碳酸丙烯酯pc脱碳填料塔的设计(编辑修改稿)

碳酸丙烯酯pc脱碳填料塔的设计(编辑修改稿)内容摘要：

其组 成） 40℃ 组分 CO2 CO H2 N2 总量 溶解度， Nm3/m3PC 10859 溶解量， Nm3/m3PC 溶解体积流量 Nm3/h 溶解气所占的百分数 % 出塔液相带出气量及其组成 40℃ 溶解量， Nm3/m3PC 体积流量 Nm3/h 溶解气所占的百分数 % 入塔气相及其组成 30℃ 体积流量 Nm3/h 11600 600 18880 8920 40000 溶解气所占的百分数 % 出塔气相的组成 35℃ 体积流量 Nm3/h 溶解气所占的百分数 % 入塔液相及其组成 30℃ 体积流量 Nm3/h 溶解气所占的百分数 % 100 三、 热量衡算 在物料衡算中曾假设出塔溶液的温度为 40℃，现通过热量衡算对出塔溶液的温度进行校核，看其是否在 40℃之内。 否则，应加大溶剂循环量以维持出塔溶液的温度不超过 40℃。 具体计算步骤如下： 气体的定压比热容 pVC 因未查到真实气体的定压比热容，故借助理想气体的定压比热容公式近似计 11 算。 理想气体的定压比热容： 32 TdTcTbaC iiiipi  ，其温度系数如下表： 系数 a B c d Cp1（ 30℃） Cp2（ 32℃） CO2 8 102 105 109 38 8 CO 3 102 106 109 18 H2 3 103 106 109 90 1 N2 0 102 106 109 18 8 表中 Cp的单位为（ kcal/kmol℃） /（ kJ/kmol℃） 进出塔气体的比热容 Ck J / k m o 2 2 7 1 1  ipipV yCC Cpv2=∑ Cpiyi = + + + = KJ/Kmol℃ pLC 溶解气体占溶液的质量分率可这样计算： 质量分率为   % 1 1 8 4 8 2 1  其量很少，因此可用纯 PC 的比热容代之。 本设计题目中  1 .3 9 0 .0 0 1 8 1 1 0plCt   kJ/kg℃    1 1 . 3 9 0 . 0 0 1 8 1 1 0 1 . 3 9 0 . 0 0 1 8 1 4 0 1 0 1 . 4 4 4 k J / k g CpL         12     Ck J / k 0 1 8 0 1 8  tC pL 文献查得 tC pL 0 0 0 9 8 6 4 9  kJ/kg℃ ,据此算得： pLC kJ/kg℃； pLC kJ/kg℃ 本设计采用后者。 的溶解热 sQ 1 2 9 9 H kJ/kmolCO2 文献查得 146542CO H kJ/kmolCO2（实验测定值） 本设计采用后者。 CO2在 PC 中的溶解量为 =故 Qs=14654 = 1LT 设出塔气体温度为 35℃，全塔热量衡算有： 带入的热量（ QV1+QL2） + 溶解热量（ Qs） = 带出的热量（ QV2+QL1） Qv1=V1Cpv1(Tv1－ T0)=40000 30/=1683750 kJ/h QL2=L2CpL2(TL2－ T0)= 1193 30=Qv2=V2Cpv2(Tv2－ T0)= 35/=QL1=L1CpL1(TL1－ T0)= TL1=1724717 TL1kJ/h 式中： L1= 1193+( ) kg/h 1683750++=+1724717TL1 TL1=℃ ： 13 出塔气相及其组成（ 35℃） V2=CO2 CO H2 N2 Nm3/h % QV2= 入塔液相及其组成（ 30℃） L2=CO2 CO H2 N2 227. Nm3/h % QL2= 入塔气相及其组成（ 30℃） V1=40000Nm3/h CO2 CO H2 N2 26058 11600 600 18880 8920 Nm3/h % QV1=1093738kJ/h 出塔液相带出气量及其组成（ 40℃） L1=CO2 CO H2 N2 6946 11433 Nm3/h % 脱 碳 塔 溶解气量及其组成（ 40℃） L1=CO2 CO H2 N2 11345 Nm3/h % Qs=1683750kJ/h 14 四、设备的工艺与结构尺寸的设计计算 uVD s4   Fuu ~ 塔底气液负荷大，依塔底气液负荷条件求取塔径 采用 Eckert 通用关联图法求取泛点气速 Fu ，并确定操作气速。 入塔混合气体的质量流量 : 39。 = = k g /hV （ 4 0 0 0 0 2 2 . 4 ） 2 0 . 3 6 8 3 6 3 7 1 . 4 2 9 注： 为入塔混合气体的平均分子量 为出塔混合气体的平均分子量 k g / k m o l3 6 2 7 1 mM Mm2 = 44 +28 +2 +28= 塔底吸收液的质量流量 : 39。 1828203. 785kg/ hL  入塔混合气的密度（未考虑压缩因子）     361 k g / 3 1 4/ RTpM mV 吸收液的密度 3kg/m1184L （ 40℃） 吸收液的粘度，依下式计算得到： o g  TL L mPa s（平均温度 35℃时的值） 选 50gD mm塑料鲍尔环（米字筋），其湿填料因子 1m120  ，空隙率  ，比表面积 32 /ta ， BainHougen 关联式常数  KA ，。 15 （ 1） 选用 Eckert 通用关联图法求解 Fu 关联图的横坐标：（  v/ l） ’ /V’ =()查 Eckert 通用关联图得纵坐标值为 ，即：   1202084/1000  FLLVF ugu  m/Fu （ 2）选用 BainHougen 关联式求解 Fu 8/14/1328/14/1321184235081184lg FLVLLVtFuVLKAagu 14m/ m/FFuu取 11 m / ~ u 根据设计 u=2 求取塔径 Vs=40000 ()()=D=(4 )= 本次设计取 D=3200mm 3 核算操作气速 u=4Vs/ D2=4 178。 =则操作气体速 度取 u= 16 4 核算径比 D/d=3200/50=6410― 15（满足鲍尔环的径比要求） 5 校核喷淋密度 采用聚丙烯填料表面 L 喷， min=（ MWR） at = =() （通常对于直径不超过 75mm 的散装填料，最小润湿速率可取为 179。 /（ m h）。 对于直径大于 75mm 的散装填料，可取为 179。 /（ m h） ） L 喷 = )/(5 1 9 1 9 3 7 8 8 2 8 2 0 3 232 hmm  （满足要求） 五、填料层高度的计算 塔截面积Ω == 178。 = ㎡ 因其他气体的溶解度很小，故将其他气体看作是惰气并视作为恒定不变，那么，惰气的摩尔流率 mV m 4 0 0 0 0 ( 1 0 .2 9 ) / ( 2 2 .4 3 6 0 0 ) 0 .0 4 3 8V        又溶剂的蒸汽压很低，忽略蒸发与夹带损失，并视作为恒定。