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1、一、概述：吸取是利用各组分溶解度的不同而分别气体混合物的操作。混合气体与适当的液体接触，气体中的一个或几个组分便溶解于液体中而形成溶液，于是原组分的一局部气体分别。对与此题中的易溶气体是 CO2 。依题意：年工作日以 330 天，每天以 24 小时连续运行计，合成氨原料气处理量为 23500m3/ h。变换气组成及分压如下表表 变换气的组成及分压成分CO2COH2N2CH4体积百分数(%)27.50003.680050.000018.10000.7200组分分压(MPa)0.440.0590.80.290.0115(kgf/cm2)4.4880.6028.162.9580.117工业上脱除二氧
2、化碳的方法主要有物理吸取法，化学吸取法，物理化学吸取法。本次设计是小合成氨厂原料气中二氧化碳的脱除，化学吸取法对工人素养要求较高，因此承受物理吸取法。物理吸取法适合于 CO2分压较高，净化度要求低的状况，再生时不用加热，只需降压或汽提，总能耗比化学吸取法低，但 CO 分别回收率低，在脱 CO 前需将硫化物去除。物理吸22收是利用原料气中的溶质(CO )在吸取剂中的溶解度较大而除去的方法。一般吸取承受高压及2低温，解吸时承受减压或升温，减压解吸所需再生能量相当少。此法的关键是选择优良的吸收剂。所选的吸取剂必需对 CO 的溶解度大、选择性好、沸点高、无腐蚀、无毒性、性能稳2定。典型的物理吸取法有加
3、压水洗法、N 甲基吡咯烷酮法、低温甲醇法、碳酸丙烯酯法(Flour2法)等。碳酸丙烯酯法是碳酸丙烯酯为吸取剂的脱碳方法。碳酸丙烯酯对 CO 、H S 的溶解度较大，22具有溶解热低、黏度小、蒸汽压低、无毒、化学性质稳定、无腐蚀等优点。此法 CO的分别2回收率较高，能耗低已得到小合成氨厂的广泛应用，经过各种方法的比较，最终选择用碳酸丙烯酯法吸取二氧化碳。二、生产流程说明碳酸丙烯酯脱碳工艺流程一般由吸取、闪蒸、汽提即溶剂再生和气相中带出的溶剂回收等局部组成。见以以下图参考4吸取过程：由氮氢压缩工段来的约 1.6MPa 的变换气，经油分别器再次分别气体中的油沫后，从脱碳塔底部进入，变换气与塔中喷淋的
4、碳酸丙烯酯液逆流接触，12变换气中大局部的二氧化碳被碳酸丙烯酯溶液吸取，出脱碳塔的净化气中含CO298% 由汽提鼓风机补入防腐空气后常解气含 CO295.7%(干基 CO2 气体含氧量为 0.5 0.6%)，再经罗茨鼓风机加压后，送至洗涤塔上洗去气体中夹带的碳酸丙烯酯雾沫后送往尿素装置的 CO2 压缩工段。常解后的碳酸丙烯酯溶液溢流进入常解再生塔下塔顶部与汽提鼓风机送入塔内的空气逆流接触，进一步气提出残留于富液的二氧化碳。汽提气经洗涤塔下塔去气体中的碳酸丙烯酯雾沫后放空。出常解再生塔的碳酸丙烯酯贫液至中间贮槽再经脱碳泵加压到约 2.1MPa,经溶剂冷却器冷至 35送入脱碳循环使用。闪蒸是在低于
5、吸取操作压力下使溶于溶剂中的气体解吸出来的过程。是物理溶剂再生方法中最常用的方法。闪蒸的另一目的是为了回收溶于溶剂中的某些气体组分，如：氢气、甲烷等。由于各种气体组分在碳酸丙烯酯中具有不同的溶解度和平衡规律，因此可以通过把握闪蒸压力来把握闪蒸气中各组分的比例及各组分的解吸量。一般状况下，难溶气体易于闪蒸解吸。依据这个原理，可通过一至几级不同压力等级的减压，使溶于溶剂中的不同气体组分在解吸时得到相对是分别和提纯，这样，工业上就可以按要求分别回收到各种气体组分。闪蒸级数确实定往往与回收气体的种类、数量和纯度有关，每一级的闪蒸压力都不同。从吸取塔富液的第一级闪蒸到压力递减到常压。各级闪蒸压力在确定后
