丙酮气体填料吸收塔的设计

....第一章123 56比表面积at25mm的金属填料，虽然此时不知道50mm以上的大填料，25mm的填料外径。1-1-1（m2）空隙率%因子AK环环第二章22%，含量较低，属于溶解度较小的难溶气体或低浓（x0.1）气体混合物溶于溶剂中，用地下水吸收时不会产生热效应，

pe——溶质的气相平衡分压

（2-x ——亨利系数cpe=

（2-H——溶解度系数，H

ye

（2-ye——溶质在气相中的摩尔分率，m，mEmmP

（2-p当溶质在液相中的浓度比较低时（x0.05EH间的关H EMs

（2-Ms

KmolρKg2-1

2-温度平衡分 2-12-12-3M-NVYLX1VY1LXVYLX2VY2VVL,XMVL,图2- 吸收塔的逆流物料衡算示意L

Y1

（2-V

（2-

Xe1X式中： —惰性气体流率

V100010.01543.97Kmol/

Y1

43.970.015230.00152357.73Kmol

Xe1X

L (1.1~2.0)V

或L1.1~ L2LminL2Lmin257.73115.46KmolYLXYLX或YLXYLX

(2- 1 2L2.626Y

1XVYY

0.015230.001523

Y2.626X0.015232.6260.0051932.626Xx1

X1X

1

Y2

1

0.001523

M0.015M丙0.985M空气0.01558.080.98528.9629.40

PM

89.59

0.9989kg

PM

89.59

0.9853Kg/ M进M

0.99890.98530.9921Kg/229.4029.0029.20g/2....丙酮x

x1M

1ω10.01656 丙酮

0.016560.98344

Kg/ 丙

992.649Kg/997.043Kg/

992.649997.043994.846Kg/ M18.020.00519358.0810.00519318.0218.12g/ 查表可得：44oC

7.9867106Pas；

yμM1yy1i

i

1.91105yμM1yy1i

i 0.0015217.986710658.081/210.0015211.94310628.961/

1.932105

进口2

1.911.932105

1.921105....2.5.液体的质量流量1000100043.970.015232

2

WvVMv44.3429.21294.728kg/2.5.气体的质量流量LLLLX1X2115.5115.5115.50.00522115.77kmol/ WlLML115.7718.122097.7524kg/u0.5~0.8uF

—泛点气速u法很多。目前工程上常采用EckertBian&Hougen关联式计算uFBian&HougenuF，计算公式为：u2

ρ

W4ρlgFtVμ0.2AKL

V

(2-gε3ρ

W

ρ L V L1-1。金属环矩 d=25mmu

ε

A

K lgF

0.99218.937104

0.062251.752097.7524

0.99219.810.963994.846

1294.728 994.846

u

5.703m/2-12u(0.5~0.8)u

取u0.7uu(0.5~0.8)u

（2-s式中：Vm3sD—塔径加工要求及设备定型，以便于设备加工。根据国内压力容器的公称直径标准71（u0.8u

0.85.7034.562m/

T

1000273.1544101.31313m3/273.150

44 3.14单位高度填料层压降PZ Z 2-5EckertW —液气相流率

ρρ—液气相密度，Kg/

ϕ—填料因子 g—重力加速度,由已知参数及所用填料的压降填料因子ϕP代替ϕ，计算出该图的横、纵坐标值，读取，即为单位高度填料层压降pZ Z Z Z 要求的pEckertu，Z Z 演算过程如下：(金属环矩鞍44 3.14 ，u 22

4

138

3.140.42

0.9921

L vμ0.2= L

994.8461Wρ

0.99211/ Lv

Wρ

3.14

994.846v LEckert通用关联图上查得相应压降曲线的值p=15×Z Z 147.15Pa/mm3/(m2·h)。为保证填料层的充分润湿，必须保证液体喷淋密度大于某一UminU

