化工原理课程设计水吸收氨气

2．4 液体分布装置

液体分布装置的种类多样，有喷头式、盘式、管式、槽式及槽盘式等。

喷头式分布器如图4-16（a）所示。液体由半球形喷头的小孔喷出，小孔直径为3～10mm，作同心圈排列，喷洒角 ≤80°，直径为(1/3~1/5)D。这种分布器结构简单，只适用于直径小于600mm的塔中。因小孔容易堵塞，一般应用较少。

盘式分布器有盘式筛孔型分布器、盘式溢流管式分布器等形式。如图3-16（b）、（c）所示。液体加至分布盘上，经筛孔或溢流管流下。分布盘直径为塔径的0.6～0.8倍，此种分布器用于D<800mm的塔中。

管式分布器由不同结构形式的开孔管制成。其突出的特点是结构简单，供气体流过的自由截面大，阻力小。但小孔易堵塞，弹性一般较小。管式液体分布器使用十分广泛，多用于中等以下液体负荷的填料塔中。在减压精馏及丝网波纹填料塔中，由于液体负荷较小故常用之。管式分布器有排管式、环管式等不同形状，如图片3-16（d）、（e）所示。根据液体负荷情况，可做成单排或双排。

槽式液体分布器通常是由分流槽（又称主槽或一级槽）、分布槽（又称副槽或二级槽）构成的。一级槽通过槽底开孔将液体初分成若干流股，分别加入其下方的液体分布槽。分布槽的槽底（或槽壁）上设有孔道（或导管），将液体均匀分布于填料层上。如图片3-16（f）所示。槽式液体分布器具有较大的操作弹性和极好的抗污堵性，特别适合于大气液负荷及含有固体悬浮物、粘度大的液体的分离场合。由于槽式分布器具有优良的分布性能和抗污堵性能，应用范围非常广泛。

槽盘式分布器是近年来开发的新型液体分布器，它将槽式及盘式分布器的优点有机地结合一体，兼有集液、分液及分气三种作用，结构紧凑，操作弹性高达10:1。气液分布均匀，阻力较小，特别适用于易发生夹带、易堵塞的场合。槽盘式液体分布器的结构如图片3-16（g）所示。

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2.5 吸收剂再生方法的选择

依据所用的吸收剂不同可以采用不同的再生方法，工业上常用的吸收剂再生方法主要有减压再生，加热再生及气提再生等。

（一）减压再生（闪蒸）

吸收剂的减压再生是最简单的吸收剂再生方法之一。在吸收塔内，吸收了大量溶质后的吸收剂进入再生塔并减压，使得溶如吸收剂中的溶质得以再生。该方法最适用于加压吸收，而且吸收后的后续工艺处于常压或较低压力的条件，如吸收操作处于常压条件下进行，若采用减压再生，那么解吸操作需在真空条件下进行，则过程可能不够经济。

（二）加热再生

加热再生也是吸收剂再生最常用的方法。吸收了大量溶质后的吸收剂进入再生塔内并加热使其升温，溶入吸收剂中的溶质得以解吸。由于再生温度必须高于解吸温度，因而，该方法最适用于常温吸收或在接近于于常温的吸收操作，否则，若吸收温度较高，则再生温度必然更高，从而，需要消耗更高品位的能量。一般采用水蒸汽作为加热介质，加热方法可以依据具体情况采用直接蒸汽加热或采用缉间接蒸汽加热。

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第三章 吸收塔的工艺计算[2]

3.1基础物性数据 3.1.1液相物性数据

?L?998.2(kg/m3)

?L?1004?10?6(Pa?s)?3.6(kg/mh)

?L?72.6(dyn/cm)?940896(kg/h2) DL?1.76?10?9(m3/s) 3.1.2气相物性数据

3??1.198(kg/m) v混合气体平均密度：

?5空气黏度：?v?1.81?10(Pa?s)?0.065(kg/mh)

273K，101.3Kpa.氨气在空气中扩散系数：D0?0.17(m/s)

23.2 物料衡算，确定塔顶、塔底的气液流量和组成

20℃，101.3Kpa下氨气在水中的溶解度系数 H?0.725kmol/mkpa

3m??sE998.2???0.754 PHMSP0.725?18?101.30.015?0.0152

1?0.0150.015?(1?0.99)Y??0.000152 出塔气相摩尔比：21?0.015进塔气相摩尔比：Y1?对于纯溶剂吸收过程，进塔液相组成：X2?0 混合气体流量 ：V1?50000?273?2079.778 kmol/h

293?22.4进塔惰性气体流量： V?2079.778?(1?0.015)?2048.581 kmol/h 吸收过程属于底浓度吸收，平衡关系为直线，最小气液比可按下式计算：

Y1?Y20.0152?0.000152?L????0.746Y1??x?Vx?X(0.0152/0.754)?01e2 ??min 1em

取操作气掖比为最小气液比的1.5倍，可得吸收剂用量为：

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L?0.746?1.5?2048.581?2292.362Kmol/h

根据全塔物料衡算式:

V?Y1?Y2??L?X1?X2?

X?Y1?Y2?0.0152?1?VL?LX0.0001522?0.746?1.5?0.0134液气比 ：

WlW?2292.362?18?0.689 v50000?1.1983.3塔径的计算 3.3.1塔径的计算

考虑到填料塔内塔的压力降,塔的操作压力为101.3KPa

M?0.015?17?0.985?29?28.82?Kg/Kmol??PM101.3?103?28.82?10?3?3v?RT?8.3145??273?20??1.198?Kg/m? 液体密度可以近似取为?3L?998.2?Kg/m?采用贝恩----霍夫泛点关联式:

?u211lgfa48?t?v??g?3??0.2?A?K???WL?????v?L???L??Wv???L?

lg??u2f89.951.1980.2???9.81(0.9293)998.2?1.004????11?0.204?1.75?0.6894??1.198?8??998.2??

??0.484uf?4.893m/s u??0.5?0.8?uf

取泛点率为0.6. 即 u?0.6uf?0.6?4.893?2.936m/sD?4Vs?u?50000/(0.785?2.936?3600)?2.155?m? 11

2 D?2.2?m??2200?mm?

圆整后取