发布时间 : 星期三 文章年产八万吨合成氨原料气净化脱碳及再生工艺设计(毕业设更新完毕开始阅读
气体
分子扩散体积
CO2 26.9
CO 18.9
H2 7.07
N2 17.9
CH4 16.1
?V
由表得： DCO2?CO?1.007?10?7 DCO2?H2?3.977?10?7
DCO2?N2?1.024?10?7 DCO2?CH4?1.278?10?7
二氧化碳在气体中的扩散系数：
1?yCO21?0.202
DG?n??1.587?10?6m/s 5yi50.414?10?i?1DCO2?iyH2yCO计算得：?8.298?105 ?5.958?105
DCO2?H2DCO2?CO
yN4DCO2?N2?20.508?105
yCH4DCO2?CH4?15.650?105
二氧化碳在碳酸丙烯酯中的扩散系数： T-8
DL=7.78×10×? =7.78×10-8×303.15/2.596
L
=9.085×10-6cm2/s=9.085×10-10m2/s
二氧化碳在碳酸丙烯酯中的溶解度系数： ??Lxco2 H=
MPCPCO2由物热衡算知：
?PCO2=330.00kPa xco=0.260kmolCO2/mPC 23
所以， H=0.0092kmol/(kpa﹒m3)
4.5.2 脱碳塔泛点速度计算
2uFL1?1a?0.2 Lg[ ] =A－1.75()4(G)8 (3)G?LV1?Lg??L式中：uF—泛点空塔速度，m/s
g—重力加速度，9.81m/s2
?L—碳酸丙烯酯粘度，2.569（cp）
a
?3 ?L—碳酸丙烯酯30℃时的密度，1188kg/m3
—干填料因子，172m-1
L—碳酸丙烯酯流量，1912273kg/h V1—进塔气体流量，G=43170kg/h 将上述各值带入公式：
2L1?1uFa?0.2 Lg[ (3)G?L ] =A－1.75()4(G)8
G?Lg??L219122731413.4718uFa?0.2 Lg[ (3)G?L ]=0.022－1.75()()
431701188g??L2Lg[0.16uF]=-2.484
所以，泛点空塔速度uF=0.14m/s
4.5.3 脱碳塔塔径计算
①操作速度取泛点速度的70% 即操作速度u=0.14×70%=0.10m/s 操作状态下的气体体积流速：
273.15?301 V=47777.3?=0.89m3/s ?273.153600②脱碳塔径D D=
4V4?0.89==3.37m ?u3.14?0.10实际取塔径?3600mm
③塔截面积： ??AT=D2??3.42=10.17m2
44④实际空塔速度： 4V4?0.89=0.10m/s uF???D23.14?3.42⑤核算径比：
D/d=3600/50=68>10~15, 满足阶梯环的径比要求
⑥泛点率校核：
?=0.10/0.14×100%=70%>50%(在允许范围内) uF因为对于散装材料，其泛点率的经验值⑦喷淋密度的校核：
?uF=0.5～0.85
依Morris等的推荐，d<75mm环形及其他填料的最小润湿速率（MWR）为0.08m3/(m﹒h)
由式 L喷，min=(MWR)﹒at
=0.08×106.4
=8.512m3/(m2﹒h)
因为L喷=
Lh1593.532
?=175.90m/(m﹒h) 220.785D0.785?3.4故满足最小喷淋密度要求
4.5.4 填料层高度计算
如用传质单元法计算填料层高度Z则可 根据式 Z=HOG﹒
\(1?y)1mdyGM2NOG= ?yy1*Kya(1?y)(1?y)(y?y)1. 传质单元高度HOG计算：
\GM HOG=
Kya其中 Ky=KG﹒P
111?? KGakGaHkLa2H=
??LxcoMPCPCO2 .
①计算的传质系数
2?aW?C0.75UL0.1U2Lat?0.05UL0.2??1?exp??1.45()()(2)()?
at?a??g??aLtLLLLt???400.75210718.790.1210718.792?106.4?0.0521078.7920.2??1?exp??1.45()()()()39.1106.4?2.5611932?1.27?1081193?39.1?106.4???
=0.84
由计算知aW=0.84at=89.38m2/m3
L’1912273. 式中：UL=kg/(m h) ??210718.79220.785D0.785?3.4?L、?V－气体、液体的黏度，kg/(m?h)[1Pa?s?3600kg/(m?h)] ?V、?L－气体、液体的密度，kg/m3
DL、DG－溶质在气体、液体中的扩散系数，m2/h
R－通用气体常数，8.314(m3?kPa)/(kmol?K) T－系统温度，K
at－填料的总比表面积，m2/m3 aW－填料的润湿比表面积，m2/m3
g－重力加速度，1.27×108m/h
?L－液体的表面张力，kg/h2(1dyn/cm?12960kg/h2) ?C－填料材质的临界表面张力，kg/h2(1dyn/cm?12960kg/h2)
?－填料形状系数
上述修正的恩田公式只适用于u?0.5uF的情况，由计算得知u?0.5uF
?UV气膜吸收系数计算： kG?0.237?????tV????0.7??V???D?VV????13??tDV??? RT??气体质量通量为 UV1?47777.3?20.24?4757.05kg/(m2?h) 222.4?0.785?3.437717.3?14.422?2675.54kg/(m?h) 222.4?0.785?3.4 UV2??UVkG?0.237?????tV????0.7??V???D?VV????13??tDV??? RT??0.713??106.4?1.587?10?6?3600?4757.051.465?10?5?3600????0.237????????5?68.314?298.15?1.465?10?3600?106.4??16.84?1.587?10?3600??? = 0.237?112.145?0.74?2.45?10-4 =4.82?10-3
?UVkG?0.237?????tV????0.7??V???D?VV????13??tDV? ??RT??