【正文】 5℃ ； 脫碳塔操作壓力： P=； 脫碳塔操作溫度： t=27℃ ； 進(jìn)脫碳塔溶液含二氧化碳的量： 進(jìn)脫碳塔溶液溫度： 25℃ ； 閃蒸槽操作壓力：常壓； 閃蒸槽操作溫度： 25℃ ； 進(jìn)氣提塔氮?dú)鉁囟龋?30℃ ； 氣提 塔操作壓力： ； 氣 提 塔操作溫度： 25℃ ； 年工作日 300 天，其余數(shù)據(jù)根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況自定。 河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 吸收過程的工藝計(jì)算 15 原料氣在通過吸收塔的過程 中，二氧化碳?xì)怏w不斷被吸收，故氣體總量沿塔高而變，液體也因其中不斷溶入二氧化碳組分，其含量也沿塔高而變，但是塔的惰性氣體量和溶劑量是不變的。 NHD 在同樣條件下 2CO 的溶解度是碳酸丙烯的 倍，則在 25℃， 下 NHD 的溶解度為 1. 15 13 .8 15 .8 7S ? ? ?3m （標(biāo)） 3/m 凈化氣的流量為： ? ? ? ? hmYGG B / 6 1 5 5 81 322 ????? 凈化氣摩爾流量為： hk m olGq c / 2 ??? 凈化氣中 2CO 的流量為： hmyGG co 322,2 6 1 42 ???? 則被 NHD 吸收的 2CO 流量為： hmGGG cocoY / 3 3 3 8 9 3,2,1 22 ????? 被 NHD 吸收的 2CO 摩爾流量為： hk m olGq YY / ??? 則 2CO 吸收所需的 NHD 的量為： hmSGL YO / 3??? 河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 吸收過程的工藝計(jì)算 17 其摩爾流量為： hk m olMLL L LOn / ????? ? 取 NHD 中的雜質(zhì)含量為 %，則真實(shí)所需的 NHD 為： ? ? hmL / 31 ???? 其摩爾流量為： hk m olMLq L LLn / , ????? ? 根據(jù)全塔的物料恒算，求出 2CO 在液相中的摩爾比為 ? ? ? ? ,21,21 ????????LnVn q YYqXX 其摩爾分?jǐn)?shù)為： 111 ????? XXx 從塔底流出的富液量為： hk m o lqLL coY / 2 7 4 82,12 ????? 凈化氣各組分含量由 2,2, 2iiGy G? 求出，列表 表 組成 CO2 CO H2 N2 CH4 合 計(jì) 含量 % 1 全塔的熱量平衡式為 : 1 1 2 2g L S g LQ Q Q Q Q? ? ? ? 河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 吸收過程的工藝計(jì)算 18 原料氣帶入的熱量 當(dāng)氣體壓力不高時(shí)，有 ? ?1 1 112 2 .4g g g oGQ C T T? ? ? 其中氣體的比熱容1 1, 1,ig g iC C y??，而1 1 123ig i i g i g i gC a b T c T d T? ? ? ?， 查將數(shù)據(jù)代入可得氣體中各組分的比熱容，列表 表 組 分 CO2 CO H2 N2 CH4 1,igC ? ?/kJ kmol k? ? ?kk m olkJC g ???? ???????? / ?原料氣帶入的熱量為： ? ?1 100000 8 . 4 8 2 9 3 2 7 3 7 5 7 1 4 2 . 8 6 /2 2 . 4gQ k J h? ? ? ? 單位時(shí)間內(nèi)氣體的溶解熱 單位時(shí)間內(nèi)氣體的溶解熱為 1YS COGQq?? 式中2COq為二氧化碳溶于 NHD 的溶解熱，2 3 3 7 9 2 /COq kJ km ol? ? hkJQS /202067 ??? 進(jìn)塔溶液帶入的熱量 進(jìn)塔溶液帶入的熱量 ? ?1 1 11L L L oQ L C T T? ? ? 式中1LC為 NHD 的比熱容， ? ?1 54 6 /LC kJ km ol K?? ? ? ? hkJQ L /4 8 9 2 9 2 1 92 7 32 9 85 4 4 81 ????? 河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 吸收過程的工藝計(jì)算 19 凈化氣帶出的熱量 由工程上操作可知?dú)怏w出塔溫度與操作溫度相同，則 ? ?2 2 222 2 .4g g g oGQ C T T? ? ? 其中氣體的比熱容2 2 , 2,ig g iC C y??，而2 2 223ig i i g i g i gC a b T c T d T? ? ? ?， 查將數(shù)據(jù)代入可得氣體中各組分的比熱容，列表 組 分 CO2 CO H2 N2 CH4 2,igC ? ?/kJ kmol k? ? ?kk m olkJC g ???? ???????? / ?凈化氣 帶出的熱量為： ? ? hkJQ g / ???? 塔底富液帶出的熱量 塔底富液帶出的熱量 ? ?2 2 22L L L o XQ L C T T Q? ? ? ? 式中 ? ?21 54 6 /LLC C k J k m ol K? ? ?， XQ 為單位時(shí)間已溶氣體的焓，則 ? ? ? ? hkJTTCGQ OggYX co / 22,2 ??????? 由1 1 2 2g L S g LQ Q Q Q Q? ? ? ?可以求出富液帶出的熱量為 hkJQ L / 0 5 9 0 5 12 ? ?富液的溫度 2T 為： KTCL TLXL 22 22 ????????? 溶液溫度升高了 4℃ 。1 ???? 塔內(nèi)氣體的質(zhì)量流量為 hkgGq VVm / 339。1, ????? ? 采用?？颂赝ㄓ藐P(guān)聯(lián)圖計(jì)算泛點(diǎn)氣速，其橫坐標(biāo)為 , 4, 10 12. 