6、，假设溶剂 在该闪蒸气中有充分的停留时间，那么溶于该溶剂中的各种气体组分将充分解吸， 直接趋近于这些气体在该温度、该组分气相分压时的平衡溶解度。如在合成氨变换气的脱碳工艺上，往往设置二级至三级减压闪蒸。第一级减压闪蒸如0.5MP a是为了回收溶于溶剂中的氢气和氮气，其次级减压闪蒸如常压是为了回收二氧化碳，同时使溶剂中的酸气二氧化碳等浓度降低，以到达再生溶剂的目的。当原料气中二氧化碳分压为 0.5MP 左右时，经溶剂吸取，再通过减压闪蒸包括a常压闪蒸，一般可将二氧化碳吸取量的75%左右解吸出去，剩余的25%左右将从汽提塔中吹出。如生产上需要多回收一些高纯度的二氧化碳气体。可在常压闪蒸后再增设真空
7、闪蒸。吸取过程和溶剂再生过程是碳酸丙烯酯脱碳脱硫工艺中最根本的两个环节。碳酸丙烯酯溶液的再生原理：当二氧化碳分压在 2.0MP 以下时，碳酸丙烯酯吸取a二氧化碳根本上符合亨利定律：CCO2= H PCOCO22,提高吸取压力，平衡溶解度增加，对原料气净化有利。与吸取过程相反，降低压力可使溶解在碳酸丙烯酯中的二氧化碳气体解吸出来，溶解在碳酸丙烯酯中的二氧化碳等气体的解吸过程即称为碳酸丙烯酯富液的再生。在低于吸取操作压力下时溶于溶剂中的气体解吸出来时物理溶剂再生中最常用的方法。再生度是指碳酸丙烯酯富液经再生后，残留在溶剂中的二氧化碳的含量，含量越低，则再生度越高。常压闪蒸后的溶剂再经过汽提的再生工
8、艺，是目前碳酸丙烯酯脱碳工艺中承受最普遍的一种。我国合成氨厂配尿素、纯碱的脱碳工艺根本上如此。汽提所用的惰性气体为空气。为了保证吸取工序后净化气中二氧化碳含量在 2%左右。所以溶剂的再生度要求较高。脱碳过程中的能量回收：在碳酸丙烯酯脱碳过程中，有汽液料的升压和降压过程，为了合理承受工艺本身的能量再流程图上，应考虑相应的能量回收装置。真空再生主要设备为真空再生塔。再生再生塔内的真空度由外接真空装置调整。当溶剂温度确定时，真空度越大，从溶剂中解吸出来的二氧化碳等气体量也越多，溶剂再生越完全。此时解吸出来的二氧化碳气量可近似地按二氧化碳在碳酸丙烯酯中相平衡式进展计算。再生塔是溶解气体从溶剂中解吸出来
9、的装置，依据工艺流程的需要，选择不同的塔型，在承受常解压汽提再生流程时，再生塔常解局部时淋降板式塔，汽提局部承受填料塔，而真空再生流程则全部为淋降板式塔型，承受淋降板式构造优点在于增加解吸外表积，利于溶剂中溶解气体解析完全。液体从上一层塔盘的中心降液管下来，由边缘降液管流下，再下一层塔盘上，再转为中心管降液，液体在各层塔盘上依次做离心或向心的径向运动。塔盘设有不同高度的溢流堰，以减3少每段行程长度，降低每段行程的液面落差。汽提塔的作用是，以惰性气体吹洗溶剂，使溶剂中残留二氧化碳、硫化氢等酸性气体的含量得到进一步降低。汽提过程实际上是吸取的逆过程。因此，可在一只气液逆流接触的塔式设备内进展。工业
10、上大多承受填料塔。与吸取塔的气液物料浓、稀端正好相反，在汽提塔的操作过程中，气液浓端均在塔上部，而气液物料的稀端都在塔下部。随工艺气体带出的溶剂出了以雾沫气体中的雾沫一般是指直径在 50m 以上的液滴，它可以通过网除雾器等简洁的装置将这些液滴从气体中捕集下来形式 带出以外，另一种形式是溶剂蒸汽。这局部溶剂蒸汽在通过丝网除雾器时并不能 捕集回收下来。因此需要在工艺上另行考虑回收装置。目前，工业上回收气流中 溶剂蒸气的方法，主要承受水洗涤法，该法使含有溶剂蒸气的气体通过水洗涤塔， 使溶剂蒸气溶解于水中成为稀的碳酸丙烯酯水溶液，生产上俗称为稀液。该法因 基于水和碳酸丙烯酯的局部互溶性。因此只有在互溶
