水吸收氨气填料塔设计

1一.设计方案简介用水吸收氨气为提高传质效率，选用逆流吸收流程。对于水吸收氨气的过程，操作温度及操作压力较低，工业上通常选用塑料散装填料。在塑料散装填料中，塑料阶梯环填料的综合性能较好，故此选用 D50 聚丙烯阶梯环填料。[i][2]N二．工艺计算1.基础物性数据1.1 液相物性数据对低浓度吸收过程，溶液的物性数据可近似取纯水的物性数据。[1][3]由手册查得，25°C 时水的有关物性数据如下：密度为 p 二 997.05kg/m3L粘度为卩二 0.8949x10-3Pa•S 二 3.2kg/(m•h)L表面张力为 c=71.9dyn/cm=931824kg/h2L氨气在水中的扩散系数为 D 二 8.532x10-6m2/hL1.2.气相物性数据混合气体的平均摩尔质量为M 二工 yM=0.05x17+0.95x29 二 28.4Vmii混合气体的平均密度为PM101.3x28.4/p=vm==1.161kg/m3vmRT8.314x298混合气体的粘度可近似取为空气的粘度，查手册得 25C 空气的粘度为卩=0.066kg/(m•h)v查手册得氨气在空气中的扩散系数为D=0.0698m2/hv21.3 相平衡数据由手册查得，常压下 25C 时氨气在水中的亨利系数为⑴E=99.78kPa3(V)iVmin"V'min相平衡常数为m=—=9978=0.985P101.3溶解度系数为p997.05H=—==0.555kmol/(kPa-m3)EM99.78x18.02S1.4 物料衡算进塔气相摩尔比为Y=—-二 0.05 二 0.0526i1-y1-0.051出塔气相摩尔比为Y=丄二 0.0002 二 0.000221-y1-0.00022进塔惰性气相流量为1500273V=x(1-0.05)=58.28kmol/h22.4273+25该吸收过程属低浓度吸收，平衡关系为直线，最小液气比可按下式计算，即Y-Y12—Y/m-X12对于纯溶剂吸收过程，进塔液相组成为0.0526—0.00020.9810.0526/0.985—0取操作液气比为minL=1.962x58.28 二 114.35kmol/hV(Y-Y)二 L(X-X)1212“58.28(0.0526—0.0002)X==0.026741114.355wpL(A)0.5wpU2^屮 p—FFVgPL 卩 0.2二查表 5-11=127m-i0.19 g P] e 屮 P 卩0.19X9.81X997.05=3.55m/s取 u=0・7u=0.7X3.55=2.485m/sFS —— 4 X 1500/360 ° =0.462m3.14X2.485圆整塔径，取 D 二泛点率校核：1500/3600u==2.12m/s0.785X0.52—=212X100%=59.72%u3.55F在允许的范围之填料规格校核：D=500=13.16>8d38液体喷淋密度校核：2.填料塔的工艺尺寸的计算2.1.采用 Eckert 通用关联图计算泛点气速气相质量流量为w 二 1500X1.161 二 1741・5kg/hV液相质量流量可近似按纯水的流量计算，即w 二 114.35X18.02 二 2060.59kg/hLEckert 通用关联图的横坐标为=型空空)0.5=0.04031741.5997.05查图 5-21...