碳酸丙烯酯脫碳填料塔的工藝設(shè)計(jì)

1、碳酸丙烯酯（PC）脫碳填料塔的工藝設(shè)計(jì)學(xué)校上海工程技術(shù)大學(xué)專業(yè)姓名學(xué)號(hào)上海工程技術(shù)大學(xué)48000t/a合成氨碳酸丙烯酯（PQ脫碳填料塔設(shè)計(jì)碳酸丙烯酯（PQ脫碳填料塔設(shè)計(jì)工藝設(shè)計(jì)任務(wù)書、設(shè)計(jì)題目3、操作條件3三、設(shè)計(jì)內(nèi)容3四、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)4設(shè)計(jì)依據(jù)：5一、計(jì)算前的準(zhǔn)備61 .CO2在PC中的溶解度關(guān)系62 .PC密度與溫度的關(guān)系73 .PC蒸汽壓的影響84 .PC的粘度8二、物料衡算81 .各組分在PC中的溶解量82 .溶劑夾帶量Nnn/m3PC93 .溶液帶出的氣量Nnm/m3PC94 .出脫碳塔凈化氣量105 .計(jì)算PC循環(huán)量106 .驗(yàn)算吸收液中CO殘量為0.15Nm3/m3PC時(shí)凈化氣中CO

2、的含量107 .出塔氣體的組成11三、熱量衡算121 .混合氣體的定壓比熱容CDV12p2 .液體的比熱容CpL13133 .C6的溶解熱Qs4 .出塔溶液的溫度TL1145 .最終的衡算結(jié)果匯總15四、設(shè)備的工藝與結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算16（一）確定塔徑及相關(guān)參數(shù)16五、填料層高度的計(jì)算18六、填料層的壓降26七、附屬設(shè)備及主要附件的選型261 .塔壁厚262 .液體分布器263 .除沫器264 .液體再分布器275 .填料支撐板276 .塔的頂部空間高度27八、設(shè)計(jì)概要表27九、對(duì)本設(shè)計(jì)的評(píng)布28參考文獻(xiàn)28化工原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書碳酸丙烯酯（PQ脫碳填料塔的工藝設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)一座碳酸丙烯

3、酯（P。脫碳填料塔，要求年產(chǎn)合成氨48000t/a。二、操作條件1 .每噸氨耗變換氣取4300Nn3變換氣/t氨；2 .變換氣組成為：CO:28.0;CQ2.5;Hz：47.2;Na：22.3。（均為體積%下同。其它組分被忽略）；3 .要求出塔凈化氣中CQ的濃度不超過0.5%;4 .PC吸收劑的入塔濃度根據(jù)操作情況自選；5 .氣液兩相的入塔溫度均選定為30C;6 .操作壓強(qiáng)為1.6MPa；7.年工作日330天，每天24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行。三、設(shè)計(jì)內(nèi)容1 .設(shè)計(jì)方案的確定及工藝流程的說明2 .填料吸收塔的工藝計(jì)算3 .塔和塔板主要工藝結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算4 .填料吸收塔附屬結(jié)構(gòu)的選型與設(shè)計(jì)5 .塔的工藝計(jì)算

4、結(jié)果匯總一覽表6 .吸收塔的工藝流程圖7 .填料吸收塔與液體再分布器的工藝條件圖8 .對(duì)本設(shè)計(jì)的評(píng)述或?qū)τ嘘P(guān)問題的分析與討論。四、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)1 .碳酸丙烯酯（PQ的物理性質(zhì)正常沸點(diǎn)，（C）蒸汽壓X133.32-1Pa粘度，mPa-s分子量20430C38C20C50c102.090.10.242.761.62溫度，（C）0152540553、P(kg/m)122412071198118411692 .比熱計(jì)算式cn1.390.00181t10kJ/(kgC)p3 .CQ2在碳酸丙烯酯（PQ中的溶解度溫度t,(C)2526.737.84050亨利系數(shù)EX101.3-1kPa81.1381.7101