11、范围内，溶剂蒸气才能有效 溶于水中。循环洗涤法是指水中溶剂浓度在把握指标以下时，用泵输送到回收塔中连续循环，使气体中的溶剂蒸汽不断溶于循环稀液内，直到稀液中溶剂浓度到达把握指标时才注入循环溶剂中回收常解气、汽提气中碳酸丙烯酯雾沫的稀液，当在洗涤塔中循环浓度达12%时， 即参与至中间贮槽中回收作碳酸丙烯酯补充使用。当碳酸丙烯酯溶液中有杂物时， 设计中设有碳酸丙烯酯过滤器，将杂物滤出，以保证生产正常进展。在碳酸丙烯酯脱碳过程中，有气液物料的升压和降压过程，为了合理承受工艺本身的能量，在流程上，应考虑相应的能量回收装置。在整个工艺流程中，要适当调整吸取气液比，吸取气液比是指单位时间内进吸取塔的原料气
12、体积标态与进料贫液体积工况下之比，该比值在某种程度上也是反映生产力气的一种参数。由于单位体积溶剂在确定条件下，所吸取的酸性气体量根本为确定值，因而在其他条件不变的状况下，净化气中二氧化碳净化度明显的随着气液比的削减而增加。对填料塔而言，加大气液两相的接触面积可以提高吸取饱和度，加大气液接 触面积的措施一般可通过增大填料容量或选择比外表积较大的填料来实现。提高 R 值之后虽然可降低溶剂循环量，但也必需考虑R 值增加后，相应的塔高也将增加， 这样，在工程设计中，应针对具体工况进展技术经济比较后再选取合理的 R 值， 工业上，吸取饱和度 R 值一般取 7080%之间。对于整个工艺过程，气体的净化程度
13、也是一项重要的指标，溶剂贫度主要对气体净化程度有影响。溶剂贫度是指再生溶剂中某关键组分含量大小，以气体标4准体积/体积溶剂表示，在脱碳工艺中，关键组分为二氧化碳，溶剂贫度是指二氧化碳在贫液中的含量。溶剂贫度的大小主要取决于汽提过程的操作。当操作温度确定后，在气液相有充分接触面积的状况下，溶剂贫度与惰性气量有直接关系， 汽提气液比愈大，则溶剂贫度值愈小，但不能过分的加大汽提气液比。这样会增加经济负担。惰性气量到底以多少为宜，以满足溶剂贫度的要求为准。在实际生产中，常压闪蒸后的溶剂中，一般二氧化碳含量为 2.03.0m3(标)/m3 溶剂左右。此时，汽提气液比把握在 612 即可，使 C1 到达所
14、需程度。三、计算前的预备21. CO 在 PC 中的溶解度关系温度 t，亨利系数 E101.3-1kPa2581.1326.781.737.8101.740103.550120.8CO2 在 PC 中亨利系数数据120E = (1.6204t + 39.594)101.3kPa1101009080253035404550作图得：亨利系数与温度近似成直线，且 E = (1.6204t + 39.594)101.3 kPa由于高浓度气体吸取，故吸取塔内 CO2 的溶解热不能被无视。现假设出塔气体的温度为TV 2= 35C ，出塔液体的温度为TL1= 40C ，并取吸取饱和度定义为出塔溶液浓度对其平
15、衡浓度的百分数为 70%，然后利用物料衡算结合热量衡算验证上述温度假设的正确性240在 40下，CO 在 PC 中的亨利系数 E=103.5101.3 kPa=10485 kPa51出塔溶液中 CO2 的浓度假设其满足亨利定律x = 0.7x*11= 0.7(p / E )= 0.7(440 /10485)= 0.7(0.0427)= 0.0294 摩尔分数2依据吸取温度变化的假设，在塔内液相温度变化不大，可取平均温度35下的 CO2 在 PC 中溶解的亨利系数作为计算相平衡关系的依据。即：E= (1.6204 35 + 39.594)101.3 = 9756kPa35CO2 在 PC 中溶解
