吸收解吸塔的设计
吸收解吸塔的详细设计计算(做CO2吸收塔和解吸塔的同学不用愁了)
课程设计任务书
学生姓名： 指导教师：
一、课程设计题目 填料吸收塔的设计 二、工艺条件
专业班级： 工作部门：
1．煤气中含苯 2%（摩尔分数） ，煤气分子量为 19； 2．生产能力：每小时处理含苯煤气 2000m³，连续操作； 3．吸收塔底溶液含苯≥0.15%（质量分数） ； 4．吸收回收率≥95%； 5．吸收剂为洗油：分子量 260，相对密度 0.8； 6．吸收操作条件为：1atm、27℃；解吸操作条件为：1atm、120℃； 7．冷却水进口温度＜25℃，出口温度≤50℃。 8．吸收塔汽-液平衡 y* = 0.125x； 解吸塔汽-液平衡为 y* = 3.16x； 9．解吸气流为过热水蒸气，经解吸后的液体直接用作吸收剂，正常操作下不再补充新 鲜吸收剂过程中热效应忽略不计； 10.年工作日及填料类型：自选。
3 吸收塔的工艺计算
工艺计算包括塔径的计算，填料层高度的计算，总高度的计算和流体力学参 数计算。
3.1 塔径计算
取 P=101.325Kpa
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
ρ
G
=
PM 101.325 × 10 3 × 20.18 = = 0.8198kg / m 3 RT 8.314 × (27 + 273)
液相密度可以近似取为： ρ L = ρ 洗油 = 0.8 × 10 3 kg / m 3 液体黏度为： η L = 1.2 × 10 −3 pa ⋅ s = 1.2mpa ⋅ s
教研室主任签名： 年 月 日
-1-
目
解吸塔课程设计
解吸塔课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握解吸塔的基本原理、结构和设计方法。
知识目标包括了解解吸塔的定义、工作原理和主要组成部分，掌握解吸塔的工艺参数和设计计算方法。
技能目标包括能够运用所学的知识对解吸塔进行设计和分析，能够阅读和理解相关的工程图纸。
情感态度价值观目标包括培养学生的工程意识、创新意识和团队合作意识。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括解吸塔的基本原理、结构和设计方法。
首先，介绍解吸塔的定义和作用，解释其工作原理。
然后，讲解解吸塔的主要组成部分，包括塔体、塔内件和塔底再生系统。
接着，介绍解吸塔的工艺参数，如塔径、塔高、塔内流速等，并讲解其设计计算方法。
最后，通过案例分析，让学生运用所学的知识对解吸塔进行设计和分析。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本节课将采用多种教学方法。
首先，通过讲授法，讲解解吸塔的基本原理和设计方法。
其次，通过案例分析法，让学生通过实际案例来运用所学的知识。
此外，还采用讨论法，让学生分组讨论解吸塔的设计和应用问题，培养学生的团队合作意识。
最后，通过实验法，让学生亲自动手进行解吸塔的实验，增强学生的实践能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将选择和准备适当的教学资源。
教材方面，将使用《化工原理》一书作为主教材，辅以《化工工艺学》等参考书。
多媒体资料方面，将制作和解吸塔相关的PPT课件，并提供相关的视频和图片资料，以丰富学生的学习体验。
实验设备方面，将准备解吸塔的模型和实验器材，让学生进行实际操作和观察。
五、教学评估本节课的评估方式将包括平时表现、作业和考试三个部分。
平时表现评估将根据学生在课堂上的参与度、提问和回答问题的表现来打分。
作业评估将根据学生完成的作业质量和及时性来打分。
考试评估将采用闭卷考试的形式，考察学生对解吸塔基本原理、结构和设计方法的掌握程度。
评估方式将客观、公正，全面反映学生的学习成果。
六、教学安排本节课的教学安排如下：共计4课时，每课时45分钟。
吸收与解吸实验
吸收与解吸实验一、实验目的及任务：1、熟悉填料塔的构造与操作。
2、观察填料塔流体力学状况，测定压降与气速的关系曲线。
3、掌握总传质系数K x a的测定方法并分析影响因素。
4、学习气液连续接触式填料塔，利用传质速率方程处理传质问题的方法。
二、基本原理：本装置先用吸收柱将水吸收纯氧形成富氧水后（并流操作），送入解吸塔顶再用空气进行解吸，实验需测定不同液量和气量下的解吸总传质系数K x a，并进行关联，得到K x a=AL a·V b的关联式，同时对四种不同填料的传质效果及流体力学性能进行比较。
本实验引入了计算机在线数据采集技术，加快了数据记录与处理的速度。
1、填料塔流体力学特性：气体通过干填料层时，流体流动引起的压降和湍流流动引起的压降规律相一致。
在双对数坐标系中，此压降对气速作图可得一斜率为1.8～2的直线（图中aa线）。
当有喷淋量时，在低气速下（c点以前）压降也正比于气速的 1.8～2次幂，但大于同一气速下干填料的压降（图中bc段）。
随气速的增加，出现载点（图图1 填料层压降–空1中c点），持液量开始增大，压降气速线向上弯，斜率变陡（图中cd到液泛点（图中d点）后，在几乎不变的气速下，压降急剧上升。
2、传质实验：填料塔与板式塔气液两相接触情况不同。
