合成氨原料气脱碳及再生工艺设计论文

I??8?33?Di??e??e???1600?8.12??8.12?1.33?1010mm4

84)圆筒的应力

???PCDi1.4?1600????69.0MPa4?ei4?8.21 29

5 解吸过程的工艺计算

解吸过程就是溶剂的再生过程。解吸过程一般包括闪蒸和气提两部分。

5.1物料恒算

5.1.1闪蒸过程的物料恒算

25℃,26.66kpa下二氧化碳在碳酸丙烯的溶解度为0.82m（标）/m3。NHD在同样条件下CO2的溶解度是碳酸丙烯的1.15倍，则在NHD的溶解度为

3

S?1.15?0.82?0.943m3（标）/m3

故闪蒸后溶解在NHD中的CO2为

GY2?L1S?184.2?0.943?173.7m3/h 换算成摩尔流量为7.75kmol/h

则解吸出的CO2为 G3?GY1?GY2?2909.4?173.7?2735.7m3/h 在闪蒸槽中CO2的回收率

??G32735.7?100%??100%?94% GY12909.4 流出闪蒸槽溶液的摩尔流量为

L3?727.7?7.75?735.45kmol/h

设溶液在闪蒸槽中停留的时间为5s，则闪蒸器的存液容积为

V?

L1?184.2?5??0.26m3 36003600

5.1.2气提过程的物料恒算

从闪蒸槽出来的即为气提塔的进液量，则溶液中CO2的摩尔分数

X1?7.75?0.034 735.5要求出塔液中CO2的摩尔分数X2?0.001，设此时剩下的CO2的摩尔分数为xkmol/h，则由

x?0.001 ? x=0.73kmol/h

727.7?x则出塔气中CO2的量为

GY3?GY2?x?173.7?0.73?22.4?157.15m3/h

其摩尔流量 qn,Y3?GY322.4?7.02kmol/h

' 令氮气的进气量为GB进液的气液比取6~12，这里取6，则

' GB?6L1?6?184.2?1105.2m3/h

'?其摩尔流量qB1105.2?49.34kmol/h 22.4则出塔气中CO2的摩尔分 y2?qn,Y3'qn,B?qn,Y3?7.02?0.125

49.34?7.02出塔液摩尔流量 L4?727.7?0.73?728.43kmol/h

5.2热量恒算

5.2.1闪蒸过程的热量恒算

由吸收塔的计算可知进闪蒸槽溶液的热量 QL2?14269139.99kJ/h ①二氧化碳的解吸热

CO2的解吸热为

'QS?GY122.4?qCO2?2735.7?33792?4126998.9kJ/h 22.431

②富液带出的热量

CO2的焓热为 QX?G32735.7?Cg2,COTg3?To??8.949?298?273??27323.4kJ/h

222.422.4??'?QL3可以求出富液带出的热量为 QL3?10142141.09kJ/h 由QL2?QS?富液的温度T为：

2T3?'QL3?QXL3?CL3?T0?10142141.1?27323.4?273?300K

727.7?5465.2.2气提过程的热量恒算

①N2带入的热量

'GB1105.2Qg3??Cg,N2Tg4?To??12.147?303?273??17979.7kJ/h

22.422.4??②出塔气体的热量

Qg4?'GB?GY322.4?Cg,3Tg4?To???1105.2?157.15?10.46?298?273??11067.6kJ/h

22.4其中 Cg?0.3345?8.823?0.6655?11.283?10.46kJ/?kmol?K? 出塔气的焓热为

QX?GY322.4?Cg3?T?To??157.15?10.46?298?273??1834.6kJ/h 22.4'由Qg3?QL3?Qg4?QL4?QS可以求出富液带出的热量为

QL4?6022054.3kJ/h

?富液的温度T为：

2TL4?QL4?QXL4?CL46022054.3?1834.6?T0??273?299K

727.7?546.

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