5、.7103.5120.84 .CO2在碳酸丙烯酯（PC）中的溶解熱可近似按下式計(jì)算（以AHCO2表示）AHCO4.59Bi4.187KJ/kmol,Bj676C2i,i5 .其他物性數(shù)據(jù)可查化工原理附錄。設(shè)計(jì)依據(jù)：吸收是利用各組分溶解度的不同而分離氣體混合物的操作。混合氣體與適當(dāng)?shù)囊后w接觸，氣體中的一個(gè)或幾個(gè)組分便溶解于液體中而形成溶液，于是原組分的一分離。對(duì)與此題中的易溶氣體是CO。依題意：年工作日以330天，每天以24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行計(jì)，有：合成氨：48000t/a=145.5t/d=6.06t/h變換氣：4300m3（標(biāo)）變換氣/t氨（簡(jiǎn)記為Nmt）V=6.06X4300=26058m3變換

6、氣組成及分壓如下表進(jìn)塔變換氣COCO代合計(jì)體積百分?jǐn)?shù),%28.02.547.2P22.31001組分分壓，MPa0.4480.0400.7550.3571.600組分分壓，kgf/cm24.5680.4087.7013.63816.32、計(jì)算前的準(zhǔn)備1.CO2在PC中的溶解度關(guān)系CO在PC中亨利系數(shù)數(shù)據(jù)溫度t,(C)2526.737.84050亨利系數(shù)ex101.3-1kPa81.1381.71101.7P103.5120.81作圖得：亨利系數(shù)與溫度近似成直線，且E1.6204t39.594101.3kPa因?yàn)楦邼舛葰怏w吸收，故吸收塔內(nèi)CO的溶解熱不能被忽略。現(xiàn)假設(shè)出塔氣體的溫度為Tv235C

7、,出塔液體的溫度為Tli40C,并取吸收飽和度（定義為出塔溶液濃度對(duì)其平衡濃度的百分?jǐn)?shù)）為70%然后利用物料衡算結(jié)合熱量衡算驗(yàn)證上述溫度假設(shè)的正確性在40c下，CO在PC中的亨利系數(shù)以=103.5X101.3kPa=10485kPa1 .出塔溶液中CO的濃度（假設(shè)其滿足亨利定律）x10.7x10.7p/E0.7448/104850.70.04270.0299（摩爾分?jǐn)?shù)）2 .根據(jù)吸收溫度變化的假設(shè)，在塔內(nèi)液相溫度變化不大，可取平均溫度35C下的CO在PC中溶解的亨利系數(shù)作為計(jì)算相平衡關(guān)系的依據(jù)。即：E351.62043539.594101.39756kPaCO在PC中溶解的相平衡關(guān)系，即：64

8、4.25logXco2logPco24.112式中：XCO2為摩爾比，kmolCO/kmolPC;pCO2為CO的分壓，kgf/cm2；T為熱力學(xué)溫度，K。用上述關(guān)聯(lián)式計(jì)算出塔溶液中CO的濃度有64425logXCOlog4.5684.1121.3952313.15XCO20.0402kmolCO2/kmolPC一一Xco,X0.7x10.7-0.70.03860.02701 XcO2與前者結(jié)果相比要小，為安全起見，本設(shè)計(jì)取后者作為計(jì)算的依據(jù)。結(jié)論：出料X10.0270（摩爾分?jǐn)?shù)）2 .PC密度與溫度的關(guān)系利用題給數(shù)據(jù)作圖，得密度與溫度的關(guān)聯(lián)表達(dá)式為P12230.9858t（式中t為溫度，C；

