處理量為Nmh的合成氣碳酸丙烯脂法脫除CO設(shè)計(jì)

合成氣碳酸丙烯脂法脫除CO2設(shè)計(jì) 《分離工程》課程設(shè)計(jì)系別：指導(dǎo)教師：學(xué)生姓名：班級(jí)學(xué)號(hào)：2014年06月③氣液兩相的密度進(jìn)出塔的氣體的平均摩爾質(zhì)量Mm1=22.1kg/kmol，Mm2=11.388kg/kmol氣相密度液相密度6.1.4吸收液與填料的表面張力吸收液：填料：查教材，如聚乙烯塑料mPa·s=427880kg/h26.1.5總有效傳質(zhì)比表面積aw、－氣體、液體的黏度，、－氣體、液體的密度，、－溶質(zhì)在氣體、液體中的擴(kuò)散系數(shù)，R－通用氣體常數(shù)，T－系統(tǒng)溫度，K－填料的總比表面積，－填料的潤(rùn)濕比表面積，g－重力加速度，1.27×108m/h－液體的表面張力，－填料材質(zhì)的臨界表面張力，－填料形狀系數(shù)上述修正的恩田公式只適用于的情況，由計(jì)算得知u0.5uF6.1.6氣相傳質(zhì)系數(shù)氣膜吸收系數(shù)計(jì)算：氣體質(zhì)量通量為6.1.7液相傳質(zhì)系數(shù)液膜吸收系數(shù)計(jì)算：液體質(zhì)量通量為UL=U=224305.2Kg/(m2·h)6.1.8氣相和液相傳質(zhì)系數(shù)的校核=5.025×10-3×106.4×1.451.1=0.805[Kmol/(m3·h·KPa)]=0.879×106.4×1.450.4=108.512[Kmol/(m3·h·KPa)]故修正：6.1.9總傳質(zhì)系數(shù)溶解度系數(shù)H，吸收后的溶液為稀溶液，且近似滿足亨利定律。E=1.6204t+39.594PC吸收CO2的過程為液膜控制，并且氣膜阻力不可忽略。因吸收CO2的溶液仍為稀溶液，固有6.1.10計(jì)算塔底截面處的（1-x）m塔底液相平衡組成x*與實(shí)際組成x6.1.11有效體積傳質(zhì)系數(shù)6.1.12液相總傳質(zhì)單元高度6.2傳質(zhì)單元數(shù)的設(shè)計(jì)6.2.1PC吸收CO2操作線方程和相平衡方程塔截面積Ω=0.785D2=0.785×3.742=10.980m2因?yàn)槠渌麣怏w的溶解度很小，故將其他氣體看做是惰性氣體并視為恒定不變，那么惰性氣體的摩爾流率又因?yàn)槿軇┑恼魵鈮汉艿?，忽略溶劑的蒸發(fā)與夾帶損失，并視為恒定不變，那么有吸收塔物料衡算操作線方程為：則6.2.2吸收塔內(nèi)的相平衡方程將相平衡關(guān)系中的氣相分壓p與液相中的濃度X轉(zhuǎn)化為氣液兩項(xiàng)均以摩爾分?jǐn)?shù)表示的對(duì)應(yīng)關(guān)系，即y=f(x),其轉(zhuǎn)化過程如下：6.2.3利用兩線方程求取傳質(zhì)推動(dòng)力（x*-x）因塔內(nèi)壓力分布和溫度分布未知，先假設(shè)總壓降與氣相濃度差為正比，將氣相濃度變化范圍分為10個(gè)小區(qū)間，可求得各組分點(diǎn)處的壓力因液相溫度變化很小，故取平均溫度32.3℃，E=9756KPa表6.3傳質(zhì)推動(dòng)力及傳質(zhì)單元數(shù)的計(jì)算結(jié)果項(xiàng)目00.500.05730.051580.064348.5813.750.2960.347340.32628.3827.000.5500.649170.60336.16310.250.8210.893630.89123.63413.501.1101.277561.21116.33516.751.4241.603861.5583.60620.001.7541.940301.9168.30723.252.1132.284202.3061.30826.502.5012.639922.7259.01929.752.9213.007813.1856.241033.003.3783.38800350.35圖6.1PC吸收CO2的操作線平衡線圖6.2PC吸收CO2的平衡線圖操作線6.2.4求取傳質(zhì)單元數(shù)6.2.5填料層高度取安全系數(shù)1.2，得實(shí)際取30m，平分為5段，每段6.0m。七、填料層的壓降用Eckert通用關(guān)聯(lián)圖計(jì)算壓降橫坐標(biāo)：縱坐標(biāo)：已知：鮑爾環(huán)Φp=125m-1查圖得：填料層的壓降為：八、附屬設(shè)備及主要附件的選型8.1塔壁厚操作壓力為1.6Mpa設(shè)計(jì)壓力Pc=1.1×1.6=1.76MPa壁厚：選取16MnR鋼板雙面焊100%無損探傷取取C2=2.0mm考慮到鋼板負(fù)偏差取C1=0.8mm圓整取δn=32.2mm進(jìn)行水壓試驗(yàn)：16MnR的水壓試驗(yàn)是滿足強(qiáng)度要求。故封頭可選用16MnRDN=2740δn=31.4mm的標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭主要尺寸表DN/mm曲面高度h1/mm直面高度h2/mm內(nèi)表面積A/m2容積V/m32740550402.621.548.2液體分布器液體分布器是保持任一橫截面上保證氣液均勻分布。本次使用分布較好的槽盤式分布器。它具有集液、分液和分氣三個(gè)功能，結(jié)構(gòu)緊湊，操作彈性高，應(yīng)用廣泛。8.3除沫器除沫器用于分離塔頂端中所夾帶的液滴，以降低有價(jià)值的產(chǎn)品損失，改善塔后動(dòng)力設(shè)備的操作。此次設(shè)計(jì)采用網(wǎng)絲除沫器。本次設(shè)計(jì)選取直徑為450mm的金屬網(wǎng)除沫器8.4液體再分布器液體向下流動(dòng)時(shí)，有偏向塔壁流動(dòng)現(xiàn)象，造成塔中心的填料不被潤(rùn)濕，故使用液體再分布器，故在填料3m處裝一個(gè)再分布器。本次使用截錐式再分布器。8.5填料支撐板填料織成板是用來支撐填料的重量，本次設(shè)計(jì)使用最為常用的柵板。本次塔徑為2200〉1400mm，使用四塊柵板疊加，直徑為850mm8.6塔的頂部空間高度 塔的頂部空間高度指頂?shù)谝粚铀P到塔頂封頭的切線距離。為減少霧沫夾帶的液體量，一般取1.2~1.5m，本次設(shè)計(jì)取1.2m九、設(shè)計(jì)概要表入塔混合氣體的質(zhì)量流量V’55250kg/h塔底吸收液的質(zhì)量流量L’2061405.319kg/h入塔混合氣的密度p14.03Kg/m3吸收液的粘度2.368mPa·s填料因子120m-1空隙率0.90比表面積106.4m2/m3Bain-Hougen關(guān)聯(lián)式常數(shù)A0.022Bain-Hougen關(guān)聯(lián)式常數(shù)K1.75uf0.13m/su0.10m/s塔徑2740mm噴淋密度L234.34m3/m2h塔截面積A10.980m2溶劑的摩爾流率L19.18kmol/(m2·s)惰氣的摩爾流率G0.075kmol/(m2·s)CO2在PC中擴(kuò)散系數(shù)9.0123×10-81T/μL㎝2/s氣液兩相的粘度2.368mPa·s吸收液與填料的表面張力513565Kg/s2聚乙烯塑料的表面張力427680Kg/s2氣相總傳質(zhì)單元數(shù)NOG11.64氣相總傳質(zhì)單元高度HOG1.947m設(shè)計(jì)高度H30m填料層的壓降8093.3Pa塔體壁厚14.25mm除沫器氣速0.977m/s除沫器直徑0.45m填料支撐板850mm頂部空間高度1.2m十、參考文獻(xiàn)[1]傅家新.碳酸丙烯酯(PC)脫碳填料塔的物熱衡算[J].小氮肥設(shè)計(jì)技術(shù),2005,(03).[2]傅家新,劉烈瓊.PC吸收CO2傳質(zhì)系數(shù)簡(jiǎn)化計(jì)算之我見[J].小氮肥設(shè)計(jì)技術(shù),2005,(05).[3]段全軍,周桂亭,樊守傳.填料塔的填料層高度和塔徑計(jì)算實(shí)例[J].氯堿工業(yè),2005,(04).[4]梁鋒.碳酸丙烯酯脫碳脫硫技術(shù)的改進(jìn)[J].氮肥技術(shù),2007,(01).[5]白鵬,劉建新,王世昌.規(guī)整填料塔的設(shè)計(jì)計(jì)算模型[J].化工機(jī)械,2001,(04).[6]柴誠(chéng)敬,王軍,張纓．化工原理課程設(shè)計(jì)[M].天津科學(xué)技術(shù)出版社