在填料塔中，两相传质主要是在填料有效湿表面上进行，需要计算完成一定吸收任务所需填料高度，其计算方法有：传质系数法、传质单元法和等板高度法。
本实验是对富氧水进行解吸。
由于富氧水浓度很小，可认为气液两相的平衡关系服从亨利定律，即平衡线为直线，操作线也是直线，因此可以用对数平均浓度差计算填料层传质平均推动力。
整理得到相应的传质速率方式为：m p x A x V a K G ∆∙∙=m p A x x V G a K ∆∙=其中 22112211ln )()(e e e e m x x x x x x x x x -----=∆()21x x L G A -= Ω∙=Z V p相关的填料层高度的基本计算式为：OL OL x x e x N H xx dx a K L Z ∙=-Ω∙=⎰12 即 OL OL N Z H /=其中 m x x e OL x x x x x dx N ∆-=-=⎰2112 ， Ω∙=a K L H x OL式中：G A —单位时间内氧的解吸量[Kmol/h] K x a —总体积传质系数[Kmol/m 3•h •Δx]V P —填料层体积[m 3]Δx m —液相对数平均浓度差x 1 —液相进塔时的摩尔分率（塔顶）x e1 —与出塔气相y 1平衡的液相摩尔分率（塔顶） x 2 —液相出塔的摩尔分率（塔底）x e2 —与进塔气相y2平衡的液相摩尔分率（塔底）Z—填料层高度[m]Ω—塔截面积[m2]L—解吸液流量[Kmol/h]H OL—以液相为推动力的传质单元高度N OL—以液相为推动力的传质单元数由于氧气为难溶气体，在水中的溶解度很小，因此传质阻力几乎全部集中于液膜中，即K x=k x, 由于属液膜控制过程，所以要提高总传质系数K x a，应增大液相的湍动程度。
吸收塔解吸塔
载体。不含溶质的吸收剂称为贫液（或溶剂）， 富含溶质的吸收剂称为富液。
当吸收剂与气体混合物接触，溶质便向液 相转移，直至液相中溶质达到饱和，浓度不再 增加为止，这种状态称为相平衡。平衡状态下 气相中的溶质分压称为平衡分压，吸收过程进 行的方向与限度取决于溶质的气液两相中的平 衡关系。当溶质在气相中的实际分压高于平衡
热交换器E-103、盐水冷却器E-102冷却降温至50C 返回D-101循环使用。返回油温度由TIC103通过 调节循环冷却盐水量来控制。解吸塔塔釜有再沸 器E-105，利用蒸汽进行加热，再沸器温度由 TIC104和FIC108串级调节蒸汽流量（3.0t/h）来 控制。解吸塔压力（0.5MPa）由PIC105调解塔顶 冷凝器冷却水流量来控制；当压力超高时，由 PIC104调解D-103放空量来控制。
随着生产的进行，要定期排放气液分离罐D102的液体，补充新鲜的C6油入贮罐。另外，为 保证系统中的操作稳定，操作时要保持系统之间 的压力差。
四、主要设备及结构说明
1.气液传质设备（吸收塔、解吸塔） 2.冷凝器 3.换热器 4.再沸器
1.气液传质设备（吸收塔、解吸塔）
填料塔的总体结构
填料塔的结构
吸收解吸单元一工作原理简述二工艺流程动画演示三工艺流程简介四主要设备及结构说明一工作原理简述吸收解吸是化工生产过程中用于分离提取混合气体组分的单元操作与蒸馏操作一样是属于气液两相操作目的是分离均相混合物
一、工作原理简述
吸收解吸是化工生产过程中用于分离提取混合气 体组分的单元操作，与蒸馏操作一样是属于气-液 两相操作，目的是分离均相混合物。吸收是利用气 体混合物中各组分在液体吸收剂中的溶解度不同， 来分离气体混合物的过程。能够溶解的组分称为溶 质或吸收质，要进行分离的混合气体富含溶质称为 富气，不被吸收的气体称为贫气，也叫惰性气体或
吸收塔的设计
课程设计任务书1.设计题目：水吸收二氧化硫过程填料吸收塔的设计矿石焙烧炉送出的气体冷却到25℃后送入填料塔中，用20℃清水洗涤除去其中的SO2。
入塔的炉气流量为2250m3/h，其中进塔SO2的摩尔分数为0．05，要求SO2的吸收率为96％。
吸收塔为常压操作，因该过程液气比很大，吸收温度基本不变，可近似取为清水的温度。
吸收剂的用量为最小量的1．4倍。
2.工艺操作条件：(1) 操作平均压力常压101.325kpa(2) 操作温度t=20℃(4) 所用填料为D N38聚丙烯阶梯环形填料。
3.设计任务完成填料吸收塔的工艺设计与计算，有关附属设备的设计和选型，绘制吸收系统工艺流程图和吸收塔工艺条件图，编写设计说明书。
目录摘要 (1)1绪论 (2)1.1吸收技术概况 (2)1.2吸收过程对设备的要求及设备的发展概况 (2)1.3吸收在工业生产中的应用 (2)1.3.1吸收的应用概况 (3)1.3.2典型吸收过程 (3)2设计方案 (4)2.1吸收方法及吸收剂的选择 (4)2.1.1吸收方法 (4)2.1.2吸收剂的选择: (4)2.2吸收工艺的流程 (5)2.2.1吸收工艺流程的确定 (5)2.2.2吸收工艺流程图及工艺过程说明 (6)2.3操作参数的选择 (6)2.3.1操作温度的选择 (6)2.3.2操作压力的选择 (6)2.3.3吸收因子的选择 (7)2.4吸收塔设备及填料的选择 (8)2.4.1吸收塔的设备选择 (8)2.4.2填料的选择 (8)3吸收塔的工艺计算 (9)3.1基础物性数据 (9)3.1.1液相物性数据 (9)3.1.2气相物性数据 (9)3.1.3气液平衡数据 (9)3.2物料衡算 (10)3.3塔径的计算 (10)3.3.1塔径的计算 (10)3.3.2泛点率校核 (11)3.3.3填料规格校核: (11)3.3.4液体喷淋密度校核 (11)3.4填料层高度计算 (11)H计算 (11)3.4.1传质单元高度OG3.4.2填料层高度Z的计算: (12)3.5填料层压降ΔP的计算: (12)3.6填料塔附属高度计算 (13)3.7离心泵的选择3.8进出液气接管管口的计管结论 (13)参考文献 (14)主要符号说明 (14)在化工生产中，气体吸收过程是利用气体混合物中，各组分在液体中溶解度或化学反应活性的差异，在气液两相接触是发生传质，实现气液混合物的分离。
