水吸收空气中nh3填料塔设计_氨气课程设计(编辑修改稿)

水吸收空气中nh3填料塔设计_氨气课程设计(编辑修改稿)内容摘要：

3. 表面张力为 : 27 2 .6 / 9 4 0 8 9 6 /z d yn cm kg h 4. 332 0 : 0 . 7 2 5 /C N H H km o l m kp a   5. 6232 0 : 7 .3 4 1 0 /lC N H D m h   6. 2232 0 : 0 . 2 2 5 / 0 . 0 8 1 /vC N H D c m s m h  气相物性数据 1. 混合气体的平均摩尔质 量为 0 .0 4 1 7 0 .9 6 2 9 2 8 .5 2v m i iM y m       (21) 2. 混合气体的平均密度 由31 0 1 . 3 2 8 . 5 2 1 . 1 8 68 . 3 1 4 2 9 3VMvm PM kg mRT    (22) R= 3 /m KPa kmol K 3. 混合气体黏度可近似取为空气黏度。 查手册得 20C 时，空气的黏度 551 . 7 3 1 0 6 2 2 8 1 0 /v p a s k g m h       注： 21 1 /N kg m s 1 221 1 / 1 /P a N m kg s m   1Pa..s=1kg/ 气液相平衡数据 由手册查得， 常压下， 200C 时， NH3 在水中的亨利系数为 E= 0 320 NHC时 , 在水中的溶解度 : H=相平衡常数： P (23) 溶解度系数 : 399 8. 2 / 76 .3 18 .0 20. 72 6 /LSH EMk m ol k pa m   (24 E—— 亨利系数 H—— 溶解度系数 Ms—— 相对摩尔质量 m—— 相对平衡常数 物料 衡 算 1. 进塔气相摩尔比为 1110 .0 4 0 .0 4 1 71 1 0 .0 4yY y   (25) 2. 出他气相摩尔比为 21 ( 1 ) 0. 04 17 ( 1 0. 98 ) 0. 00 08 34AYY       (26) 3. 进塔惰性气体流量 : 5 8 0 0 2 7 3 ( 1 0 . 0 4 ) 2 3 1 . 62 2 . 4 2 7 3 2 0V k m o l h    (27) 因为该吸收过程为低浓度吸收，平衡关系为直线，最小液气比按下式计算。 即： 12m in 12/YYLV Y m X   (28) 因为是纯溶剂吸收过程，进塔液相组成 2 0X 所以 121m i n 20 . 0 4 1 7 0 . 0 0 0 8 3 4 0 . 7 3 80 . 0 4 1 70 . 7 5 3YYL YVXm      选择操作液气比为m in1 .7 1 .2 5 4 6LLVV （ 29） L==因为 V(Y1Y2)=L(X1X2) X1= V—— 单位时间内通过吸收塔的惰性气体量， kmol/s。 L—— 单位时间内通过吸收塔的溶解剂， kmol/s。 Y Y2—— 分别为进塔及出塔气体中溶质组分的摩尔比， koml/koml。 X X2—— 分别为进塔及出塔液体中溶质组分的摩尔比， koml/koml。 第三 章 填料塔工艺尺寸的计算 填料塔工艺尺寸的计算包括塔径的计算、填料能高度的计算及分段 塔径的计算 1. 空塔气速的确定 —— 泛点气速法 对于散装填料，其泛点率的经验值 u/uf =~ 贝恩（ Bain） — 霍根（ Hougen）关联式 [6]，即： 2 213lg VF LLuag  =AK 14 18VLVLww  （ 31） 气体质量流量： h/ 8 7 81 8 8 0 0 VW 液相质量流量可近似按纯水的流量计算，即： hkgW L / 2 3 9 0  填料总比表面积： 32 /100 mmat  水的黏度 smPaL   ρ V,ρ L—— 气相、液相密度， 分别为 kg/m3 、 ； A,K—— 关联常数。 