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填料塔的设计毕业论文 第一章 工艺计算 1.1吸收剂用量及吸收溶液深度 1.1.1惰性气体流量 V＝(1－0.1)= (1-0.1) =350.4 kmol/h 1.1.2 最小气液比 按设计条件中的平衡数据， 表1.1.1 氨溶夜的温度 / 氨在溶液中的浓度 /（kmol ）/kmol 空气） 20 0 0 23.5 0.005 0.056 26 0.01 0.010 29 0.015 0.018 31.5 0.02 0.027 34 0.025 0.04 36.5 0.03 0.054 39.5 0.035 0.074 42 0.04 0.097 44.5 0.045 0.125 47 0.05 0.156 在X－Y坐标图上绘平衡曲线，如图1.1.1所示 Y1＝＝0.11 Y2＝Y1（1－η）＝0.111（1－0.95）＝0.00556 可从图1.1.1中查得 Y1＝0.111时的X值 X＝0.0425 图1.1.1 故得最小气液比()min===2.48 1.1.3最小吸收剂用量 故最小吸收剂用量Lmin=（）minV＝2.48×350.4＝869 kmol/h 而吸收剂用量为其最小用量的1.1倍，可得吸收剂用量 L＝1.1Lmin=1.1×869=955.9 kmol/h 1.1.4 吸收液浓度 从全塔范围内氨的衡算 = 即：＝ 解得吸收液浓度 X1＝0.0387 1.2泛液速度 按塔顶情况计算。为了方便，操作温度、压强取平均会值。 气体千摩尔流量 Vv= =×=352.4 kmol/h 1.2.1 塔顶混合气体平均分子量 Mm,2=Maya,2+MNH3,2 式中 Ma—空气平均分子量， Ma=28.84 kg/kmol MNH3—氨气平均分子量， MNH3=17.03 kg/kmol Ya,2—塔顶混合气中空气浓度，摩尔分率。 Ya,2==0.9943 YNH3,2—塔顶混合空气中氨气的浓度，摩尔分率 YNH3,2＝＝0.0057 故得M2＝28.84×0.9943+17.03×0.0057＝28.77 kg/kmol 气体密度ρV== kg/m3 液体密度ρl=992.2 kg/m4 因此 1.2.2填料的选择 选用Φ50金属鲍尔环 表1.2.1 外径 高×厚 比表面积a 空隙率 个数 堆积密度 干填料因子a/3 湿填料因子Φ/m-1 /mm×mm /m2m-3 /m3m-3 /个·m- /kg·m-3 /m-1 /m-1 50 50×1 112.3 0.949 6500 395 131 130 图1.2.1 用Bain-Hongen关联式计算 式中 uf—泛点空塔气速，m/s; G—重力加速度，m/s2; a/—干填料因子，m-1; ,—气相，液相密度，kg/m3; —液相黏度，cP; L,G—液相，气相流量 kg/h； A—常数，见表1-2； —填料空隙率； 表2.1.2 由已知得，g=9.81 kg/s2, a/=294m-1, =1.12 kg/m3 , =992.2 kg/m3 =90×10-6Pa·s , L=17206.2 kg/h , G=10138.5 kg/h 填顶气体的质量流量 WV=Vv·Mm,2=352.4×28.77=10138.5 kg/h ; 吸收剂是纯水，其质量流量为 WL=L=955.9×18=17206.2 kg/h 。 代入数据得： lg 解得 uF=4.3 m/s . 1.3塔径的估算 按经验，适宜空塔气速u为泛点气速uF的50%～80%， 取60% 60%uF=0.6×4.3=2.6m/s 塔径D＝==1.17m . 圆整后塔径取1200mm . 核算空塔气速 u===2.45m/s=56%uF 符合要求。 1.4液体喷淋密度的验算 U= 式中U — 液体喷淋密度，m3/(m2·h) ; LK — 液体喷淋质量， m3/h ; D — 塔料塔直径， m ; 为使填料能获得良好的湿润，塔内液体喷淋密度应不低于某一极限值，此极限值称为最小喷淋密度，以Umin表示。 对于散装填料，其最小喷淋密度通常采用下式计算，即 Umin=(Lw)min·at 式中 Umin — 最小喷淋密度，m3/(m2·h) ; (Lw)min — 最小湿润速率，m3/(m·h) ; At — 塔料的总比表面积，m2/m3