化工原理 吸收塔的计算
解得x1 0.005
Y1e 2 x1 0.01 y2e 0
ym
( y1 - y1e ) - ( y2 - y2e ) ln ( y1 - 2 y1e )
0.005
( y2 - y2e )
NOG
y1 y2 ym
3.6
H NOG HOG 2.88m
16
3、解吸（脱吸）
1、解吸方法
高浓端
（1）解吸塔物料衡算式 全塔物料衡算
规定浓度下标： 塔顶 1 ，塔底 2
G( y1 y2 ) L(x1 x2 )
操作线方程
y
y1
L
x G
x1
L G
x
y1
L G
x1
18
（2）解吸塔的最小气液比 已知：L 、 x1 、 y2 ， 规定 x2
L G
19
G L min
x1 x2 y1e y2
7
y2
返混
x2
液体局部返混对传质推动力的影响
在一定的液体流量下，当上升气体流速达到一定值时，整个 塔段上同时发生大量液体返混，液体在塔顶被出口气体带出 塔外，即发生了不正常的 液泛 现象。
8
例9-5： 吸收塔高（填料层高）的计算 在一逆流操作的吸收塔中用清水吸收氨—空气混合气
中的氨，混合气流量为0.025kmol/s,混合气入塔含氨摩 尔分数为0.02，出塔含氨摩尔分数为0.001。吸收塔操作 时的总压为101.3kPa，温度为293k，在操作浓度范围内 ， 氨 水 系 统 的 平 衡 方 程 为 y=1.2x ， 总 传 质 系 数 Kya=0.0522kmol/(s.m3)。若塔径为1m ，实际液气比是 最小液气比的1.2倍，求所需塔高为多少？
吸收或解吸塔的计算
(3) 塔径计算；
(4) 填料层高度或塔板数的计算； (5) 确定塔的高度； (6) 塔的流体力学计算及校核； (7) 塔的附件设计。
第四节 吸收（或解吸)塔的计算
3.校核计算的主要内容与步骤 (1) 吸收率的计算 (2) 吸收剂用量、组成及操作温度对吸收塔的影响
V, Yb
L, Xb
第四节 吸收（或解吸)塔的计算
3.操作线方程与操作线
在任一截面与 L( X X a )
Y L L X Ya X a V V
V, Ya
V, Y
L, X V, Yb
操作线方程
L, Xb
例题： 在20℃，1atm下，用清水分离氨-空气的混合气体，混 合气体中氨的分压为1330Pa，经吸收后氨的分压降为 7Pa， 混合气体的处理量为 1020kg/h ，操作条件下平衡关系为 Ye=0.755X 。若适宜的吸收剂用量为最小用量的 2 倍，求所 需吸收剂用量及离塔氨水的浓度。
V, ya 吸 收 塔 V, yb xb=? xa , L=?
V, Ya
V, Yb
L, Xb
第四节 吸收（或解吸)塔的计算
2.吸收率的定义：
混合气中溶质A被吸收的量占总量的百分率，称 为溶质的吸收率或回收率，以φ表示，即：
L, Xa
Yb Ya Ya A 1 Yb Yb
V, Ya
Ya Yb (1 A )
已知进料中A的组成为50%（mol%）,要 求气体吸收率为90%，则塔顶尾气中A的组成： A:9% B:7% C: 5% D:3%
由物平可知通过该微元层物质的传递量为：
填料吸收塔设计方案
填料吸收塔设计方案1、设计方案简介1.1吸收剂的选择根据所处理混合气体，可采用洗油为吸收剂，其物理化学性质稳定，选择性好，符合吸收过程对吸收剂的基本要求。
1.2吸收流程该吸收过程可采用简单的一步吸收流程，同时应对吸收后的洗后进行再生处理。
以混合气体原有的状态即27℃和1atm条件下进行吸收，流程如图2-1所示。
混合气体进入吸收塔，与洗油逆流接触后，得到净化气排放，吸收苯后的洗油，经富液泵送入再生塔塔顶，用过热水蒸气进行气提解吸操作，解吸后的洗油经贫油泵，送回吸收塔塔顶，循环使用，气提气则进入冷凝系统进行苯水分离。
1.3吸收塔设备及塔填料选择该过程处理量不大，所用的塔直径不会太大，故采用填料塔较为适宜，并选用25mm塑料作阶梯环填料，其主要性能参数如下。
经查表将25mm塑料阶梯环的主要物性参数见下表1-1。
表1-1 25mm塑料阶梯环的物性参数[]1比表面积α填料因子孔隙率ε填料的对应A值泛点填料因子填料的表面张力228 260 0.9 0.204 176 751.4解吸塔设备及塔填料选择解吸塔采用水蒸气加热再生法，并选用25mm碳钢阶梯环填料，其主要性能参数见下表1-2。
表1-2 25mm碳钢阶梯环的物性参数[]1比表面积α填料因子孔隙率ε填料的对应A值泛点填料因子填料的表面张力220 273 0.93 0.106 176 751.5操作参数选择操作参数主要包括吸收（解吸）压力、温度及吸收因子（解吸因子）。