2006.[7]馬曉迅,夏素蘭．化工原理[M]曾慶榮主編化學(xué)工業(yè)出版社

2010.十一、設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)及總結(jié)經(jīng)過2周的時(shí)間，終于完成了這次的課程設(shè)計(jì)。在本學(xué)期，通過學(xué)習(xí)了《分離工程》這一門重要的專業(yè)課，了解到化工單元操作的基本原理、典型設(shè)備的結(jié)構(gòu)原理、操作性能和設(shè)計(jì)計(jì)算?；卧僮魇墙M成各種化工生產(chǎn)過程、完成一定加工目的的基本過程，其特點(diǎn)是化工生產(chǎn)過程中以物理為主的操作過程，包括流體流動(dòng)過程、傳熱過程和傳質(zhì)過程。這次我的課程設(shè)計(jì)題目是PC吸收過程填料吸收塔的設(shè)計(jì)，這是關(guān)于吸收中填料塔的設(shè)計(jì)。填料塔是以塔內(nèi)裝有大量的填料為相接觸構(gòu)件的氣液傳質(zhì)設(shè)備。填料塔的結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，壓降低，填料易用耐腐蝕材料制造等優(yōu)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)中，開始的時(shí)候我采用Eckert通用關(guān)聯(lián)圖計(jì)算泛點(diǎn)氣速，在填料的選擇中，我?guī)缀跏怯门懦▉磉x擇的，就是一種一種規(guī)格的算，后來認(rèn)為使用鮑爾環(huán)計(jì)算得的結(jié)果比較好。在同類填料中，尺寸越小