9、p為密度，kg/m3）溫度，（C）0152540553、(kg/m)122412071198118411693 .PC蒸汽壓的影響根據(jù)變換氣組成及分壓可知，PC蒸汽壓與操作總壓及CO的氣相分壓相比均很小，故可忽略。4 .PC的粘度1855log0.822mPa-s（T為熱力學(xué)溫度，K）T153.15 .工藝流程確定：本次吸收采用逆流吸收的方法。二、物料衡算1 .各組分在PC中的溶解量查各組分在操作壓力為1.6MP3操作溫度為40c下在PC中的溶解度數(shù)據(jù)，并取其相對(duì)吸收飽和度均為70%將計(jì)算所得結(jié)果列于下表（亦可將除CO以外的組分視為惰氣而忽略不計(jì)，而只考慮CO的溶解）：CO溶解量的計(jì)算如下：各

10、個(gè)溶質(zhì)溶解量的計(jì)算如下：（以CO為例）通過第一部分已知CO在40c的平衡溶解度XCO20.0402kmolCO2/kmolPC一一0.040222.4.3,3XCO0.0402kmolCO2/kmolPC10.44Nm/mPC102.09/1184式中：1184為PC在40c時(shí)的密度，102.09為PC的相對(duì)摩爾質(zhì)量CO的溶解量為(10.44-0.15)X0.7=7.203Nm3/m3PC組分COCO代合計(jì)組分分壓，MPa0.44810.0400.755P0.3571.60溶解度，Nn3/m3PC10.440.0160.2230.22310.90溶解量，Nn3/m3PC7.20310.0110

11、.156P0.1567.526溶解氣所占的百分?jǐn)?shù)95.710.152.072.07100.00說明：進(jìn)塔吸收液中CO的殘值取0.15Nm3/m3PC故計(jì)算溶解量時(shí)應(yīng)將其扣除。其他組分溶解度就微小，經(jīng)解吸后的殘值可被忽略。平均分子量：入塔混合氣平均分子量：Mmi440.28280.02520.472280.22320.208kg/kmol溶解氣體的平均分子量：Ms440.9571280.001520.0207280.020742.78kg/kmol2 .溶劑夾帶量Nn3/m3PC以0.2Nm3/m3PC計(jì)，各組分被夾帶的量如下：CO:0.2X0.28=0.056Nm3/m3PCCO0.2X0.0

12、25=0.005Nm3/m3PCH:0.2X0.472=0.0944Nm3/m3PCN:0.2X0.223=0.0446Nm3/m3PC3 .溶液帶出的氣量Nnn/m3PC各組分溶解量：CO:7.203Nm3/m3PC95.71%CO0.011Nm3/m3PC0.15%H:0.156Nm3/m3PC2.07%N:0.156Nm3/m3PC2.07%7.526Nm3/m3PC100%夾帶量與溶解量之和：CO:0.056+7.203=7.259Nm3/m3PC93.96%CO0.005+0.011=0.016Nm3/m3PC0.21%H:0.0944+0.156=0.250Nm3/m3PC3.23

13、%N:0.0446+0.156=0.201Nm3/m3PC2.60%7.726Nm3/m3PC100%4 .出脫碳塔凈化氣量以VV2、V3分別代表進(jìn)塔、出塔及溶液帶出的總氣量，以yy2、y3分別代表CO相應(yīng)的體積分率，對(duì)CO作物料衡算有：V 1=26058N吊hV 1V2V3V 1y1V2y2V3y3聯(lián)立兩式解之得V 3=V1(y1-y2)/(y3-y2)=4300乂6.06(0.280.005)/(0.93960.005)=7667Nm7hM=V1-V3=18391Nm/h5 .計(jì)算PC循環(huán)量因每1m3PC帶出CO為7.259Nm3,故有：L=Vy3/7.259=7667乂0.9396/7.