吸收过程：1atm、27℃；解析过程：1atm、120℃。
吸收因子（解吸因子）通过工艺过程设计计算得出。
1.6提高能量利用率尽量保持气体吸收前后压力1atm，避免气体解压后重新加压；设计时尽量减小各部分的阻力损失，以减少气体输送过程的能量损失；回收系统内部热量。
2、流程的设计及说明图2-1 从水煤气中回收粗苯的流程示意[]2采用常规逆流操作流程。
流程说明：煤气由塔底进入吸收塔，其中粗苯蒸气被塔顶淋下的洗油吸收后，由塔顶送。
吸收与解吸实验
一、实验目的12 3 4二、实验原理㈠、吸收实验根据传质速率方程，在假定Kxa 低浓、难溶等] 条件下推导得出吸收速率方程：Ga=Kxa ·V ·Δx m 则： Kxa=Ga/(V ·Δx m )式中：Kxa ——体积传质系数 [kmolCO 2/m 3hr Ga ——填料塔的吸收量 [Kmol CO 2 V ——填料层的体积 [m 3] Δx m ——填料塔的平均推动力 1、Ga 的计算已知可测出：Vs[m 3/h]、V B [m 3/h]（可由色谱直接读出）Ls[Kmol/h]=Vs ×ρ水/M 水1011'29]/[ρρρρV M V h Kmol G B B B =⋅=⋅=空气 标定情况：T 0=273+20 P 0=101325 测定情况：T 1=273+t1 P 1=101325+ΔP 因此可计算出L S 、G B 。
又由全塔物料衡算：G a =Ls(X 1-X 2)=G B (Y 1-Y 2) 22211111y y Y y y Y -=-=且认为吸收剂自来水中不含CO 2，则X 2=0，则可计算出G a 和X 1 2、Δx m 的计算根据测出的水温可插值求出亨利常数E[atm]，本实验为P=1[atm] 则 m=E/Pmy x m y x x x x x x x x x x x x e e e e m 11221112221212ln ==-=∆-=∆∆∆∆-∆=∆㈡、解吸实验低浓、难溶等] Ga=K Y a ·V 则： K Y a=Ga/(V 式中：K Y a Ga V ΔY m 1、Ga 的计算已知可测出：y 2 ]/[h Kmol G B 标定情况：T 0 测定情况：T 1因此可计算出L S 、G B 。
又由全塔物料衡算：G a =Ls(X 1-X 2)=G B (Y 1-Y 2) 011222111=-=-=y y Y y y Y且认为空气中不含CO 2，则y 2=0；又因为进塔液体中X 1有两种情况，一是直接将吸收后的液体用于解吸，则其浓度即为前吸收计算出来的实际浓度X 1；二是只作解吸实验，可将CO 2用文丘里吸碳器充分溶解在液体中，可近似形成该温度下的饱和浓度，其X 1*可由亨利定律求算出：mm y x 1*1==则可计算出G a 和X 2 2、ΔY m 的计算根据测出的水温可插值求出亨利常数E[atm]，本实验为P=1[atm] 则 m=E/P11221112221212ln x m y x m y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y e e e e m ⋅=⋅=-=∆-=∆∆∆∆-∆=∆根据 e e Y y yy Y 换算成将-=1三、实验装置CO2：钢瓶中的CO2经根部阀、减压阀、针型调节阀，一路经流量计V CO2-1进入吸收塔；另一路经流量计V CO2-2进入文丘里吸碳器与饱和罐中的循环水充分混合可形成饱和CO2水溶液。
化工原理 吸收(或解析)塔计算
NOG仅与气体的进出口浓度、相平衡关系有关，与塔的结构、 操作条件(G、L)无关，反映分离任务的难易程度。
(2)传质单元高度
H
＝
OG
K
G y a
kmol 单位： m2 • s m
kmol m3 • s
HOG与操作条件G、L、物系的性质、填料几何特性有关，是吸收 设备性能高低的反映。其值由实验确定，一般为0.15~1.5米。
y4
•B
y3
E3
yN1
y2
y1 A
E1
E2
x0 x1
x2
x3
解析法求理论板数
x0
y1
平衡线方程：y=mx
y1
操作线方程：y=y1+L/G(x-x0)
由第一板下的截面到塔顶作物料衡算：
y2
y1
L G
x1
x0
y1 mx1
y2
y1
L G
y1 m
x0
(1
A) y1
Amx0
1
2
x1 y2
x2 y3
xN 2 y N 1
N 11 A A1
N－1
N xN 1 y N
yN 1
xN
y2
x2
吸收
y1
x1
y1
解吸
y2
六、塔板数
• 板式塔与填料塔的区别在于组成沿塔高是阶跃 式而不是连续变化的。
x0
y1
1
x1 y2
2
x2 y3
xN 2 y N 1
N－1
yN
N xN 1
xN
理论板：气液两相在塔板上充分接触， 传质、传热达平衡。
相平衡关系：yn f (xn )
吸收塔课程设计