16、的相平衡关系，即：log XCO2= log pCO2+ 644.25 - 4.112T式中： XCO2为摩尔比，kmolCO /kmolPC； p2CO2为 CO2 的分压，kgf/cm2；T 为热力学温度，K。用上述关联式计算出塔溶液中 CO2 的浓度有lg XCO2= lg 4.488 +644.25 - 4.112 = -1.4313.15X= 0.0396kmolCOCO22/kmolPCx = 0.7 x* = 0.7 11XCO1+ X 2= 0.7 (0.0386 )= 0.0270CO2与前者结果相比要小，为安全起见，本设计取后者作为计算的依据。结论：出料 x1= 0.027
17、0摩尔分数2. PC 密度与温度的关系利用题给数据作图，得密度与温度的关联表达式为 = 1223 - 0.9858t 式中 t 为温度，； 为密度，kg/m3温度，015254055r kg/m31224120711981184116961230122012101200119011801170y = -0.9858x + 1223116001020304050603. PC 蒸汽压的影响依据变换气组成及分压可知，PC 蒸汽压与操作总压及 CO2 的气相分压相比均很小，故可无视。4. PC 的粘度log m = -0.822 +185.5mPasT 为热力学温度，KT - 153.15. 工艺流
18、程确定：本次吸取承受逆流吸取的方法。四、物料衡算1. 各组分在 PC 中的溶解量查各组分在操作压力为 1.6MPa、操作温度为 40下在 PC 中的溶解度数据，并取其相对吸取饱和度均为 70%，将计算所得结果列于下表亦可将除 CO2 以外的组分视为惰气而无视不计，而只考虑 CO2 的溶解：CO2 溶解量的计算如下：各个溶质溶解量的计算如下：以 CO2 为例7通过第一局部 CO 在 40的平衡溶解度 X= 0.0402kmolCO /kmolPC2CO220.0396 22.4XCO 2= 0.0396kmolCO/kmolPC =2102.09 /1184= 10.29Nm3/m3PC式中：1
19、184 为 PC 在 40时的密度，102.09 为 PC 的相对摩尔质量。CO2 的溶解量为10.29-0.150.7=7.1 Nm3/m3PC组分CO2COH2N2CH4合计组分分压，MPa0.440.0590.80.290.01151.6溶解度，Nm3/m3PC10.290.0240.250.200.02010.784溶解量，Nm3/m3PC7.10.01680.1750.140.0147.446溶解气所占百分数%95.350.22562.351.880.188100.00说明：进塔吸取液中CO2 的残值取 0.15 Nm3/m3PC，故计算溶解量时应将其扣除。其他组分溶解度就微小，经解
20、吸后的残值可被无视。平均分子量：入塔混合气平均分子量：M= 44 0.275 + 28 0.00368 + 2 0.5 + 28 0.181 + 16 0.0072 = 19.364kg/kmolm1溶解气体的平均分子量：M= 44 0.9535 + 28 0.002256 + 2 0.0235 + 28 0.0188 + 16 0.0188 = 42.62kg/kmols2. 溶剂夹带量 Nm3/m3PC以 0.2 Nm3/m3PC 计，各组分被夹带的量如下：CO2：0.20.275=0.055 Nm3/m3PCCO：0.20.0368=0.0072 Nm3/m3PC H2： 0.20.5=
