【正文】 （313）KL=()2/3()()1/3()==104 m/s④依式KG=()()1\3() （314）=()()1/3() () =()()(106)=105kmol/(m2s)Dg25mm塑料階梯環(huán)(亂堆)特性：＝25mm＝； ＝228m2/m3； c=54dyn/cm=54103 N/m，有關(guān)形狀系數(shù)=（階梯環(huán)為開孔環(huán)）。液體的質(zhì)量流速：LG`== kg/(m2s；= m2/s (以式計算)，式中為溶質(zhì)在常壓沸點下的摩爾體積，為溶劑的分子量，為溶劑的締合因子。①列出備關(guān)聯(lián)式中的物性數(shù)據(jù)氣體性質(zhì)(以塔底20℃，)：＝ kg/m3 (前已算出)；＝ Pah U= 經(jīng)以上校核可知，填料塔直徑選用D=900mm合理。s=(m?h)查手冊得HCL在空氣中的擴(kuò)散系數(shù)為Dg=105 m2/s= m2/h由手冊[10]查得20℃時HCL在水中的亨利系數(shù)E=相平衡常數(shù)為m= (33)溶解度系數(shù)為H= (34)進(jìn)塔氣相摩爾比為Y1=出塔氣相摩爾比為Y2==104混合氣量＝ 3350（） ＝ ／h混合氣中氯化氫量＝ ＝ kmol／h進(jìn)塔惰性氣相流量為G== kmol／h混合氣進(jìn)出塔的（物質(zhì)的量）組成： ＝，=(水)的用量L該吸收過程為低濃度吸收，平衡關(guān)系為直線，最小液氣比按下式計算，即 對于純?nèi)軇┪者^程，進(jìn)塔液組成為X2=0 （35）取操作液氣比為L/G==故吸收劑用量 L=(L/G)G == 依物料衡算式： 根據(jù)G(Y1Y2)=L(X1X2) （36） 得出X1= 氣相質(zhì)量流量為 WG=3350=液相質(zhì)量流量可近似按純水的流量計算即WL==Eckert通用關(guān)聯(lián)圖橫坐標(biāo)為 （37）如圖31查關(guān)聯(lián)圖31得 （38）具體如下圖：圖31 Eckert通用關(guān)聯(lián)圖圖中： Vˊ﹑Lˊ―分別為氣液相流率，kg/h， ,―分別為氣液相密度，kg/， ―液相黏度，mPa?s， —液相密度核正系數(shù)，=/， Φ—實驗測取的填料因子，各種填料的Φ值載于填料性能表中 g—重力加速度，m/s2查塑料階梯環(huán)特性數(shù)據(jù)表表[10]得取u=== （39）圓整塔徑，取D=泛點率校核u=填料規(guī)格校核：液體噴淋密度校核，取最小潤濕速率為（LW）min=s=(m經(jīng)吸收后的混合氣體由塔頂排除，吸收了氯化氫的水由填料塔的下端流出。 列出幾種常見的吸收過程如圖22（a） 并流 （b）逆流圖22吸收流程 用水吸收HCL屬高溶解度的吸收過程，為提高傳質(zhì)效率和分離效率，所以，本設(shè)計選用逆流吸收流程。(5) 串聯(lián)并聯(lián)混合操作 若吸收過程處理的液量很大，如果用通常的流程，則液體在塔內(nèi)的噴淋密度過大，操作氣速勢必很?。ǚ駝t易引起塔的液泛），塔的生產(chǎn)能力很低。 (4)多塔串聯(lián)操作 若設(shè)計的填料層高度過大，或由于所處理物料等原因需經(jīng)常清理填料，為便于維修，可把填料層分裝在幾個串聯(lián)的塔內(nèi)，每個吸收塔通過的吸收劑和氣體量都相等，即為多塔串聯(lián)操作。該流程特別適宜于相平衡常數(shù)m值很小的情況，通過吸收液的部分再循環(huán)，提高吸收劑的使用效率。 (3)吸收劑部分再循環(huán)操作 在逆流操作系統(tǒng)中，用泵將吸收塔排出液體的一部分冷卻后與補充的新鮮吸收劑一同送回塔內(nèi)，即為部分再循環(huán)操作。并流操作的特點是，系統(tǒng)不受液流限制，可提高操作氣速，以提高生產(chǎn)能力。工業(yè)生產(chǎn)中多用逆流操作。 