14、259=992m3/h操作的氣液比為Vi/L=26058/992=26.276 .驗(yàn)算吸收液中CO殘量為0.15Nm3/m3PC時(shí)凈化氣中CO的含量取脫碳塔阻力降為0.3kgf/cm2,則塔頂壓強(qiáng)為16.32-0.3=16.02kgf/cm2,此時(shí)CO的分壓為Pco216.020.0050.0801kgf/cm2,與此分壓呈平衡的CO液相濃度為：,、，.644.25logXCO2logPco24.112644.25logXcolog0.08014.1123.0832 303.15XCO0.0008257kmolCO2/kmolPC0.000825722.4102.09/11933 3_33_0

15、.216NmCO2/mPC0.15NmCO2/mPC式中：1193為吸收液在塔頂30c時(shí)的密度，近似取純PC液體的密度值。計(jì)算結(jié)果表明，當(dāng)出塔凈化氣中CO的濃度不超過0.5%,那入塔吸收液中CO的極限濃度不可超過0.216Nm3/m3PC本設(shè)計(jì)取值正好在其所要求的范圍之內(nèi)，故選取值滿足要求。入塔循環(huán)液相CO:992X0.157.出塔氣體的組成出塔氣體的體積流量應(yīng)為入塔氣體的體積流量與PC帶走氣體的體積流量之差。CO:26058X0.28-7.259乂992=95.31NnVh0.50%CO26058X0.025-0.016X992=635.58Nnm/h3.46%H2:26058X0.472-

16、0.250X992=12049.38NnVh65.53%N:26058X0.223-0.201X992=5610.54NnVh30.51%18391.81Nm/h100%計(jì)算數(shù)據(jù)總表出脫碳塔凈化氣量進(jìn)塔帶出氣量（V1）Nm3/h出塔氣量（V2）Nm3/h溶液帶出的總氣量（V3）Nm3/h26058183917667氣液比26.26入塔氣體平均分子量20.208溶解氣體平均分子量42.78PC中的溶解量（溶解氣量及其組成）40C組分CQCOH2N2總量溶解度，NriVm3PC10.440.020.220.2210.90溶解量，NriVm3PC7.200.010.160.167.53溶解體積流量N

17、m3/h7142.49.92158.72158.727469.76溶解氣所占的百分?jǐn)?shù)%95.710.152.072.07100.00出塔液相帶出氣量及其組成40C溶解量，Nm3/m3PC7.260.020.250.207.73體積流量Nm3/h7203.9116.10247.64199.347667溶解氣所占的百分?jǐn)?shù)%93.960.213.232.60100.00入塔氣相及其組成30C體積流量Nm3/h7296.24651.4512299.385810.93426058溶解氣所占的百分?jǐn)?shù)%28.002.5047.2022.30100.00出塔氣相的組成35C體積流量Nm3/h95.31635.

18、5812049.385610.5418391溶解氣所占的百分?jǐn)?shù)%0.503.4665.5330.51100.00入塔液相及其組成30C體積流量Nm3/h149.00149溶解氣所占的百分?jǐn)?shù)%100.00100三、熱量衡算在物料衡算中曾假設(shè)出塔溶液的溫度為40C,現(xiàn)通過熱量衡算對(duì)出塔溶液的溫度進(jìn)行校核，看其是否在40c之內(nèi)。否則，應(yīng)加大溶劑循環(huán)量以維持出塔溶液的溫度不超過40Co具體計(jì)算步驟如下：1 .混合氣體的定壓比熱容Cpv因未查到真實(shí)氣體的定壓比熱容，故借助理想氣體的定壓比熱容公式近似計(jì)算。理想氣體的定壓比熱容：CpiaibiTqT2dj3,其溫度系數(shù)如下表：系數(shù)abcdGi(30C)G2

19、(32C)CO4.7281.754義10-2-1.338義10-54.097義10-98.929/37.388.951/37.48CO7.373-0.307X10-26.662X10-6-3.037X10-96.969/29.186.97/29.18代6.4832.215義10-3-3.298義10-61.826義10-96.902/28.906.904/28.91降7.440-0.324X_-66.4X10-2.79X6.968/29.186.968/29.1810-210-9表中G的單位為(kcal/kmolC)/(kJ/kmolC)進(jìn)出塔氣體的比熱容CpV1Cpiyi37.380.282