21、0.1 Nm3/m3PCN2： 0.20.181=0.0362 Nm3/m3PCCH4：0.20.0049=0.00143. 溶液带出的气量 Nm3/m3PC8各组分溶解量：CO2：7.1 Nm3/m3PC95.35%CO：0.0168 Nm3/m3PC0.2256%H2：0.175 Nm3/m3PC2.35%N2：0.14Nm3/m3PC1.88%CH4：0.014Nm3/m3PC0.188%7.446Nm3/m3PC100%夹带量与溶解量之和：CO2：0.055+7.1=7.155Nm3/m3PC93.58%CO：0.0077+0.0168=0.02452 Nm3/m3PC0.32%H2：
22、0.1+0.175=0.275Nm3/m3PC3.69%N2：0.0362+0.14=0.1762 Nm3/m3PCCH4： 0.00144+0.014=0.01544Nm3/m3PC2.37%0.21%7.646Nm3/m3PC100%4. 出脱碳塔净化气量以V 、V 、V 分别代表进塔、出塔及溶液带出的总气量，以 y 、y 、y分别代123123表 CO2 相应的体积分率，对CO2 作物料衡算有：V1 =23500 Nm3/ hV = V + V123V y= V y1 122+ V y33联立两式解之得V =V (y -y )/(y -y )=23500(0.2750.011)/(0.9
23、3580.011)=6708.48Nm3/h311232V2 = V1 - V3 =16791.52 Nm3/ h5. 计算 PC 循环量因每 1 m3PC 带出 CO2 为 7.155Nm3 ，故有：9L=V y /7.155=6708.480.9358/7.155=877.4m3/h3 3操作的气液比为 V /L=23500/877.4=26.78416. 验算吸取液中 CO 残量为 0.15 Nm3/m3PC 时净化气中CO 的含量22取脱碳塔阻力降为 0.3kgf/cm2，则塔顶压强为 16.32-0.3=16.02 kgf/cm2，此时22CO 的分压为 p= 16.02 0.011
24、 = 0.1762 kgf/cm2，与此分压呈平衡的 CO 液相浓CO2度为：lg XCO2= lg pCO2+ 644.25 - 4.112Tlg XCO2= lg 0.1762 +644.25 - 4.112 = -3.083303.15X= 0.0008257kmolCOCO22/kmolPC= 0.0008257 22.4102.09 /1193= 0.216Nm3CO /m3 PC 0.15Nm3CO /m3 PC22式中：1193 为吸取液在塔顶 30时的密度，近似取纯 PC 液体的密度值。计算结果说明，当出塔净化气中CO2 的浓度不超过 0.5%，那入塔吸取液中CO2 的极限浓度
25、不行超过 0.216 Nm3/m3PC，本设计取值正好在其所要求的范围之内，应选取值满足要求。入塔循环液相CO2：877.40.15=131.617. 出塔气体的组成出塔气体的体积流量应为入塔气体的体积流量与 PC 带走气体的体积流量之差。CO2：235000.275-7.155877.4=189.7Nm3/h1.1%CO：235000.0368-0.02452877.4=843.3Nm3/h5%H2：235000.5-0.275877.4=11508.7Nm3/h68.5%N2：235000.181-0.1762877.4=4098.9Nm3/h24.4%CH4：235000.0072-0.
