废氯吸收塔的计算

废氯吸收塔的计算
1、吸收塔计算
1.1 计算塔径
设事故状态下氯气最长累计连续排放时间为10分钟,氯气排放速率为每小时2.0吨,瞬时质量流量wV=2000Kg/h。

22.4=631NM3/h?标准状态**积Vm=(2000/71)
取30℃下进入吸收塔此温度(273+30)/273=700M3/h?**积流量V=631
V=2000/700=2.86 Kg/M3ρ则入塔时Cl2的密度
L=1190ρ设用20%的NaOH溶液吸收量150M3/h,密度150=178500
Kg/h。

?Kg/M3(二院数据),则NaOH溶液吸收喷淋量wL=1190
因为此吸收为化学吸收,主要反应:
Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O
其反应为不可逆气膜控制的吸收反应,Cl2进入NaOH溶液后立即反应而消耗掉,界面Cl2分压极低,可以设塔内绝对压强为101.3kPa.
(2.86/1190)0.5=4.36?L)0.5=(178500/2000)ρV/ρ(?(wL/wV)
由埃克特通用关联式乱堆填料泛点线查得:横坐标为4.36时,纵坐标为
0.0035
L)=0.0035ρl0.2)/(gμVρψφ即(uF2
=1000/1190=0.84ψ=103m2/m3,吸收液密度校正系数σ=82m-1 比表面积φ50塑料鲍尔环填料(乱堆方式)填料因子φ建议选用
l=2.5mpa.sμ20%的NaOH溶液粘度
则泛点气速
l0.2)μVρψφL)/(ρuF2=(0.0035g
2.50.2)=0.173?2.86?0.84?1190)/(82?9.81?=(0.0035
解的泛点气速uF=0.42m/s
0.42=0.167?因碱液与氯气反应易起泡沫,泛点率应小于45%后更低,取空塔气速为泛点气速的40%计算:u=0.4uF=0.4 m/s
3600)=1.48?0.176?700/(3.14?u = 4πD2=4Vs/
D=1.22 m
因D大于1米,调整塔径1.4米
π计算空塔气速u=4Vs/ 3600)?1.42?700/(3.14?D2=4
=0.126 m/s
安全系数u/uF=0.126/0.44=28%
塔径与填料尺寸之比:1400/50=28 (大于8)
计算最小喷淋密度Umin,因填料尺寸小于75mm, (Lw)min=0.08m3/(m.h)
103=8.24 m3/(m2.h)?=0.08σ?Umin=(Lw)min
操作条件下的喷淋密度
1.42)=97.5 m3/(m
2.h) 远远大于最小喷淋密度8.24m3/(m2.h)?150/(
3.14?U=4
因此吸收塔可取直径1.4米。

1.2 吸收塔有效高度(填料高度)的计算
因为用碱液吸收氯气为快速的化学吸收,全塔处于气膜控制(即KG=kG).设计计算方法和物理吸收相近。

并且可认为界面Cl2分压y*=0 ,为不可逆气膜控制的吸收。

ln(y1/y2)?p) σ则吸收塔填料高度L=(G/ kG
式中G为吸收塔中气体的空塔摩尔流率,kmol/(m2.s)
kG为传质系数,kmol/(m2.MPa.s)
为传质比表面积,m2/m3
y1,y2分别为进、出吸收塔气体中Cl2的摩尔分率
(计算过程中吸收传质系数kG在现有资料无法查找,无法计算填料高度)填料高度参照光化碱吸收系统的经验值可选4米。

塔高根据填料高度、塔内再分布器等需重新核算。