目录(一) 设计任务 (1)(二) 设计简要 (2)2.1 填料塔设计的一般原则 (2)2.2 设计题目与要求 (2)2.3 设计条件 (2)2.4 工作原理 (2)(三) 设计方案 (2)3.1 填料塔简介 (2)3.2填料吸收塔的设计方案 (3).设计方案的思考 (3).设计方案的确定 (3).设计方案的特点 (3).工艺流程 (3)（四）填料的类型 (4)4.1概述 (4)4.2填料的性能参数 (4)4.3填料的使用范围 (4)4.4填料的应用 (5)4.5填料的选择 (5)（五）填料吸收塔工艺尺寸的计算 (6)5.1塔径的计算 (6)5.2核算操作空塔气速u与泛点率 (7)5.3液体喷淋密度的验算 (8)5.4填料层高度的计算 (8)5.5填料层的分段 (8)5.6填料塔的附属高度 (9)5.7液相进出塔管径的计算 (9)5.8气相进出塔管径的计算 (9)（六）填料层压降的计算 (10)（七）填料吸收塔内件的类型与设计 (10)7.1 填料吸收塔内件的类型…………………………………………………………107.2 液体分布简要设计………………………………………………………………12（八）设计一览表 (13)（九）对设计过程的评述 (13)（十）主要符号说明 (14)参考文献 (17)（二）设计简要（1）填料塔设计的一般原则填料塔设计一般遵循以下原则:①:塔径与填料直径之比一般应大于15：1，至少大于8：1；②：填料层的分段高度为：金属:6.0-7.5m，塑料：3.0-4.5；③：5-10倍塔径的填料高度需要设置液体在分布装置，但不能高于6m；④：液体分布装置的布点密度，Walas推荐95-130点/m2,Glitsh公司建议65-150点/m2⑤：填料塔操作气速在70%的液泛速度附近；⑥：由于风载荷和设备基础的原因，填料塔的极限高度约为50米（2）设计题目与要求常温常压下，用20℃的清水吸收空气中混有的氨，已知混合气中含氨10%（摩尔分数，下同），混合气流量为3000m3/h，吸收剂用量为最小用量的1.3倍，气体总体积吸收系数为200kmol/m3.h，氨的回收率为95%。
吸收塔课程设计
煤化工课程设计( 2014——2015年度第1学期)名称：煤化工课程设计院系：环境学院班级：应化1001学号：************ 学生姓名：设计周数：1周成绩：日期：2015 年 2 月16 日《煤化工》课程设计3任务书一、设计目的通过对气态污染物净化系统的工艺设计，初步掌握气态污染物净化系统设计的基本方法。
培养学生利用所学理论知识，综合分析问题和解决实际问题的能力、绘图能力、以及正确使用设计手册和相关资料的能力。
二、设计任务试设计常压填料塔，采用逆流操作，以水为吸收剂，吸收混合气中的丙酮。
三、设计资料1）混合气（空气，丙酮蒸汽）处理量为1500m3/h，温度为35℃；2）进塔混合气物性可近似看作空气物性，比如密度等；3）进塔混合气含丙酮体积分数为1.5 %，要求达到的丙酮回收率为90%；4）操作压力为常压，101.325 kPa。
5）进塔吸收剂为清水；6）吸收操作为等温吸收，温度为35℃。
7）气液平衡曲线：t=15~45℃时，丙酮溶于水其亨利常数E(kPa)可用下式计算：lgE=9.171-[2040/(t+273)]8）液气比倍数请自己选定。
9）气速u=0.77u F范围。
(填料在矩鞍环、阶梯环、拉西环和鲍尔环中自行选用)10）k G=1.795×10-3kmol/(m2·s·kPa)；k L=1.81×10-4m/s。
四、设计内容和要求1）研究分析资料。
2）净化设备的计算，请计算出塔高、塔径、压降等，并校核。
3）编写设计计算书。
设计计算书的内容应按要求编写，即包括与设计有关的阐述、说明及计算。
要求内容完整，叙述简明，层次清楚，计算过程详细、准确，书写工整，装订成册。
设计计算书应包括目录、前言、正文及参考文献等。
4）设计图纸。
包括工艺流程图、塔器剖面结构图。
应按比例绘制，标出设备、零部件等编号，并附明细表，即按工程制图要求。
图纸幅面、图线等应符合国家标准；图面布置均匀；符合制图规范要求。
吸收解吸塔的详细设计和ASPEN塔设计
吸收解吸塔的详细设计和ASPEN塔设计吸收解吸塔是一种用于气液相接触和传质的设备，广泛应用于化工、环保等领域。
其主要作用是通过气相和液相之间的接触，将气相中的溶质物质吸附到液相中，实现物质的传质和分离。
在化工工业中，吸收解吸塔通常用于气体净化、气体吸收、气体分离等方面，具有良好的效果和广泛的应用。
吸收解吸塔的设计是一个复杂的过程，需要考虑多个因素如操作条件、设备结构、传质机理等。
在设计吸收解吸塔时，需要考虑气相和液相的物性、流动情况、传质效率等因素，以达到预期的目标。
在设计吸收解吸塔时，除了考虑传质效率外，还需要考虑塔内的流体动力学和传热性能，以确保设备的有效运行。
另外，ASPEN是一种计算机辅助工程软件，常用于化工工程中的过程模拟、优化和设计。
通过ASPEN软件，可以进行吸收解吸塔的详细设计和模拟，以预测设备的性能和优化设计方案。
在使用ASPEN进行吸收解吸塔设计时，可以考虑不同的操作条件、物性参数、设备结构等因素，以达到最佳的设计效果。
在设计吸收解吸塔时，通常需要考虑以下几个方面：1.设备结构：吸收解吸塔的结构通常包括填料层、气液分布器、气液分离器等部件。
在设计吸收解吸塔时，需要考虑设备的结构参数，如填料高度、填料形状、塔径比等，以满足气液接触和传质的要求。
2.操作条件：吸收解吸塔的操作条件包括气相流量、液相流量、温度、压力等因素。
在设计吸收解吸塔时，需要考虑操作条件的选择，以保证设备的正常运行和传质效率。
3.传质效率：传质效率是衡量吸收解吸塔性能的重要指标，通常通过传质系数或传质速率来评价。