A、 K 取值可由表 A、 K 值 散装填料类型 A K 规整填料类型 A K 塑料鲍尔环 金属阶梯环 金属鲍尔环 瓷矩鞍 塑料阶梯环 金属环矩鞍 所以 A=； K=； 即： 112 3100 g[ ( ) 1 ]                 所以 ： Uf= 其中： fu —— 泛点气速， m/s。 g —— 重力加速度， 23t m / m  填 料 总 比 表 面 积 ， 33m / m  填 料 层 空 隙 率 μ L—— 液体粘度， mPa s。 取 泛点率为 u= Fu =4 4 5 8 0 0 0 . 7 9 03 . 1 4 3 . 2 6 3 6 0 0VsD     （ 32） D—— 塔径， m； V—— 操作条件下混合气体的体积流量， m3/s。 u —— 空塔气速，即按空塔截面积计算的混合气体线速度， m/s. 圆整后取 D=（常用的标准塔径为 400、 500、 600、 700、 800、 1000、 1200、1400、 1600、 20 2200） 圆整塔径后 D= 1. 泛点速率校核：25800 3 .2 10 .7 8 5 0 .8 3 6 0 0u  m/s （ 对于散装填料，其泛点率的经验值为~Fuu ） 则Fuu 在允许范围内 2. 根据填料规格校核： D/d=800/50=168 3. 液体喷淋密度的校核： (1) 填料 塔的液体喷淋密度是指单位时间、单位塔截面上液体的喷淋量。 (2) 最小润湿速率是指在塔的截面上，单位长度的填料周边的最小液体体积流 量。 对 于 直 径 不 超 过 75mm 的 散 装 填 料 ， 可 取 最 小 润 湿 速 率  3m in 0 .0 8 m / m hwL 为。   32m i n m i n 0 . 0 8 1 0 0 8 /wtU L m m h     （ 33） 225 2 3 0 . 2 6 1 0 . 4 3 8 m i n0 . 7 5 9 9 8 . 2 0 . 7 8 5 0 . 8LL wU D        （ 34） 经过以上校验，填料塔直径设计为 D=800mm 合理。 填料 层高度的计算及分段 *11 0 . 0 3 2 6 0 . 7 5 3 2 0 . 0 2 4 5 5Y m X    （ 35） *220Y mX （ 36） 传质单元数的计算 用对数平均推动力法求传质单元数 12OGMYYN Y  （ 37）  **1 1 2 2*11 *22()lnMY Y Y YYYYYY   （ 38） = 0 .0 4 1 7 0 .0 0 0 8 3 4 0 .0 2 4 5 50 .0 1 7 1 5ln 0 .0 0 0 8 3 4 = 0 .0 4 1 7 0 .0 0 0 8 3 40 .0 0 5 4OGN  = 质单元高度的计算 气相总传质单元高度采用修正的恩田关联式计算：  0 . 7 5 0 . 1 0 . 0 52 0 . 2221 e x p 1 . 4 5 /t c l L t L L V tw l t l LUU Ug                        （ 39） 液体质量通量为 )/( 0 4 1 22 hmkgU L   气体 质量通量为 )/( 22 hmkgU V  不同材质的 б c值见表 不同材质的б c值 材质 钢 陶瓷 聚 丙 烯 聚氯乙烯 碳 玻璃 涂石蜡的表面 表面张力， N/m 103 75 61 33 40 56 73 20 })1 0 09 4 0 8 9 9 8 0 4 1 0() 9 8 1 0 0 4 1 0() 0 0 0 4 1 0()9 4 0 8 9 64 2 7 6 8 0( x p {12822twaa 气膜吸收系数由下式计算： )/()()()()()()(23131k p ahmk m o lRTDaDaU VtVVVvtVG 液膜吸收数据由下式计算： )()() 0 4 1 0()()()(31821932312132LLLLLLwLLgDaU 表 各类填料的形状系数 填料类型 球 棒 拉西。