【正文】 的溶解熱 sQ .................................................................................................. 13 1LT .............................................................................................. 14 ............................................................................................ 14 四、設(shè)備的工藝與結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計計算 .......................................................................... 16 （一）確定塔徑及相關(guān)參數(shù) ..................................................................................... 16 五、填料層高度的計算 ................................................................................................... 18 六、填料層的壓降 .......................................................................................................... 26 七 、 附屬設(shè)備及主要附件的選型 ..................................................................................... 26 ................................................................................................................. 26 2．液體分布器 ........................................................................................................ 26 3．除沫器 ............................................................................................................... 26 4．液體再分布器 .................................................................................................... 27 5．填料支撐板 ........................................................................................................ 27 6．塔的頂部空間高度 ............................................................................................. 27 3 八、設(shè)計概要表 27 九、對本設(shè)計的評價 28 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................ 28 4 化工原理課程設(shè)計任務(wù)書 碳酸丙烯酯（ PC）脫碳填料塔的工藝設(shè)計 一、設(shè)計題目 44000 設(shè)計一座碳酸丙烯酯（ PC）脫碳填料塔，要求年產(chǎn)合成氨 46000t/a。 二、操作條件 4300Nm3變換氣 / t 氨； ： CO2： ； CO： ； H2： ； N2： 。其它組分被忽略）； CO2的濃度不超過 %； 吸收劑的入塔濃度根據(jù)操作情況自選； 30℃； ； 330 天，每天 24 小時連續(xù)運行。 四、基礎(chǔ)數(shù)據(jù) （ PC） 的物理性質(zhì) 正常沸點，（℃） 蒸汽壓 粘度， mPa 設(shè)計依據(jù)： 吸收是利用各組分溶解度的不同而分離氣體混合物的操作。對與此題中的易溶氣體是 CO2 ?，F(xiàn)假設(shè)出塔氣體的溫度為 C352 ??VT ，出塔液體的溫度為 C??401LT ，并取吸收飽和度（定義為出塔溶液濃度對其平衡濃度的百分?jǐn)?shù)）為 70%，然后利用物料衡算結(jié)合熱量衡算驗證上述溫度假設(shè)的正確性 在 40℃下， CO2在 PC 中的亨利系數(shù) E40= kPa=10485 kPa 1． 出塔溶液中 CO2的濃度（ 假設(shè) 其滿足亨利定律） ? ? ? ? ? ? 0 2 9 4 2 0 4 8 5/4 4 ????? ? Epxx （摩爾分?jǐn)?shù)） 2． 根據(jù)吸收溫度變化的假設(shè)，在塔內(nèi)液相溫度變化不大，可取平均溫度 35℃下的 CO2在 PC 中溶解的亨利系數(shù)作為計算相平衡 關(guān)系的依據(jù)。 用上述關(guān)聯(lián)式計算出塔溶液中 CO2的濃度有 / k m o l P Ck m o l C O0 4 0 3 9 1 1 3 4 45 6 o gl o g2COCO22??????XX ? ?22CO11CO0 . 7 0 . 7 0 . 7 0 . 0 3 8 6 0 . 0 2 7 01 Xxx X?? ? ? ? ?? 與前者結(jié)果相比 要小，為安全起見，本設(shè)計取后者作為計算的依據(jù)。 5 8 58 2 g ???? T? mPa 二、物料衡算 PC中的溶解量 查各組分在操作壓力為 、操作溫度為 40℃下在 PC 中的溶解度數(shù)據(jù)，并取其相對吸收飽和度均為 70%，將計算所得結(jié)果列于 下表（亦可將除 CO2 以外的組分視為惰氣而忽略不計，而只考慮 CO2的溶解）： CO2溶解量的計算如下： 各個溶質(zhì) 溶解量的計算如下 ：（以 CO2為例 ） 通過第一部分已知 CO2在 40℃的平衡溶解度 / k m o lP Ck m o lC O0 4 0 2CO2 ?X ????X Nm3/m3PC 式中： 1184 為 PC 在 40℃時的密度， 為 PC 的相對摩爾質(zhì)量。其他組分 溶解度就微小，經(jīng)解吸后的殘值 可被忽略。計算結(jié)果表明， 當(dāng) 出塔凈化氣中 CO2的濃度不超過 %， 那 入塔吸收液中 CO2的極限濃度 不可超過 Nm3/m3PC，本設(shè)計取值正好在其所要求的范圍之內(nèi)，故選取值滿足要求。 CO2： 23908 =CO： 23908 =H2： 23908 =N2： 23908 =計算數(shù)據(jù)總表 氣液比 入塔氣體平均分子量 溶解氣體平均分子量 PC中的溶解量 (溶解氣量及其組成） 40℃ 組分 CO2 CO H2 N2 總量 出脫碳塔凈化氣量 進(jìn)塔帶出氣量 (V1)Nm3/h 出塔氣量 (V2)Nm3/h 溶液帶出的總氣量 (V3)Nm3/h 23908 12 溶解度， Nm3/m3PC 溶解量， Nm3/m3PC 溶解體積流量 Nm3/h 溶解氣所占的百分?jǐn)?shù) % 出塔液相帶出氣量及其組成 40℃ 溶解量， Nm3/m3PC 體積流量 Nm3/h 溶解氣所占的百分?jǐn)?shù) % 入塔氣相及其組成 30℃ 體積流量 Nm3/h 25026 溶解氣所占的百分?jǐn)?shù) % 出塔氣相的組成 35℃ （修改后） 體積流量 Nm3/h 溶解氣所占的百分?jǐn)?shù) % 入塔液相及其組成 30℃ 體積流量 Nm3/h 溶解氣所占的百分?jǐn)?shù) % 100 三、熱量衡算 在物料衡算中曾假設(shè)出塔溶液的溫度為 40℃，現(xiàn)通過熱量衡算對出塔溶液的溫度進(jìn)行校核，看其是否在 40℃之內(nèi)。具體計算步驟如