在设计吸收解吸塔时，需要考虑传质效率的影响因素，如气液接触面积、气液流速、填料形状等，以提高传质效率和设备的性能。
4.热力学平衡：在吸收解吸过程中，需要考虑热力学平衡的问题，以保证设备的稳定运行。
在设计吸收解吸塔时，需要考虑热力学平衡的影响因素，如热平衡条件、热损失、热回收等，以提高设备的热效率和能源利用率。
化工原理课程设计吸收塔
化工原理课程设计吸收塔(总18页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--《化工原理》课程设计课题: 设计水吸收半水煤气体混合物中的二氧化碳的填料吸收塔设计者：王涛学号： 02指导老师：曹丽淑目录第一章设计任务3设计题目3设计任务及操作条件3设计内容3第二章设计方案4设计流程的选择及流程图4第三章填料塔的工艺设计4气液平衡关系4吸收剂用量5计算热效应5定塔径6喷淋密度的校核6体积传质系数的计算7填料层高度的计算8附属设备的选择第四章设计结果概要第五章设计评价17第一章设计任务、设计题目设计水吸收半水煤气体混合物中的二氧化碳的填料吸收塔、设计任务及操作条件（一）气体混合物1.组成（如表1所示）：2.气体量：4700Nm3∕h3.温度：30°C4.压力：1800KN∕m2(二)气体出口要求（V%）：CO2≤%(三)吸收剂：水、设计内容设计说明书一份，其内容包括：1.目录2.题目及数据3.流程图4.流程和方案的选择说明与论证5.吸收塔的主要尺寸的计算，注明计算依据的公式、数据的来源6.附属设备的选型或计算7.设计评价8.设计结果9.参考文献第二章设计方案、吸收流程的选择及流程图本设计混合原料气溶质浓度不高，同时过程分离要求不高，选用一种吸收剂（水）一步流程即可完成吸收任务。
由于逆流操作传质推动力大，这样可减少设备尺寸，并且能提高吸收率和吸收剂使用效率，故选择逆流吸收。
由于本任务吸收后的CO2要用以合成尿素，则需对吸收后的溶液解吸以得到CO2,同时溶剂也可循环使用。
水吸收CO2工艺流程图(图1)1-吸收塔；2-富液泵；3-贫液泵；4-解吸塔第三章填料塔的工艺设计、气液平衡关系由于此操作在高压下进行,高压环境对理想气体定律有偏差,故需对压力进行校核:由《化工原理设计导论》查得CO2的临界温度Tc=304K，临界压力Pc=则其对比温度Tr== =对比压力Pr= = =查《化工原理设计导论》图2-4得在此温度压力下:逸度系数则逸度f=p=1800×=1656KPa查《化工原理》下册得CO2气体在30℃时溶于水的亨利系数E=188000KPa相平衡常数m= = =则可得在此条件下气液平衡关系为：Y= =、吸收剂用量进塔CO2摩尔分数：=%=进塔CO2摩尔比：Y1= =出塔CO2摩尔分数：=%=出塔CO2摩尔比：Y2==混合气体体积流量：=4700N/h混合气体中惰性气体流量:V=×（）=∕h出塔液相浓度最大值: X1*=X1max= = =对于纯水吸收过程：X2=0则最小液气比：（）min= = =由 = ~2)（）min：取L11==××=∕hL21==××=∕hL31==××=∕h则由物料衡算公式V(Y1-Y2)=L(X1-X2)：X= = =X21= = =X31= = =以下计算以第一组数据(L11,X11)为例、计算热效应水吸收CO2的量：G A=V(Y1-Y2)=×（）=∕h查《化工原理设计导论》图4-5得CO2的溶解热q=97Kcal∕Kg查《化工原理》上册附录5，得水的Cp=∕（Kg·K）则由L×18×Cp×Δt=GA×44×q×得：Δ=同理可求得Δ=，Δ=由于Δ，Δ，Δ均小于1。
解吸塔设计流程
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下面是解吸塔设计流程的详细步骤：1. 确定设计要求：首先需要明确解吸塔的工作条件，包括处理气体的流量、温度、压力，以及要吸收的物质种类和浓度等参数。
二氧化碳吸收与解吸实验【精选】
二氧化碳吸收与解吸实验一、实验目的1.了解填料吸收塔的结构、性能和特点，练习并掌握填料塔操作方法；通过实验测定数据的处理分析，加深对填料塔流体力学性能基本理论的理解，加深对填料塔传质性能理论的理解。
2.掌握填料吸收塔传质能力和传质效率的测定方法，练习实验数据的处理分析。
二、实验内容1. 测定填料层压强降与操作气速的关系，确定在一定液体喷淋量下的液泛气速。
2. 固定液相流量和入塔混合气二氧化碳的浓度，在液泛速度下，取两个相差较大的气相流量，分别测量塔的传质能力（传质单元数和回收率）和传质效率（传质单元高度和体积吸收总系数）。
3. 进行纯水吸收二氧化碳、空气解吸水中二氧化碳的操作练习，同时测定填料塔液侧传质膜系数和总传质系数。
三、实验原理：气体通过填料层的压强降：压强降是塔设计中的重要参数，气体通过填料层压强降的大小决定了塔的动力消耗。
压强降与气、液流量均有关，不同液体喷淋量下填料层的压强降P ∆与气速u 的关系如图一所示：图一 填料层的P ∆～u 关系当液体喷淋量00=L 时，干填料的P ∆～u 的关系是直线，如图中的直线0。
当有一定的喷淋量时，P ∆～u 的关系变成折线，并存在两个转折点，下转折点称为“载点”，上转折点称为“泛点”。
这两个转折点将P ∆～u 关系分为三个区段：既恒持液量区、载液区及液泛区。