綜上所述選用25mm聚丙烯階梯環(huán)塔填料，其主要性能參數(shù)查表23得：比表面積a—228 空隙率—干填料因子—表23 國內(nèi)階梯環(huán)特性數(shù)據(jù)材質(zhì)外徑d，mm外徑高厚dHδ比表面積at，m2/m3空隙率ε，m3/m3個數(shù)n，個/m3堆積密度ρp，kg/m3干填料因子at/ε3，m1填料因子Φ，m1塑料2538507625381915030763732288150027200998034203131122401208072 吸收裝置的流程主要有以下幾種： (1)逆流操作 氣相自塔底進(jìn)入由塔頂排出，液相自塔頂進(jìn)入由塔底排出，此即逆流操作。而大尺寸的填料應(yīng)用于小塔徑中，又會產(chǎn)生液體分布不良及嚴(yán)重的壁流，使塔的分離效率降低。工業(yè)塔常用的散裝填料主要有DN1DN2DN3DN50、DN76等幾種規(guī)格。①散裝填料規(guī)格的選擇。階梯環(huán)與鮑爾環(huán)相比，其高度減少了一半，并在一端增加了一個錐形翻邊[1]。 聚丙烯階梯環(huán)填料為外徑是高度的兩倍的圓環(huán)，在側(cè)壁上開出兩排長方形的窗孔，并在一端增加了一個錐形翻邊，被切開的環(huán)壁的一側(cè)仍與壁面相連 ，另一側(cè)向環(huán)內(nèi)彎曲 ，形成內(nèi)伸的舌葉，各舌葉的側(cè)邊在環(huán)中心相搭。為此，對聚丙烯填料表面進(jìn)行處理，以提高其潤濕及傳質(zhì)性能的研究日益受到人們的重視。聚丙烯材質(zhì)填料作為塔填料的重要一類，在化工上應(yīng)用較為廣泛，與其他材質(zhì)的填料相比，聚丙烯填料具有質(zhì)輕、價廉、耐蝕、不易破碎及加工方便等優(yōu)點，但其明顯的缺點是表面潤濕性能差。塑料填料的缺點是表面潤濕性能較差，在某些特殊應(yīng)用場合，需要對其表面進(jìn)行處理，以提高表面潤濕性能。聚丙烯填料在低溫（低于0℃）時具有冷脆性，在低于0℃的條件下使用要謹(jǐn)慎，可選用耐低溫性能好的聚氯乙烯填料。塑料填料的耐腐蝕性能較好，可耐一般的無機酸、堿和有機溶劑的腐蝕。(3)塑料填料。碳鋼填料造價低，且具有良好的表面濕潤性能，對于無腐蝕或低腐蝕性物系應(yīng)優(yōu)先考慮使用；不銹鋼填料耐腐蝕性強，一般能耐以外常見物系的腐蝕，但其造價較高；鈦材、特種合金鋼等材質(zhì)制成的填料造價級高，一般只在某些腐蝕性極強的物系下使用。(2)金屬填料。陶瓷填料因其質(zhì)脆、易碎，不易在高沖擊強度下使用。(1)陶瓷填料。綜上所述，經(jīng)分析各填料特點、性能，本課題選擇散裝階梯環(huán)填料。波紋填料的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊，阻力小，傳質(zhì)效率高，處理能力大，比表面積大。波紋板片上軋成細(xì)小溝紋，可起到細(xì)分配板片上的液體、增強表面潤濕性能的作用。金屬板波紋填料是板波紋填料的主要形式。其特點是壓降低、分離效率高，特別適用于精密精餾及真空精餾裝置，為難分離物系、熱敏性物系的精餾提供了有效的手段。波紋填料按結(jié)構(gòu)分為網(wǎng)波紋填料和板波紋填料兩大類，可用陶瓷、塑料、金屬等材質(zhì)制造。規(guī)整填料種類很多，根據(jù)幾何結(jié)構(gòu)可分為格柵填料、波紋填料、脈沖填料等。環(huán)矩鞍填料將環(huán)形填料和鞍形填料兩者的優(yōu)點集于一體，其綜合性能優(yōu)于鮑爾環(huán)和階梯環(huán)，是工業(yè)應(yīng)用最為普遍的一種金屬散裝填料。(6)環(huán)矩鞍填料。矩鞍填料一般采用瓷質(zhì)材料制成，其性能優(yōu)于拉西環(huán)。將弧鞍填料兩端的弧形面改成矩形面，且兩面大小不等，即成為矩鞍填料。弧鞍填料強度較差，容易破碎，工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用不多?；“疤盍系奶攸c是表面全部敞開，不分內(nèi)外，液體在表面來那個側(cè)均勻的流動，表面利用率高，流道呈弧形，流動阻力小。(4)弧鞍填料。錐形翻邊不僅增加了填料的機械強度，而且使填料之間由線接觸為主變成以點接觸為主，這樣不但增加了填料間的間隙，同時成為液體沿填料表面流動的匯集分散點，可以促進(jìn)液膜的表面更新，有利于傳質(zhì)效率的提高。階梯環(huán)是對鮑爾環(huán)的改進(jìn)，與鮑爾環(huán)相比，階梯環(huán)高度減少了一半，并在一端增加了一個錐形翻邊。