(LW Umin最小喷淋密度，m3/m2s(LW)min—最小润湿速率，m3/m·sσ—填料的比表面积75mm可取最小润湿速率(LW)min0.08m3/（m·h对于直径大于75mm取(LW)min=0.12m3/（m·h。(LW)min=0.08m3/（m·h）σ=185m2/m3，D=0.4m∴U

0.0818514.8 0.785D

3600/

0.7850.42

演算过程如下：（塑料阶梯环 2.904 因为0.5<0.5092< 合实践证明，塔径（D）与填料外径（d)之比值（Dd）演算过程如下：（塑料阶梯环D

16 1.有效面积（润湿面积）

0.05G

0.2 GL

Lt

1exp σ

aμ

ρ2g

tL

t （2-at—单位体积填料的总表面积，㎡σ—液体的表面张力σc—填料材质临界表面张力，N/mσc=61×10-3N/mLρ—液气相密度，Kg/mLg—重力加速度,演算过程如下：（金属环矩鞍GL=4.6391Kg/㎡at=185㎡ 751030.75

0.1

4.6392

0.05

0.21exp

0.07285 1858.9370104994.8462 994.8460.07285185 ∴a=105.4气相传质系数kG

(a

)0.7(ρ

)13(atDV 式中：R—气体常数，8.314(m3KPa)(KmolKT—气体温度UVkg

(m2

(mh);[1Pas3600

(matm2VDm2V演算过程如下：（金属环矩鞍1.8825107T32

1/DDVD

MM

M空气式中M丙酮M空气σ1σσ10.3711 1

278.6 k2

1.511D

1/DV

1

28.96

1.305105m2/89.59

0.37110.4600

∴

(a

)0.7(ρ

)13(atDV

1851.305=0.237

5

5

3

2.678105Kmol/m2h

aW k ψ1.12.687105105.41.451.10.004248Kmol/m2 液相传质系数kL

ULa

)23(

ρ DL—溶质在液相中的扩散系数，㎡UL

(m2

(mh);[1Pas3600

(matm2LDm2Lg—重力加速度，1.27108m演算过程如下（塑料阶梯环D7.41015

μV水

273.15

1.277109m2/8.937104ULkL0.0095(aUL

)23(ρ

)12(μLg)1ρ

2/3

8.937

1/

8.9371049.811/

994.8461.277109 9.940105m/

aW kak φ0.49.940105105.41.450.40.01216kmol/m3h H EM

0.4224kmol/传质系数KGa

1kG

HkL1

2.325103kmol/m3h 0.01216KYaKGaP2.32510389.590.208Kmol/m2低浓度气体的吸收，若进塔混合气浓度很低（不超过5~10%ZHOG

KY

KGaP

m ——气相总传质单元数，

S

1Sln

Y2 SmV

L演算过程如下：（金属环矩鞍Ye2mX2

SL

1.459

SY1

S 1Sln

Y2

0.55560.015230.0076160.5556

KY

KGaP

20.2080.42

2 2 ZHOGNOGZ’=(1.2-1.61254-1第三 设泛点气速u空塔气速喷淋密度压降PZ 综合上一章的计算数据，进行比较，最终选出金属环矩鞍液体分布器的水平和垂直主管直径d20012d

（3-3-2流速范围,水及低粘度流体

（3-d

=0.01931m=19.3参照标准选用22㎜为外径，内径：22-3-1，反算操作流速，进行校核。u d

（3- 2 u d

（3- 2 填料塔的顶部与底部均选用标准椭圆形封头[9] Qe5.857 m/s HZ

（3-2 2Le截止阀Z3.110.1250.35l2.6353Le29.520.6

Le弯头Rduρ0.0201.023994.8462.278 8.937e0.15

λ

5.63520.2

H

HeZHHe Qe

3.1139.81 3.1139.810.10143.02m29.81IS50-32-2002900r/minNHQρ32.712.109994.8460.65Kw

3600102HTp1p2p147.151.075H

2

0.9989273.15HT

1.2251.