ 4 0 0 0 0 2 2 . 4 ） 2 0 . 3 6 8 3 6 3 7 1 . 4 2 9 注： 為入塔混合氣體的平均分子量 為出塔混合氣體的平均分子量 k g / k m o l3 6 2 7 1 ?????????mM Mm2 = 44? +28? +2? +28?= 塔底吸收液的質(zhì)量流量 : 39。 CO2在 PC 中的溶解量為 =故 Qs=14654 = 1LT 設(shè)出塔氣體溫度為 35℃，全塔熱量衡算有： 帶入的熱量（ QV1+QL2） + 溶解熱量（ Qs） = 帶出的熱量（ QV2+QL1） Qv1=V1Cpv1(Tv1－ T0)=40000 30/=1683750 kJ/h QL2=L2CpL2(TL2－ T0)= 1193 30=Qv2=V2Cpv2(Tv2－ T0)= 35/=QL1=L1CpL1(TL1－ T0)= TL1=1724717 TL1kJ/h 式中： L1= 1193+( ) kg/h 1683750++=+1724717TL1 TL1=℃ ： 13 出塔氣相及其組成（ 35℃） V2=CO2 CO H2 N2 Nm3/h % QV2= 入塔液相及其組成（ 30℃） L2=CO2 CO H2 N2 227. Nm3/h % QL2= 入塔氣相及其組成（ 30℃） V1=40000Nm3/h CO2 CO H2 N2 26058 11600 600 18880 8920 Nm3/h % QV1=1093738kJ/h 出塔液相帶出氣量及其組成（ 40℃） L1=CO2 CO H2 N2 6946 11433 Nm3/h % 脫 碳 塔 溶解氣量及其組成（ 40℃） L1=CO2 CO H2 N2 11345 Nm3/h % Qs=1683750kJ/h 14 四、設(shè)備的工藝與結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算 uVD s?4? ? ? Fuu ~? 塔底氣液負(fù)荷大，依塔底氣液負(fù)荷條件求取塔徑 采用 Eckert 通用關(guān)聯(lián)圖法求取泛點(diǎn)氣速 Fu ，并確定操作氣速?！? 本設(shè)計(jì)采用后者?！?,據(jù)此算得： ?pLC kJ/kg本設(shè)計(jì)題目中 ? ?1 .3 9 0 .0 0 1 8 1 1 0plCt? ? ? kJ/kg℃） 進(jìn)出塔氣體的比熱容 Ck J / k m o 2 2 7 1 1???????????? ? ipipV yCC Cpv2=∑ Cpiyi = + + + = KJ/Kmol理想氣體的定壓比熱容： 32 TdTcTbaC iiiipi ???? ，其溫度系數(shù)如下表： 系數(shù) a B c d Cp1（ 30℃） Cp2（ 32℃） CO2 8 102 105 109 38 8 CO 3 102 106 109 18 H2 3 103 106 109 90 1 N2 0 102 106 109 18 8 表中 Cp的單位為（ kcal/kmol否則，應(yīng)加大溶劑循環(huán)量以維持出塔溶液的溫度不超過 40℃。 入塔循環(huán)液相 CO2： = 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。 平均分子量： 入塔混合氣平均分子量： k g / k m o l3 6 2 7 1 ?????????mM 溶解氣體的平均分子量： k g / k m o l8 2 1 9 1 9 0 1 5 8 ?????????sM Nm3/m3PC 以 Nm3/m3PC 計(jì)，各組分被夾 帶的量如下： CO2： = Nm3/m3PC CO： = Nm3/m3PC H2： = Nm3/m3PC N2： = Nm3/m3PC Nm3/m3PC 各組分溶解量： CO2： Nm3/m3PC % CO： Nm3/m3PC % H2： Nm3/m3PC % N2： Nm3/m3PC 100% 夾帶量與溶解量之和： CO2： +=CO： += Nm3/m3PC % H2： += Nm3/m3PC % N2： += Nm3/m3PC % 8 以 321 VVV 、 分別代表進(jìn)塔、出塔及溶液帶出的總氣量，以 321 yyy 、 分別代表 CO2相應(yīng)的體積分率，對 CO2作物料衡算有： V1 =26058 Nm3/ h 1 2 3V V V?? 332211 yVyVyV ?? 聯(lián)立兩式解之得 V3=V1(y1y2)/(y3y2)=40000 (－ )/(－ )=V2 = V1 V3 = Nm3/ h PC 循環(huán)量 因每 1 m3PC 帶出 CO2為 Nm3 ，故有： L=V3y3/=12136..75 操作的氣液比為 V1/L=40000/= CO2殘量為 Nm3/m3PC時(shí)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(shí) CO2的分壓為 0 9 6 0 1 2 ???COp kgf/cm2，與此分壓呈平衡的 CO2液相濃度為： glo g 22 COCO ??? TpX PC/1193/2 2 . 40 . 0 0 0 9 9 0 8 1/ k m o l P Ck m o l C o gl o g3233232COCO22??????????XX 式中： 1193 為吸收液在塔頂 30℃時(shí)的密度，近似取純 PC液體的密度值。 CO2的溶解量為（ ） = Nm3/m3PC 組分 CO2 CO H2 N2 合計(jì) 組分分壓， MPa 溶解度， Nm3/m3PC 溶解量， Nm3/m3PC 溶解氣所占的百分?jǐn)?shù) % 說明：進(jìn)塔吸收液中 CO2的殘值取 Nm3/m3PC，故計(jì)算溶解量時(shí)應(yīng)將其扣 7 除。 s（ T 為熱力學(xué)溫度， K） ： 本次吸收采用逆流吸收的方法。 結(jié)論：出料 1 ? （摩爾分?jǐn)?shù)） 利用題給數(shù)據(jù)作圖，得密度與溫度的關(guān)聯(lián)表達(dá)式為 t98 23 ??ρ （式中 t為溫度，℃； ρ 為密度， kg/m3） 溫度，（℃） 0 15 25 40 55 ? （ kg/m3） 1224 1207 1198 1184 1169 6 根據(jù)變換氣組成及分壓可知， PC 蒸汽壓與操作總壓及 CO2的氣相分壓相比 均很小，故可忽略。即： ? ? 9 7 5 0 15 9 2 0 ?????E kPa CO2在 PC中溶解的相平衡關(guān)系，即： glo g 22 COCO ??? TpX 式中：2COX為摩爾比， kmolCO2/kmol