传质性能：吸收系数是决定吸收过程速率高低的重要参数，实验测定可获取吸收系数。
对于相同的物系及一定的设备（填料类型与尺寸），吸收系数随着操作条件及气液接触状况的不同而变化。
1.二氧化碳吸收-解吸实验根据双膜模型的基本假设，气侧和液侧的吸收质A 的传质速率方程可分别表达为 气膜 )(Ai A g A p p A k G -= （1） 液膜 )(A Ai l A C C A k G -= （2） 式中：A G —A 组分的传质速率，1-⋅s kmoI ；A —两相接触面积，m 2；A P —气侧A 组分的平均分压，Pa ； Ai P —相界面上A 组分的平均分压，Pa ；A C —液侧A 组分的平均浓度，3-⋅m kmol Ai C —相界面上A 组分的浓度3-⋅m kmolg k —以分压表达推动力的气侧传质膜系数，112---⋅⋅⋅Pa s m kmol ;l k —以物质的量浓度表达推动力的液侧传质膜系数，1-⋅s m 。
二氧化碳吸收与解吸实验解读
二氧化碳吸收与解吸实验一、实验目的1.了解填料吸收塔的结构、性能和特点，练习并掌握填料塔操作方法；通过实验测定数据的处理分析，加深对填料塔流体力学性能基本理论的理解，加深对填料塔传质性能理论的理解。
2.掌握填料吸收塔传质能力和传质效率的测定方法，练习实验数据的处理分析。
二、实验内容1. 测定填料层压强降与操作气速的关系，确定在一定液体喷淋量下的液泛气速。
2. 固定液相流量和入塔混合气二氧化碳的浓度，在液泛速度下，取两个相差较大的气相流量，分别测量塔的传质能力（传质单元数和回收率）和传质效率（传质单元高度和体积吸收总系数）。
3. 进行纯水吸收二氧化碳、空气解吸水中二氧化碳的操作练习，同时测定填料塔液侧传质膜系数和总传质系数。
三、实验原理：气体通过填料层的压强降：压强降是塔设计中的重要参数，气体通过填料层压强降的大小决定了塔的动力消耗。
压强降与气、液流量均有关，不同液体喷淋量下填料层的压强降P ∆与气速u 的关系如图一所示：图一 填料层的P ∆～u 关系当液体喷淋量00=L 时，干填料的P ∆～u 的关系是直线，如图中的直线0。
当有一定的喷淋量时，P ∆～u 的关系变成折线，并存在两个转折点，下转折点称为“载点”，上转折点称为“泛点”。
这两个转折点将P ∆～u 关系分为三个区段：既恒持液量区、载液区及液泛区。
传质性能：吸收系数是决定吸收过程速率高低的重要参数，实验测定可获取吸收系数。
对于相同的物系及一定的设备（填料类型与尺寸），吸收系数随着操作条件及气液接触状况的不同而变化。
1.二氧化碳吸收-解吸实验根据双膜模型的基本假设，气侧和液侧的吸收质A 的传质速率方程可分别表达为 气膜 )(Ai A g A p p A k G -= （1） 液膜 )(A Ai l A C C A k G -= （2） 式中：A G —A 组分的传质速率，1-⋅s kmoI ；A —两相接触面积，m 2；A P —气侧A 组分的平均分压，Pa ； Ai P —相界面上A 组分的平均分压，Pa ；A C —液侧A 组分的平均浓度，3-⋅m kmol Ai C —相界面上A 组分的浓度3-⋅m kmolg k —以分压表达推动力的气侧传质膜系数，112---⋅⋅⋅Pa s m kmol ;l k —以物质的量浓度表达推动力的液侧传质膜系数，1-⋅s m 。
吸收塔解吸塔
吸收解吸是化工生产过程中用于分离提取混合气 体组分的单元操作，与蒸馏操作一样是属于气-液 两相操作，目的是分离均相混合物。吸收是利用气 体混合物中各组分在液体吸收剂中的溶解度不同， 来分离气体混合物的过程。能够溶解的组分称为溶 质或吸收质，要进行分离的混合气体富含溶质称为 富气，不被吸收的气体称为贫气，也叫惰性气体或
热交换器E-103、盐水冷却器E-102冷却降温至50C 返回D-101循环使用。返回油温度由TIC103通过 调节循环冷却盐水量来控制。解吸塔塔釜有再沸 器E-105，利用蒸汽进行加热，再沸器温度由 TIC104和FIC108串级调节蒸汽流量（3.0t/h）来 控制。解吸塔压力（0.5MPa）由PIC105调解塔顶 冷凝器冷却水流量来控制；当压力超高时，由 PIC104调解D-103放空量来控制。
2.冷凝器
3.换热器
4.再沸器
随着生产的进行，要定期排放气液分离罐D102的液体，补充新鲜的C6油入贮罐。另外，为 保证系统中的操作稳定，操作时要保持系统之间 的压力差。
四、主要设备及结构说明
1.气液传质设备（吸收塔、解吸塔） 2.冷凝器 3.换热器 4.再沸器
1.气液传质设备（吸收塔、解吸塔）
填料塔的总体结构
填料塔的结构
载体。不含溶质的吸收剂称为贫液（或溶剂）， 富含溶质的吸收剂称为富液。
当吸收剂与气体混合物接触，溶质便向液 相转移，直至液相中溶质达到饱和，浓度不再 增加为止，这种状态称为相平衡。平衡状态下 气相中的溶质分压称为平衡分压，吸收过程进 行的方向与限度取决于溶质的气液两相中的平 衡关系。当溶质在气相中的实际分压高于平衡
1.吸收系统
吸收系统仿DCS图
吸收系统仿现场图
来自界区外的原料气（富气，其中C4 组分
(完整版)化工原理课程设计——水吸收二氧化碳吸收塔