57 8 10 1027mL Vm V Lqq ???? ? ?????? ??????? 查圖得縱坐標(biāo)為 2 0 .0 1 4VFFLLu g ?? ????? ????? 27℃時(shí)， 水的密度 399 6. 8 /W kg m? ? ， 則 9 9 6 .8 0 .9 71027WL?? ?? ? ? 查表知： DN50 塑料階梯環(huán) 1127F m??? ， 2311 4. 2 /ta m m? 2 0 . 21 2 7 0 . 9 7 1 2 . 5 7 4 . 3 0 . 0 1 49 . 8 1 1 0 2 7Fu ? ? ? ? ?? 解得 /Fu m s? 擬定操作空塔氣速 0. 6 0. 15 7 /Fu u m s?? 河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 吸收過程的工藝計(jì)算 21 由 39。 校核： 836501 8 0 0 ???dD 故所選填料規(guī)格適宜。 此時(shí)，實(shí)際操作空塔氣速 239。 填料層高度的計(jì)算 取純?nèi)軇┑牧髁繛樽钚×髁康? 倍，則 hmolLn Ln / in, 1 ??? 由 ,min 121 2nnL YYYG Xm??? ? m= 2CO 的吸收因數(shù) 2, m i n 4 0 2 . 2 4 1 . 7 2 56 7 6 . 8 0 . 6 2nCOnLA Gm? ? ?? 河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 吸收過程的工藝計(jì)算 22 氣相總傳質(zhì)單元數(shù)為： 1 1 22 2 21 1 1 1 1l n l n 1121 1OGY Y m XNY A Y m X AA?????? ??? ? ? ????????? ????? ]))(1l n[ (ln 11 1 ???? ?? ????? = 2CO —— NHD 的擴(kuò)散系數(shù) 26802680 623000 .0 7 2 3 0 .0 7 2 3 9 .5 1 0 /TD e e c m s?? ?? ? ? ? ? ? 溶解度系數(shù) H 與相平衡常數(shù) m的轉(zhuǎn)換： ? ?231 1027 0 . 0 2 7 /1 . 4 1 0 2 6 0 0 . 6 2LLH k m o l m k P aP M m?? ? ? ?? ? ? 2CO —— NHD系統(tǒng)的液 膜擴(kuò)散系數(shù)與溫度的關(guān)系為 4 0 .0 1 8 4 0 .0 1 8 3 0 0 32 . 2 3 1 0 2 . 2 3 1 0 4 . 9 4 1 0 /TLk e e m s? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 對(duì)于物理的溶解過程，有 1 1 1G G LK k Hk??,在該系統(tǒng)有 ? ?3 5 20 . 0 0 4 5 4 . 9 4 1 0 2 . 2 7 1 0 /GGK H k k m o l m k P a s??? ? ? ? ? ? ? ? ?氣相總體積吸收系數(shù)為 ? ?531 1 4 0 0 2 .2 7 1 0 0 .0 3 1 7 8 /aYGK P K k m o l m s?? ? ? ? ? ? 氣相總傳質(zhì)單元高度為： mOH UKYqOG A vn 2, ????? 填料層高度為 ： mHNZ OGOG . ???? 塔厚度的計(jì)算 本 塔 選 用 低 合 金 鋼 ， 查 得 t=27 ℃ 時(shí) 的 許 用 壓 力河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 吸收過程的工藝計(jì)算 23 ? ? 163t MPa? ? ，低合金鋼單面腐蝕裕度取 2 1C mm? ，采用雙面對(duì)接焊縫，局部探傷，取 ?? ，則筒體的設(shè)計(jì)厚度為 ? ?1 21 1 . 4 1 6 0 0 1 9 . 1 22 1 6 3 0 . 8 5 1 . 42 id tPD C m mP? ?? ?? ? ? ? ?? ? ?? 圓整后取 10mm，負(fù)偏差 1 mm? ， 則塔體的名義厚度 1 9. 12 0. 9 10 .0 2nd C m m??? ? ? ? ? 塔體的有效厚度 12 10 .0 2 0. 9 1 8. 12en C C m m??? ? ? ? ? ? ? 塔壓降的計(jì)算 在計(jì)算塔徑時(shí)，由 Ecken 關(guān)聯(lián)圖可知其橫坐標(biāo)為 ，填料的降壓因子 127P m?? ? ，則縱坐標(biāo) 2 2 61 12 7 7 12 .57 14 1 10 27VP LLuY g ??? ??? ?? ? ? ? ?? ? ??? ??? 由 Ecken 關(guān)聯(lián)圖可知 222 /P mm H O m?? 填料， 21 10 .1 32 5m m H O P a? ， 則 39。 22 2. 91 5 13 .4 7 30 02 .7 20P P D P a k P a? ? ? ? ? ? ? ? 輔助設(shè)備的計(jì)算和選型 ① 吸收塔氣體的進(jìn)料管管徑 進(jìn)塔氣流速為 smGGsv / 0 3600 , ??? 查得氣體在中壓下的流速為 15m/s，則管徑 39。查表選用 219 14mm mm? ? 鋼管 ， 出塔液管徑選 219 9mm mm? ? 鋼管。 ⑤液體分布器 這里選用盤式分布器，盤上開有 0 8d mm? 的小孔和直徑小于 15mm 的溢流管，河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 吸收過程的工藝計(jì)算 25 發(fā)布盤直徑為塔直徑的 ，則 D m? ? ? ? 盤中的液面高度為塔徑的 1/6，則 11 1 .6 0 .366CH D m? ? ? ? 開孔數(shù) 1221 8 4 . 2 151123