20、9.180.02528.900.47229.180.22331.34kJ/kmolCGv2=!2Cpiyi=37.48X0.0050+29.18X0.0346+28.91X0.6553+29.18X0.3051=29.04KJ/KmolC2 .液體的比熱容CpLH1-溶解氣體占溶液的質(zhì)量分率可這樣計(jì)算:壬目八力47.52622.442.78八c1184其量很少，因此可用純PC的比熱容代之。本設(shè)計(jì)題目中Cpl1.390.00181t10kJ/kg-CCpL11.390.00181tpl-1101.390.0018140101.444kJ/kgCCpL21.390.00181t101.390.00

21、18130101.426kJ/kgC文獻(xiàn)查得CpL0.34990.0009863tkJ/kgC,據(jù)此算得:CpL10.3894kJ/kg-C;CpL20.3795kJ/kg質(zhì)量分率為0.0121.2%本設(shè)計(jì)采用前者。3 .CO2的溶解熱QsHCO24.596764.18712992kJ/kmolCO2文獻(xiàn)查得HCO214654kJ/kmolCO2(實(shí)驗(yàn)測(cè)定值)本設(shè)計(jì)采用后者。CO在PC中的溶解量為7.203X992=7145Nmh=319kmol/h故Qs=14654X319=4674626kJ/h4 .出塔溶液的溫度TL1設(shè)出塔氣體溫度為35C,全塔熱量衡算有：帶入的熱量（Q+Cb）+溶解熱

22、量（Q）=帶出的熱量（Q/2+CL0Qi=VGvi（TviT0）=26058X31.34乂30/22.4=1093738kJ/hCL2=L2GL2（Tl2-To）=992X1193X1.426乂30=50628248kJ/hQ2=VGv2（Tv2To）=18391乂29.04乂35/22.4=834492kJ/hCL1=L1Cpl1（TL1-To）=119772OX1.44XTl1=1724717kJ/h式中：L1=992X1193+（7667-0.2乂992）乂42.78/22.4=1197720kg/h1093738+50628248+4674626=834492+1724717L1TTl

23、1=32C現(xiàn)均按文獻(xiàn)值作熱量衡算，即取CpL10.3894kJ/kg；CpL20.3795kJ/kgCQ1=VGv1（Tv1T0）=26058X31.34乂30/22.4=1093738kJ/hCL2=L2GL2（Tl2T0）=992X1193X0.3795乂30=13473647kJ/hQ2=/2CPv2（Tv2-T0）=18391X29.04乂35/22.4=834492kJ/hCL1=L1CPl1（Tl1-T）=1197720義0.3894義Tl1=466392TL1kJ/h式中：L1=992X1193+（7667-0.2乂992）乂42.78/22.4=1197720kg/h10937

24、38+13473647+4674626=834492+466392TTL1=39.5C與理論值比較后，取TL1=39.5C5 .最終的衡算結(jié)果匯總出塔氣相及其組成（35C）V2=18391.81Nm3/hCO2COH2N295.31635.5812049.385610.54:Nm3/h：0.503.4665.5330.51%Qv2=824491kJ/h入塔液相及其組成（30C）L2=992m3/hCO2COH2N2149Nm3/h%QL2=13473646kJ/h脫塔V)入塔氣相及其組成（30C）V1=26058Nm3/hCO2COH2N2260587296.24651.4512299.385

25、810.93Nm3/h28.02.547.222.3%Qv1=1093738kJ/h出塔液相帶出氣量及其組成（40C）L1=1197720kg/hCO2COH2N269466526.4614.59224.36180.60Nm3/h93.960.213.242.60%V溶解氣量及其組成（40C）L1=1197720kg/hCO2COH2N27469.767142.49.92158.72158.72Nm3/h95.710.152.072.07%Qs=4674626kJ/h四、設(shè)備的工藝與結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算1確定塔徑及相關(guān)參數(shù)D4Vsu0.50.8u塔底氣液負(fù)荷大，依塔底氣液負(fù)荷條件求取塔徑采用Ec

