【正文】 氣體分子擴(kuò)散體積氣體CO2COH2N2CH4分子擴(kuò)散體積由表得： = = m2/h = m2/h二氧化碳在氣體中的擴(kuò)散系數(shù)： =103m2/h計(jì)算得：= = h/m2 = h/m2二氧化碳在碳酸丙烯酯中的擴(kuò)散系數(shù)： DL=108 =108 =105cm2/s=109m2/h二氧化碳在碳酸丙烯酯中的溶解度系數(shù)： H=由物熱衡算知：= =所以， H=(kPa﹒m3) 脫碳塔泛點(diǎn)速度計(jì)算 查文獻(xiàn)[16] lg[ ] =A－式中：—泛點(diǎn)空塔速度，m/s g—重力加速度， —碳酸丙烯酯粘度，（cp） —干填料因子，172m1 —碳酸丙烯酯34℃時(shí)的密度， L—碳酸丙烯酯流量， G—進(jìn)塔氣體流量，將上述各值帶入公式： lg[ ] =A－ lg[ ]=－ lg[]=所以，泛點(diǎn)空塔速度=。在石油、化工、輕工等生產(chǎn)過(guò)程中，塔設(shè)備主要用于氣、液兩相直接接觸進(jìn)行傳質(zhì)傳熱的過(guò)程。已知條件：進(jìn)塔變換氣量50000Nm3/h；；。第4章 主設(shè)備計(jì)算工業(yè)上使用填料塔較普遍，本工藝計(jì)算方法按填料塔計(jì)算。②CO2在PC中的溶解熱不能被忽略，因此，在吸收塔內(nèi)存在一個(gè)溫度分布，在塔的各個(gè)截面上，其相平衡常數(shù)各不相同，塔內(nèi)的溫度分布可通過(guò)物熱衡算算出。 =富液帶出熱：QL1= L1CPL1(TL1T0) L1=++= kg/h所以，QL1= TL1= kJ/h夾帶熱：QV夾=(TL1T0)=熱量平衡： Qv1+ Qv2 +QS=Qv2+ QL1+ QV夾 得：tL1=℃ 所以，QV夾=QL1==求得溫度與假設(shè)相近，可以接受。 出塔溶液的溫度TL1全塔物料衡算帶入的熱量（Qv1+ Q2）+溶解熱量（QS）=帶出的熱量（Qv2+ QL1+ QV夾）原料氣帶入量Qv1=V1CPV1(TV1T0)=50000247。查文獻(xiàn)[13]知溶解氣體占溶液的質(zhì)量分率： =式中：—34℃純PC的密度由計(jì)算知其量很少，因此可用純PC的密度代替溶液的密度。= 熱量衡算 在物料衡算中假設(shè)出塔液相的溫度為37℃,出塔氣相的溫度為34℃，現(xiàn)通過(guò)熱量衡算對(duì)假設(shè)的溫度進(jìn)行校核。計(jì)算結(jié)果表明，%，,本設(shè)計(jì)取值在其所需求的范圍之內(nèi)，故選值滿足要求。查文獻(xiàn)[16]知當(dāng)汽液達(dá)到平衡時(shí)：進(jìn)塔氣相摩爾比： Y1===出塔氣相摩爾比： Y2=Y1(1)=()=進(jìn)塔惰性氣體流量： =對(duì)于純?nèi)軇┪誜2=0由 VB(Y1Y2)=L(X1X2)得: X1== PC對(duì)CO2的實(shí)際溶解能力為：－＝ Nm3/m3PC 溶劑夾帶量 Nm3/m3PC計(jì)，各組分被夾帶的量如下 溶液帶出的氣量 出脫碳塔凈化氣量V1—進(jìn)塔總氣量 V2—出塔總氣量 V3—溶液帶出的總氣量 yyy3分別表示CO2相應(yīng)的體積分率查文獻(xiàn)[16]知對(duì)CO2作物料衡算有： V1=V2+V3 V1y1= V2y2+ V3y3聯(lián)立得： 計(jì)算PC循環(huán)量，有： 帶出氣體的質(zhì)量流量夾帶氣量：夾帶氣的平均摩爾質(zhì)量： =44+28+2+28+16 =夾帶氣的質(zhì)量流量：溶解氣量：溶解氣的平均摩爾質(zhì)量： =44+28+2+28+16 = kg/kmol溶解氣的質(zhì)量流量：帶出氣體的總質(zhì)量流量：+= 驗(yàn)算凈化氣中CO2含量，凈化氣中CO2的含量:，則塔頂壓強(qiáng)為,此時(shí)，CO2的分壓為： 。 碳酸丙烯酯水溶液的部分性質(zhì)（34℃）PC在水中的濃度mol%溶液焓J/mol密度g/cm3粘度mPa﹒s 碳酸丙烯酯在不同溫度下的粘度溫度，℃運(yùn)動(dòng)粘度mm2/s溫度℃運(yùn)動(dòng)粘度mm2/s溫度℃運(yùn)動(dòng)粘度mm2/s50408625303034020045151150102060 有關(guān)參數(shù)計(jì)算 變換氣量 50000m3/h 變換氣的組成及分壓成分CO2COH2N2CH4合計(jì)體積百分?jǐn)?shù)(%)組分分壓(MPa)(kg/cm2)(atm)① PC的密度與溫度的關(guān)系 = － 查文獻(xiàn)[13]知34℃時(shí)： L2 = ② CO2在PC中的溶解度關(guān)系因?yàn)槭歉邼舛葰怏w吸收，故吸收塔內(nèi)CO2的溶解熱應(yīng)考慮， MPa左右，吸收飽和度為80%時(shí)溶解熱一般升高2—3℃.