甲醇填料吸收塔

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1、化工設(shè)備選型實(shí)驗(yàn)名稱：甲醇填料吸收塔學(xué)院：專業(yè)：班級(jí)：組長(zhǎng)姓名：組員姓名：日期：]12題目混合氣體流量3800Nm3.h-1,混合氣體組分含甲醇5%，空氣95%（體積比）,混合氣體溫度40℃,要求吸收率96%，操作壓強(qiáng)1atm，吸收劑純水溫度20℃，選擇塑料鮑爾環(huán)DN50，設(shè)計(jì)甲醇填料吸收塔。第一節(jié)平衡關(guān)系及物料衡算1.1平衡關(guān)系CL—水在塔溫度tm=(塔頂+塔底)/2下的比熱kJ·(kmol·K)-1f—甲醇的微分溶解熱，kJ×kmol-1。f=6310+rr—入塔氣體溫度下甲醇的冷凝潛熱，kJ×kmol-1查《化工工藝算圖》第一冊(cè)，常用物

2、料物性數(shù)據(jù)，得吸收劑水的平均比熱容CL=75.366kJ／kmol·℃取△X=0.04，查閱相關(guān)資料得到，T1=25℃，T2=27.2287℃，由上式計(jì)算得出f=43091kJ／kmol對(duì)低組分氣體吸收，吸收液濃度很低時(shí)，依惰性組分及比摩爾濃度計(jì)算較方便，故上式可寫為：tL=25+(43091／75.366)△X由此可依據(jù)再根據(jù)△X的值計(jì)算出不同的t值。亨利系數(shù)E的計(jì)算其中t的單位是℃，E的單位是atm。一直計(jì)算到y(tǒng)*>y1為止。根據(jù)題目：即y*>0.05依據(jù)上式X取0，△X=0.04，求出相應(yīng)x濃度下吸收液的溫度，計(jì)算結(jié)果列于下表由表中數(shù)據(jù)

3、可見，濃相濃度x變化0.004時(shí)，溫度升高2.287℃，依此求取平衡線。各液相濃度下的吸收液溫度及相平衡數(shù)據(jù)xT(℃)E（atm）my*(×10-3)X(×10-3)Y*(×10-3)0250.2510.251000120.00427.2870.2840.2841.1374.0161.1380.00829.5740.3210.3212.5688.0652.5750.01231.8610.3620.3624.34412.1464.3630.01634.1480.4070.4076.51216.266.5550.0236.4350.4580.45

4、89.1620.4089.2450.02438.7220.5130.51312.31224.5912.4750.02841.0090.5740.57416.07228.80716.3350.03243.2960.640.6420.4833.05820.9080.03645.5830.7140.71425.70437.34426.3820.0447.770.7490.74931.7641.66732.8120.04450.1670.8820.88238.80846.02540.3750.04852.4440.9780.97846.94450.4

5、249.2550.05254.8321.0811.08156.21254.85259.560.05657.0281.1961.19766.96759.23271.874注：（1）平衡關(guān)系符合亨利定律，與液相平衡的氣相濃度可用y*＝mX表示；（2）吸收劑為清水，x＝0，X＝0；（3）近似計(jì)算中也可視為等溫吸收。由前設(shè)X值求出液溫℃，依上式計(jì)算相應(yīng)E值，且m＝，分別將相應(yīng)E值及相平衡常數(shù)m值列于表1中第3、4列。由y*＝mX求取對(duì)應(yīng)m及X時(shí)的氣相平衡濃度y*，結(jié)果列于表1第7列。根據(jù)X—y*數(shù)據(jù)，繪制X—Y平衡曲線見附錄。1.2物料衡算⑴進(jìn)塔混合

6、氣中各組分的量近似取塔平均操作壓強(qiáng)為101.3kPa，故：混合氣量＝3800×（）×=147.5kmol／h混合氣中甲醇量=147.5×0.05=7.735kmol／h=7.735×32=236kg／h混合氣中空氣量=147.5-7.735=139.765kmol／h=139.765×29=4053.185kg／h⑵進(jìn)塔氣相摩爾比為：出塔氣相摩爾比為：Y2=Y1（1-fA）=0.05263×（1-0.96）=0.002105212進(jìn)塔惰性氣相流量為：V=（3800／22.4）×（273／273+40）×（1-0.05）=140.565kmol

7、／h.為該吸收過程為低濃度吸收，平衡關(guān)系為直線，最小液氣比按下式計(jì)算。即：因?yàn)槭羌內(nèi)軇┪者^程，進(jìn)塔液相組成，由上表得到X2*=0.052,所以Lmin=140.565×=136.577kmol／h.由于操作的液氣比的范圍為：選擇操作液氣比為：L=1.6Lmin=1.6×136.577=218.5232kmol／h.=218.5232×18=3933.4176kg/h∵V（Y1-Y2）=L(X1-X2)∴X1=V／L(Y1-Y2)且X2=0∴X1=X1=0.0325X1==0.0315x1=0.031第二節(jié)填料塔工藝尺寸計(jì)算2.1塔徑的計(jì)算u

8、=（0.6~~0.8）（《化工單元操作及設(shè)備》P20616-45）⑴采用Eckert通用關(guān)聯(lián)圖法計(jì)算泛點(diǎn)氣速①相關(guān)計(jì)算塔底混合氣流量V`S＝4053.185+236