26、kert通用關(guān)聯(lián)圖法求取泛點(diǎn)氣速uF,并確定操作氣速。入塔混合氣體的質(zhì)量流量V=(26058-22.4)X20.208=23508kg/h20.208為入塔混合氣體的平均分子量11.042為出塔混合氣體的平均分子量Mm1440.28280.02520.472280.22320.208kg/kmolML=440.005+280.0346+20.6553+280.3051=11.042kg/kmol塔底吸收液的質(zhì)量流量L=1197720kg/h入塔混合氣的密度(未考慮壓縮因子)VpMm1/RT1.610620.208/8314303.1512.83kg/m3吸收液的密度l1184kg/m3(40C

27、)吸收液的粘度，依下式計(jì)算得到：logT153.10.822185.5308.15153.10.3741197720/23508=5.408查Eckert通用關(guān)聯(lián)圖得縱坐標(biāo)值為0.0025,即:V0.2-LL2uF1000/118412012.839.811184022.3680.20.0025uF0.14m/s(2)選用Bain-Hougen關(guān)聯(lián)式求解uFlg2Ufat0.2L1/41/8Vlg2Uf9.81106.49r12.8311842.3680.21/411977200.09421.75235081/812.831184Uf取Uf0.12m/s0.14m/s則u的取值范圍0.070.

28、11m/s根據(jù)設(shè)計(jì)u=0.1m/s3/h=0.5086m3/s2求取塔徑Vs=26058(0.1013/1.6)(303.15/273.15)=1830mD=(4X0.5086/3.14X0.1)0.5=2.545m本次設(shè)計(jì)取D=2600mm3核算操作氣速u=4Vs/3.14XD2=4X0.5086/3.14X2.62=0.10m/s則操作氣體速度取u=0.10m/s合適4核算徑比D/d=26400/50=521015(滿足鮑爾環(huán)的徑比要求)采用聚丙烯填料表面L噴，min=(MW/Rat=0.08Xl06.4=8.512m3/(m2.h)119772nL噴=9一n/2.62116.648.51

29、2m3/(m2?h)(滿足要求)11934五、填料層高度的計(jì)算塔截面積A=0.785D2=5.307m2因其他氣體的溶解度很小，故將其他氣體看作是惰氣并視作為恒定不變，那么，惰氣的摩爾流率GG=26058(1-0.28)/(22.4X3600Xn)=0.0438kmol/(m2-s)又溶劑的蒸汽壓很低，忽略蒸發(fā)與夾帶損失，并視作為恒定不變，那么有L=992X1193/(102.09X3600X5.307)=0.6068kmol/(m2-s)0.15/22.4y20.005,x20.0005730.15/22.41193/102.09吸收塔物料衡算的操作線方程為GY-LX1y21x2將上述已知數(shù)

30、據(jù)代入操作線方程，整理得X0.072247Y2.1026104選用填料層高度表達(dá)式H=V/(Kya0)采用數(shù)值積分法求解，步驟如下：1 .將氣相濃度y0.0050.28在其操作范圍內(nèi)10等份，具等份間距為0.0275,并將各分點(diǎn)的y值代入式(1)計(jì)算出對(duì)應(yīng)的x值，并列入后面表格中的第1、2列中。2 .計(jì)算各分點(diǎn)截面處的氣液相流率G=(1+Y)GL=(1+X)L(2)將計(jì)算結(jié)果列入附表中的3、4列22機(jī)1exp1.45(上)0.75(旦).1(。).05()0.2=1expaLatLLgLLat-1.45(33/39.1)0.75(225703/106.4-8.5248)0(2257032106

31、.4/118421.27乂107.。5(2257032/1184X39.1X106.4)0.2=1由計(jì)算知awat=106.4m2/m3+iiL1197720、式中：UL=225703kg/(mh)0.785D20.7852.62l、v氣體、液體的黏度，kg/(mh)1Pas3600kg/(mh)l氣體、液體的密度，kg/m3Dl、Dv溶質(zhì)在氣體、液體中的擴(kuò)散系數(shù)，m2/hR通用氣體常數(shù)，8.314(m3kPa)/(kmolK)T系統(tǒng)溫度，Kat填料的總比表面積，m2/m3aW填料的潤(rùn)濕比表面積，m2/m3g一重力加速度，1.27X108m/hL液體的表面張力，kg/h2(1dyn/cm129

