清水吸收丙酮填料塔的设计书

吸入管深入清水里的管长0.3m

lu20.2?0.3?0.5?15.21.362hf???0.032???1.11m

d2g0.0442?9.81局部阻力压头损失为

一个标准截止阀（全开）??6.0

一个带滤水器的底阀（全开）??2.0 三个90°弯头??0.75?3?2.25

?进口?0.5，?出口?1

u21.362h???（6.0?2.0?2.25?0.5?1）??2.22m

2g2?9.81'f管路系统总的压头损失为

?hf?hf?h'f?1.11?2.22?3.33m

气体进口压力降为

11?p1??Vmu2??1.22?15.62?148.5Pa

22气体出口压力降为

11?p2??Vmu2??1.22?15.62?74.2Pa

44吸收塔的总压力降为

?pf??p??p1??p2?4944.2?148.5?74.2?5166.6Pa 其他塔内件的压力降??p较小，在此可以忽略 扬程为

He??Z??P5166.6??hf?（15.2?0.2）??3.33?19.26m ?Lg997.043?9.81流量为

QL??L7419.6??7.44m3/h ?L997.043参考离心泵规格[7]，根据上述所计算得出的流量和扬程，选用离心泵型号为IS50-32-125，其规格为如下表5-1所示。

表5-1 IS50-32-125单级单吸离心泵规格

17

必需汽蚀余量 流量m/h 3功率/kw 转速（r/min） 轴功率 2900

1.13

电功率 2.2

扬程H/m 效率η/% (NPSH)r /m 12.5 20 60 2.0

注：准备两个离心泵，一个备用。

5.2.2 风机的计算与选取

气体流量为

QV?4000m3/h

以风机进、出口外侧为截面列伯努利方程，得

z1g?p11p12?u12?We?z2g?2?u2??Wf ?2?2将上述各项同乘以?，整理可得

2pT??We?(z2?z1)?g?(p2?p1)?（u2??pf 2-u1）2?由于较小，气体?也较小，故(z2-z1)?g项可忽略；由于以风机进、（z2-z1）?2出口外侧为截面，截面速度u1?u2?0，故（u2项可忽略；?pf?pf?p'f中，2-u1）2由于进、出口管段很短，直管阻力pf忽略不计，即

'2u1u'22?pf?p???Wf???进口???出口

22'f'由于本设计任务是吸收空气中的丙酮，混合气体直接从大气进入通风机，管

'内流速u1亦可忽略，进一步化简得

u'2' ?pf?pf???出口2吸收塔内气体的操作压力为101.6kPa，气体进入塔内要克服塔内气体的压力、填料层的压降以及气体从塔顶排出的出口压降，所以

2p2?p操作??p2??p p1?p常压

18

p2-p1??p2??p

通过一系列的简化，全风压pT整理可得

u2pT?（p2-p1）??pf??p2??p??Vm?出口22 215.6?74.2?4944.2?1.22?1??5166.8Pa2将使用条件下的风压换算为标定条件下的风压

pT0?pT1.2?Vm?5166.8?1.2 ?5082.1Pa1.22参考通风机选型使用手册[8]，根据上述计算得出的流量和全风压，选用的通风机为SL-5-45-11型物料输送型通风机，批号为No5.6，风机传动为C式传动，其规格如下表5-2所示。

表5-2 SL-5-45-11型物料输送型通风机规格

批号No 传动方式 转速/序流量/全压 内效率/(%) 需用功率/kw 型号 Y160

5.6

C

2400

7

4900

2957

56.1

8.2

M2-2

15 功率 （m/h） 3电动机 （r/min） 号 注：由于全压较大，故两台通风机串联工作。

19

设计参数一览表

表1 基础物性数据和物料衡算总表

项目

丙酮在水中的扩散系数 丙酮在空气中的扩散系数 丙酮在水中的亨利系数 丙酮在水中的溶解度系数

吸收剂的摩尔流量 混合气体的平均摩尔质量

气液相平衡常数

符号

数值与计量单位 4.28×10-6 m2/h 0.0372 m2/h 211.5 kPa 0.25kmol/(kPa·m3)

412.2 kmol/h 30.74 g/mol

2.08 4000 m3/h 0.0219 0 0.0638 0.00319 95% 3.227 kg/(m·h) 0.066 kg/(m·h) 997.043kg/m3 1.22 kg/m3 932731 kg/h2

DL DV

E

H L MVm

m

V

混合气体的体积流量 出塔液相摩尔比 进他液相摩尔比 进塔气相摩尔比 出塔气相摩尔比

回收率 水的黏度 空气的黏度 水的密度 混合气体的平均密度

水的表面张力

X1 X2 Y1

Y2

? ?L

?V ?L

?Vm

?L

20