26、01544877.4=155.65 Nm3/h0.93%16796.25Nm3/h100%10五、热量衡算在物料衡算中曾假设出塔溶液的温度为 40，现通过热量衡算对出塔溶液的温度进展校核，看其是否在 40之内。否则，应加大溶剂循环量以维持出塔溶液的温度不超过 40。具体计算步骤如下：1. 混合气体的定压比热容CpV抱负气体的定压比热容： C= a + b T + c T 2 + d T 3 ，其温度系数如下表：系数aBcdCp130 Cp232piiiiiCO24.7281.75410-2-1.33810-54.09710-98.929/37.388.951/37.48CO7.373-0.30
27、710-26.66210-6-3.03710-96.969/29.186.97/29.18H26.4832.21510-3-3.29810-61.82610-96.902/28.906.904/28.91N27.440-0.32410-26.410-6-2.7910-96.968/29.186.968/29.18CH44.568-0.87510-23.36110-53.40710-94.894/20.274.894/20.49表中 Cp 的单位为kcal/kmol/kJ/kmol进出塔气体的比热容CpV 1= Cypii= 37.38 0.275 + 29.18 0.0368 + 28.90
28、0.5 + 29.18 0.181 + 20.27 0.0072= 31.38kJ/kmolCC=C ypv2pi i=37.48 0.011+29.18 0.05+28.91 0.685+29.18 0.244+20.49 0.0093=28.99KJ/Kmol2. 液体的比热容CpL溶解气体占溶液的质量分率可这样计算：质量分率为(7.446 22.4) 42.621184= 0.012 = 1.2%其量很少，因此可用纯 PC 的比热容代之。本设计题目中C= 1.39 + 0.00181(t -10) kJ/kgpl11CpL1CpL2= 1.39 + 0.00181(t -10)= 1.3
29、9 + 0.00181(40 -10)= 1.444kJ/kgC= 1.39 + 0.00181(t -10)= 1.39 + 0.00181(30 -10)= 1.426kJ/kg C文献查得CpL= 0.3499 + 0.0009863tkJ/kg,据此算得：C= 0.3894 kJ/kg； C= 0.3795 kJ/kgpL1pL 2本设计承受前者。3. CO2的溶解热QsD H= 4.59 676 4.187 = 12992 kJ/kmolCOCO22文献查得D HCO2= 14654kJ/kmolCO试验测定值2本设计承受后者。CO2 在 PC 中的溶解量为 7.1877.4=622
30、9.54Nm3/h=278kmol/h故 Qs=14654278=4073812kJ/h4. 出塔溶液的温度TL1设出塔气体温度为 35，全塔热量衡算有：12s带入的热量Q+Q+ 溶解热量Q = 带出的热量Q+QVLV2L1Q=V C(T T )=2350031.3830/22.4=987629 kJ/hv11pv1v10Q=L C(T T )=877.411931.42630=44779460kJ/hL22pL2L20Q=V C(T T )=1679628.9935/22.4=760806kJ/hv22pv2v20Q=L C(T T )=10591671.44T=1525200.48 T k
31、J/hL11pL1L10L1L1式中：L =877.41193+(6708-0.2877.4)42.62/22.4=1059167 kg/h1987629+44779460+4073812=760806+1525200TL1T =32L1现均按文献值作热量衡算，即取C= 0.3894kJ/kg； C= 0.3795pL1pL 2kJ/kgQ=V C(T T )=2350031.3830/22.4=987629kJ/hv11pv1v10Q=L C(T T )=877.411930.379530=11917115kJ/hL22pL2L2012Q=V C(T T )=1679628.9935/22.
32、4=760806kJ/hv22pv2v20Q=L C(T T )=10591670.3894T=412440T kJ/hL11pL1L10L1L1式中：L =9921193+(7667-0.2992)42.78/22.4=1197720 kg/h1987629+11917115+4073812=760806+412440TL1T =39.5 与理论值比较后，取T =39.5L1L1六、设备工艺与构造尺寸的设计计算1 确定塔径及相关参数4Vp usD =u = (0.5 0.8)uF塔底气液负荷大，依塔底气液负荷条件求取塔径承受 Eckert 通用关联图法求取泛点气速uF，并确定操作气速。入塔混