32、60kg/h2)C填料材質(zhì)的臨界表面張力，kg/h2(1dyn/cm12960kg/h2)-填料形狀系數(shù)上述修正的恩田公式只適用于氣膜吸收系數(shù)計(jì)算:氣體質(zhì)量通量為L(zhǎng)rU0.7V13VtDvKg0.237tVvDvRT2605820.208UV122.422、4429.96kg/(mh)0.7852.621839111.042uV222.421708.09kg/(m2h)0.7852.6u0.5uFl情況，由計(jì)算得知u0.5uf12.831.6810636000.70.0151031333600106.41.684429.96kG10.23730.015103600106.410636008.3

33、14303=0.237104.940.8862.5510-4=5.6210-3kG20.2370.0151708.091033600106.40.70.015103360012.831.68103600136106.41.681036008.314308=0.23753.85_-40.8862.5110=2.8410-3kG均4.23103液膜吸收系數(shù)計(jì)算:kL0.0095Ul23LLDL13Lg液體質(zhì)量通量為Ul119772020.7852.62225703kg/(m2h)kL0.00952257038.52488138.52481.27108106.48.5248_611844.21210

34、1184=0.009539.560.764897.06=0.882kGakGaW11=4.23-3X10X106.4X1.451.1=0.677kLakLaW0.4=0.882X106.4X1.450.4=108.880.1Uf0.1471.42%50%故修正:1.4kGa9.50.5UfkGa9.50.10.140.52.21.40.6771.421kLa2.60.5KgakGaUfHkLakLa2.60.12.20.140.5108.88118.43KyaPtaaaw_-33H=1184/(102.09X(1.6204X30+39.594)X101.=1.29X10kmol/(kPam)E

35、Ms（稀溶液）Kga0.138-31.4211.2910118.43計(jì)算準(zhǔn)備：(1)兩相摩爾流率與質(zhì)量流率的轉(zhuǎn)換氣相平均分子量為：44y1yM惰.1.M惰2M底惜M頂惰1282.5247.22822.3283.46265.532830.5122.547.222.33.4665.5330.51110.9610.8710.922氣相平均分子量為：33.085y+10.915VG=(33.085Y+10.915)GLg102.09L(稀溶液)(2)CO在氣相和液相中的擴(kuò)散系數(shù)氣相：分兩步進(jìn)行，定性溫度取32.5Co首先計(jì)算CO在各組分中的擴(kuò)散系數(shù)，然后再計(jì)算其在混合氣體中的擴(kuò)散系數(shù)。計(jì)算公式如下:D

36、co2i1/24.36105T1.50MaMb2-1/31/32PtVaVbDCO2-co=4.36行口?)1.50.,(1/44+1/28)(341/3+30.71/3)21600=8.6710-7m2/SDdO2-h24.36疔口?)1.50、.(1/44+1/2)(341/3+14.31/3)21600=3.2810-6m2/SDCo2-N=4.3610-5(32.5+273)1.50.(1/44+1/28)(341/3+31.21/3)21600=8.6210-7m2/SDg1yCO2=yi/DCO2i(1-0.005)/0.0346/8.67X10-7+0.6553/3.28X10-

37、6+0.3051/8.62X10-7)=1.676X10-6ni/s液相：文獻(xiàn)介紹了CO在PC中擴(kuò)散系數(shù)兩個(gè)計(jì)算公式，定性溫度取35CoDC02PC9.0123069108二=1.17X10-5cm2/s(TK;mPas；DcmVs)L8T-522.、Dco2pc7.7810=1.01x10cm/s(TK;mPas；Dcm/s)L取大值Dco2pc1.1710-5cm2/s（3）氣液兩相的粘度mGiGi-(純組分的粘度)273.15Ug-co=1.34X10-2(305.5/273.15)35=0.015mPa-s同理：ug-co=0.018mPa-sug-h2=0.0093mPa-s氣相:G

