(完整版)化工原理课程设计(水吸收氨气)

化工原理课程设计(清水吸收氨气)

6 2.1.4 物料衡算

y1=0.070／（1—0.070）=0.075 1—y1 进塔气相摩尔比：Y1=

出塔气相摩尔比：Y2=Y1（1—φ）=0.075×（1—0.998）=0.00015 进塔惰性气相流量：

V=2600／22.4×273／（273+20）×（1—0.070）=100.6Kmol／h

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该吸收过程属低浓度吸收，平衡关系为直线，最小液气比可按下式计算，即：

（

LY1—Y2）min= VY／1m—X2对纯溶剂吸收过程，进塔液相组成为 X2=0，则 （

L）min=（0.075—0.00015）／[0.075／(0.754—0)]=0.752 V取操作液气比为最小液气比1.8倍，则

L=1.8×0.752=1.354， 因此 L=1.354×100.6=136.22Kmol／h V由全塔物料衡算得：

V（Y1—Y2）=L（X1—X2）， 得X1=100.6×(0.075—0.00015) ／136.22=0.05528 2.2 填料塔的工艺尺寸的计算 2.2.1 塔径的计算

PM101.3?103?28.4?10?3??1.183kg/m3 混合气体的密度： ?V?RT8.315?293 7

塔径气相质量流量为：?V=2600×1.183=3076Kg／h

液相质量流量可近似按纯水的流量计算，即: ?L=136.22×18.02=2455㎏/h

塑料阶梯环特性数据据如下

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用贝恩—霍根关联式计算泛点气速：

?u2 lg?F?g1／4?L???v???t???v?0.2????L? =A—K????2???? ??V??????L????L??1／8查表得比表面积： at=114.2m2/m3 ,A=0.204,K=1.75，?=0.927 ，得：

?L???v??A—K??????V???L?1／41／8=—0.508

=0.310

因此计算得： uF= 4.23m/s 取u =0.8uF=1×4.23m/s =4.23m/s

由 D=

4VS= [（4×2600／3600）／（3.14×4.23）] 0.5=0.466m ?u圆整塔径，取 D=0.5m（常用的标准塔径为400、500、600、700、800、1000、

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1200、1400、1600、2000、2200）

8

泛点率校核: u=2600／3600／(0.785×0.52)=3.68m／s

u?3.68／4.23×100％=87.00％（在允许范围内） uF 填料规格校核： D／d=500／50=10>8 液体喷淋密度校核：

因填料为50mm×25mm×1.5mm,塔径与填料尺寸之比大于8，固取最小润湿速度为（Lw）min=0.08 m3/(m·h)，查常用散装填料的特性参数表，得at=114.2m2/m3 Umin=（LW）min· at =0.08×114.2=9.136m3／m2·h U=136.22×18.02／998.2／（0.785×0.52）=12.53>Umin

经以上校核可知，填料塔直径选用D= 500mm是合理的。 2.2.2 填料层高度计算

查表知， 0?C3，101.3 kpa下，NH3在空气中的扩散系数：Do?0.17cm2/s

PT由DG?Do(o)()2，则293k，101.3kpa下，NH3在空气中的扩散系数：

PTo101.32932DG?Do()()?0.189cm2/s

101.32733液相扩散系数：DL?1.80?10?9m2/s