33、合气体的质量流量 V=(2350022.4)19.364=20315 kg/h19.368 为入塔混合气体的平均分子量8.685 为出塔混合气体的平均分子量M= 44 0.275 + 28 0.0368 + 2 0.5 + 28 0.181 + 16 0.0072 = 19.364kg/kmolm1M= 440.011+28 0.05+20.685+28 0.0.244+160.0093= 8.685kg/kmolm2塔底吸取液的质量流量 L=1059167kg/h(入塔混合气的密度未考虑压缩因子r= pMVm1/ RT =1.6 106)19.364 /(8314 303.15)= 12.2
34、9kg/m3吸取液的密度rL= 1184kg/m3 40吸取液的粘度，依下式计算得到：lg m= -0.822 +185.5= -0.822 +185.5= 0.374LT - 153.1308.15 - 153.1m= 2.368 mPas平均温度 35时的值L选 D 50 mm 塑料鲍尔环米字筋，其湿填料因子f = 120m-1 ，空隙率e = 0.90 ，g比外表积at= 106.4m2 /m3 ，Bain-Hougen 关联式常数 A = 0.0942，K = 1.75 。13（1） 选用 Eckert 通用关联图法求解 uFvl关联图的横坐标： r / r 0.5L/V=(12.29
35、/1184)0.51059167/20315=5.3121承受 Ecekert 通用关联图法计算泛点气速 uF。通用填料塔泛点和压降的通用关联图如下：附图填料塔泛点和压降的通用关联图引自化工原理图中 u0空塔气速，m /s；湿填料因子，简称填料因子，1 /m； 水的密度和液体的密度之比； g重力加速度，m /s2；V、L分别为气体和液体的密度，kg /m3；wV、wL分别为气体和液体的质量流量，kg /s。14此图适用于乱堆的颗粒形填料，如拉西环、弧鞍形填料、矩鞍形填料、鲍尔环等， 其上还绘制了整砌拉西环和弦栅填料两种规整填料的泛点曲线。对于其他填料， 尚无牢靠的填料因子数据。查 Eckert
36、 通用关联图得纵坐标值为 0.0025，u 2yf ru 2 (1000 /1184)120 12.83即： FV m 0.2 =F 2.3680.2= 0.0025grL L9.811184u= 0.14m/sF（2） 选用 Bain-Hougen 关联式求解 uFu 2 a r L 1/ 4 r1/ 8lgF t V m 0.2 = A - K V g e 3 rL L V rL u 2106.4 12.29 1059167 1/ 4 12.29 1/ 8lgF 2.3680.2 = 0.0942 -1.759.81 0.93 1184 20315 1184 u= 0.12m/sF取u=
37、0.14m/sF则u的取值范围0.07 0.11m/s依据设计 u=0.1m/s2 求取塔径Vs=23500(0.1013/1.6)(303.15/273.15) =0.4584m3/s D=(40.4584/3.140.1)0.5=2.4165m本次设计取 D=2600mm3 核算操作气速u=4Vs/3.14D2=40.4584/3.142.62=0.0864m/s4 核算径比D/d=2600/50=521015满足鲍尔环的径比要求155 校核喷淋密度承受聚丙烯填料外表L=MWRa喷，mint =0.08106.4=8.512m3/(m2.h)10591671193pL =2.62 喷4=
38、167.22 8.512m3 /(m 2 h) 满足要求七、填料高度的计算1. 计算前的预备塔截面积=0.785D2=5.307 因其他气体的溶解度很小，故将其他气体看作是惰气并视作为恒定不变，那么，惰气的摩尔流率GG=23500(1-0.275)/(22.43600)=0.0398kmol/(m2s)又溶剂的蒸汽压很低，无视蒸发与夹带损失，并视作为恒定不变，那么有L=877.41193/(102.0936005.307)=0.5367kmol/(m2s)0.15 / 22.4y= 0.011 ， x22= 0.15 / 22.4 + 1193 /102.09= 0.000573吸取塔物料衡算
39、的操作线方程为-yxG Y1 - 2 = L X -22y1 - x2将上述数据代入操作线方程，整理得Y = 13.485 X + 0.0034选用填料层高度计算预备：（1） 两相摩尔流率与质量流率的转换气相平均分子量为： 44y + (1- y)M惰M= 1 (M惰2底惰+ M)顶惰2= 1 28 3.68 + 2 50 + 28 18.1 + 16 0.75 + 28 5 + 2 68.5 + 28 24.4 + 16 0.93 3.68 + 50 + 18.1 + 0.755 + 68.5 + 24.4 + 0.93= 1 (9.95 + 9.86)= 9.9 216气相平均分子量为：34.1y+9.9 VG=(34.1y+9.9)GL= 102.09L 稀溶液G（2） CO2 在气相和液相中的集中系数气相：分两步进展，定性温度取 32.5。首先计算 CO2 在各组分中的集中系数，然后再计算其在混合气体中的集中系数。计算公式如下：111/ 24.36 10-5 T 1.50 +D=( M AMB )CO2-ipVtA)1/ 3+ (VB)1/ 3 24.36 10-5 (32.5+273)1.50(1/44+1/28)D=8.67 10-7 m2 /SCO2-co(341/3 +30.71/3 )21600DCO2