38、ug-n2=0.018mPa-sGi/mPasmGi/mPasmCO1.34X10-20.9350.84X10-20.771CO1.66X10-20.758Nl1.66X10-20.756Gi為0C、常壓下純氣體組分的粘度，mPas。m為關(guān)聯(lián)指數(shù)（見下表）1G二G頂G底20.5V MU冷（氣體混合物的粘度）VI Mi.=(0.28X0.015X4405+0.025X0.018X2805+0.472X0.0092X205+0.223X0.018X2805)/(0.28X4405+0.025X2805+0.472X205+0.223X285)=0.0150mPa-s185.5_液相：logL0.8

39、22mPasT153.1=2.368mPa-sL=2.368mPas=8.524kg/(ms)(4)吸收液與填料的表面張力吸收液：43.160.116t=39.1mPa-s填料：查教材，如聚乙烯塑料c33mPa-sc4 .氣相總傳質(zhì)單元數(shù)區(qū)|作CO在PC中的相平衡曲線644.25lgXlgp-4.112PPty將計(jì)算結(jié)果列表如下:氣相CO的組成y（摩爾分率）0.0050.0500.1000.2000.2802氣相CO的分壓p(kgf/cm)0.08160.8161.6323.2634.57030c對(duì)應(yīng)的液相平衡組成x0.00080.00840.01690.03370.047235c對(duì)應(yīng)的液相平

40、衡組成x0.00080.00780.01560.03110.043640c對(duì)應(yīng)的液相平衡組成x0.00070.00720.01440.02880.0404因溫度變化不大，故取平均溫度下的數(shù)值作圖得一直線，這說明CO在PC中的溶解情況滿足亨利定律。但因操作關(guān)系不為直線，故仍需采用圖解積分或數(shù)值積分。5 .氣相總傳質(zhì)單元數(shù)Ld采用傳質(zhì)單元數(shù)的近似簡(jiǎn)化法計(jì)算圖中數(shù)據(jù)源于下表數(shù)據(jù)，y、x數(shù)據(jù)由操作線方程（1）計(jì)算而得。y*由y*=6.4283x-0.0002計(jì)算而得。yx10-20.53.256.08.7511.5014.2517.0019.7522.5025.2528.00xx10-20.0570.

41、2550.4540.6530.8521.0511.2491.4481.6471.8452.043y*x10-20.3471.6242.9024.1795.4566.7328.0109.28810.5611.8413.121yy654.261.5032.2821.8816.5513.3011.129.5608.6307.4606.72065.058.552.045.539.032.526.019.513.06.50.0現(xiàn)采用Smipson公式求區(qū)域的面積一數(shù)值積分法（亦可采用圖解積分）yidyy2yyy13n%。fn2f2f4f6f84f1f3f5f7f916.5511.128.380.280.

42、005654.86.72232.28111y2110.005In-In0.16221y1210.28Nog11.490.16211.6526 .氣相總傳質(zhì)單元高度Hog計(jì)算Hog:由于對(duì)于pgco為易吸收氣體，為氣膜控制Kykgkv空VDv1/32)(ad)UV、0.7,kvRTaDv()(tVkvaDRT/UV、0.7v32()()(ad)tvvDvaDRT106.41.68106-6.98.3143081080.7Uv235080.7852.620.730.01510106.4104.941.5105vDv12.831.681060.886ad0.03530.7kvaDVUvRTtvVVDVad22.2610-7kykvp16002.261073.62104Kyakya3.62104106.40.03855HOGVm0.04384kya3.62104106.41.1384m填料層的有效傳質(zhì)高度HHogNog=1.138411.652=13.30m六、填料層的壓降用Eckert通用關(guān)聯(lián)圖計(jì)算壓降1/2