假設(shè)出塔氣、入塔液的溫度相同，都為：tV2=34℃，出塔液的溫度：tL1=37℃吸收飽和度：80%用物料衡算和熱量衡算驗(yàn)證上述假設(shè)溫度查文獻(xiàn)[3]知碳酸丙烯酯在34℃時(shí)的溶解度X： lg X = lgP + － lg X = + － lg X = X= = = 式中： —出塔溶液的密度（近似取純PC34℃時(shí)的密度） 34℃時(shí)PC蒸汽壓P=（t+）=28Pa與操作總壓()及CO2的氣相分壓()相比很小，故可認(rèn)為PC不揮發(fā)。提高R值后雖然可降低溶劑循環(huán)量，但也必須考慮R值增加后，相應(yīng)的塔高也將增加，這樣，在工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)針對(duì)具體工況進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后再選取合理的R值，工業(yè)上，吸收飽和度R值一般取70～80%之間[8]。當(dāng)碳酸丙烯酯溶液中有雜物時(shí)，設(shè)計(jì)中設(shè)有碳酸丙烯酯過(guò)濾器，將雜物濾出，以保證生產(chǎn)正常進(jìn)行。因此只有在互溶范圍內(nèi)，溶劑蒸汽才能有效溶于水中。目前，工業(yè)上回收氣流中溶劑蒸汽的方法，主要采用水洗滌法，該法使含有溶劑蒸汽的氣體通過(guò)水洗滌塔，使溶劑蒸汽溶解于水中成為稀的碳酸丙烯酯水溶液，生產(chǎn)上俗稱(chēng)為稀液。這部分溶劑蒸汽在通過(guò)絲網(wǎng)除霧器時(shí)并不能捕集回收下來(lái)。與吸收塔的氣液物料濃、稀端正好相反，在汽提塔的操作過(guò)程中，氣液濃端均在塔上部，而氣液物料的稀端都在塔下部[7]。因此，可在一只氣液逆流接觸的塔式設(shè)備內(nèi)進(jìn)行。汽提塔的作用是，以惰性氣體吹洗溶劑，使溶劑中殘留二氧化碳、硫化氫等酸性氣體的含量得到進(jìn)一步降低。液體從上一層塔盤(pán)的中心降液管下來(lái)，由邊緣降液管流下，再下一層塔盤(pán)上，再轉(zhuǎn)為中心管降液，液體在各層塔盤(pán)上依次做離心或向心的徑向運(yùn)動(dòng)。此時(shí)解吸出來(lái)的二氧化碳?xì)饬靠山频匕炊趸荚谔妓岜ブ邢嗥胶馐竭M(jìn)行計(jì)算。再生塔內(nèi)的真空度由外接真空裝置調(diào)節(jié)。針對(duì)以上情況，為提高脫碳裝置二氧化碳回收率，減少碳酸丙烯酯損失，防止因空氣吹入而帶來(lái)了硫化氫氧化副反應(yīng)的發(fā)生，減少腐蝕、堵塞、降解等不良作用，以常壓—真空解吸的碳酸丙烯酯再生方法代替解吸—空氣汽提再生方法使必要的。真空再生：常壓解吸—空氣汽提碳酸丙烯酯溶劑再生工藝存在著一些缺點(diǎn)，由于碳酸丙烯酯富液中殘留的二氧化碳等氣體靠大量空氣汽提趕走，因而給生產(chǎn)過(guò)程帶來(lái)許多副作用：①采用常解壓空氣汽提再生工藝，二氧化碳的回收率不高，一般為70%左右；②空氣汽提的氣量一般為碳酸丙烯酯富液的6～10倍，大量空氣帶走碳酸丙烯酯霧沫，造成溶劑的訊號(hào)增加、損耗增加，其損耗量約占整個(gè)碳酸丙烯酯溶液損耗的一半，從而增加了運(yùn)行費(fèi)用；③由于采用空氣汽提，碳酸丙烯酯貧液中溶解的氧使吸收后的凈化氣中氧含量增加，%～%，影響了后工序銅洗操作，使銅比下降，銅液循環(huán)量比生產(chǎn)碳銨時(shí)增加近20%；④小合成氨廠變換氣中硫化氫的含量一般在80～150mg/m3(標(biāo))，在脫碳時(shí)這些硫化氫也被吸收，經(jīng)空氣汽提時(shí)，便以單質(zhì)硫析出，造成堵塞管道和填料，影響工藝操作的正常進(jìn)行，嚴(yán)重時(shí)不得不停車(chē)進(jìn)行清理。所以溶劑的再生度要求較高。汽提所用的惰性氣體為空氣。常壓閃蒸后的溶劑再經(jīng)過(guò)汽提的再生工藝，是目前碳酸丙烯酯脫碳工藝中采用最普遍的一種。在低于吸收操作壓力下時(shí)溶于溶劑中的氣體解吸出來(lái)時(shí)物理溶劑再生中最常用的方法。碳酸丙烯酯溶液的再生原理：，碳酸丙烯酯吸收二氧化碳基本上符合亨利定律：,提