化工原理课程设计题目水吸收二氧化碳吸收塔学院化学工程学院专业安全工程学生姓名学号年级指导教师曹丽淑二〇一六年七月五日目录题目及数据 (3)流程图 (3)流程和方案的选择说明与论证 (4)吸收塔主要尺寸的计算 (6)附属设备的选型或计算 (14)设计评价 (18)设计结果概览 (19)参考文献 (20)题目及数据1.题目：设计水吸收半水煤气体混合物中的二氧化碳的填料吸收塔。
2.数据：（一）气体混合物1）组成(V%)：CO2 11%，H2 65.6%，N2 21%，CH4 0.5%,CO 3%,O2 0.1% 2）气体组成:3800Nm3/h3）温度：30℃4）压力:1800KN/m2（二）气体出口要求(V%)：CO2 0.62%（三）吸收剂：水流程图水吸收CO工艺流程图21-吸收塔；2-富液泵；3-贫液泵；4-解吸塔流程和方案的选择说明与论证1.塔设备：填料塔。
2.吸收剂：水。
3．装置流程的确定：对于单塔，气体和液体接触的吸收流程有逆流和并流两种方式。
在逆流操作下，两相传质平均推动力最大，可以减少设备尺寸，提高吸收率和吸收剂使用效率，因此逆流优于并流。
因此，本设计采用逆流。
4. 填料的选择：填料是填料塔的核心构件，它提供了塔内气-液两相接触而进行传质或传热的表面，与塔的结构一起决定了填料塔的性能。
现代填料大体可分为实体填料和网体填料两大类，而按照装填方式可分为乱堆填料盒规整填料。
对塔内填料的一般要求是：具有较大的比表面积和较高的空隙率，较低的压降，较高的传质效率；操作弹性大，还要考虑经济合理。
1)散装填料散装填料是一个个具有一定集合形状和尺寸的颗粒体一般以随机的方式堆积在塔内的，又称为乱堆填料和颗粒填料。
散装填料根据结构特点不同，又可分为环形填料、鞍形填料、和环鞍的填料等。
以下是典型的散装填料：a.拉西环填料：拉西环填料是最早提出的工业填料，其结构为外径与高度相等的圆环，可用陶瓷、塑料、金属等材质制成。
全文MEA计算整理
附录A：MEA溶液富集CO2工艺计算一、设计参数烟气量: 15000m3/h (160 0C时)回收率 90%吸收塔操作温度38—45 0C再生塔操作温度110—120 0C吸收液（MEA溶液）浓度15%—20%吸收塔和再生塔：均为填料塔烟气成分：二．吸收塔的设计确定吸收塔操作条件为：温度40 0C压力1atmMEA浓度15%设计时按此条件计算1 .平衡线缺少CO2在15%MEA溶液、40 0C时的溶解度数据，现近似取40 0C下CO2在15.3%重量的MEA溶液中的溶解度，并把分压转化为操作压力下的摩尔比Y:由上表可得所需的平衡曲线。
2．吸收剂量的确定y1=12.0%y2=y1(1—η)=12.0%⨯(1－90%)=1.20%Y1=y1(1－y1)=0.12/(1－0.12)=0.136Y2=y2(1－y2)=0.012/(1－0.012)=0.0121据<<气体净化>>(第三版，中国建筑工业出版社)P23所述，MEA贫液含有0.05--0.2 molCO2/mol MEA，使用低压解吸塔，则来自解吸塔的MEA贫液一般由0.15 mol CO2/mol MEA,故可取X2=0.15吸收塔温度：40×9/5＋32=104 0F查《《气体净化》》P17,15%MEA溶液的比重。
Y L=0.996《《气体净化》》P19 ,运动粘度：Y=0.82 cStMEA分子量：M=61.1，则15%MEA溶液的粘度：μL=γ·ρL=0.82×0.996=0.82 cP质量浓度：996×15%=149.4 Kg/m3摩尔浓度：149.4/61.1=2.44 mol/L入塔烟气密度：Y G=(0.84×28+44×0.12+36×0.036) ×10-3×273/(40+273) ×1/(22.4×10-3)=1.17Kg/m3烟气摩尔流量n G=15000/(273+160) ×273×1/(22.4×10-3)=4.22×10-5 mol/h 质量流量：G=4.22×105(0.8428+44×0.12+36×0.036) ×10-3=1.57104Kg/h 惰性气体流量：G M=4.22×105（1-0.12）=3.71×105 mol/h查平衡曲线，Y1=0.136时，X1·=0.572(G M·/L M·)max=(X1·-X2)/(Y1-Y2)=(0.572-0.15)/(0.136-0.0121)=3.41L M·min=1.1×105mol/h而L M·=(1.2～2.0)(L M·)min,取（L M·）=1.8（L M·）min=1.8×1.1×105=1.98×104Kg/h MEA溶液量：L=1.98×105×61.1×10-3/15%=8.07×104Kg/hX1=G M·/L M·(Y1-Y2)+X2=(3.71×105)/(1.98×105)(0.136-0.0121)+0.15 =0.38可得操作线。
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课程设计题目：教学院：专业：学号：学生姓名：指导教师：年月日课程设计任务书2009 ～ 2010 学年第 2 学期学生姓名：专业班级：指导教师：工作部门：一、课程设计题目填料吸收塔的设计二、工艺条件1．煤气中含苯2%（摩尔分数），煤气分子量为19；2．生产能力：每小时处理含苯煤气2000m³，连续操作；3．吸收塔底溶液含苯≥0.15%（质量分数）；4．吸收回收率≥95%；5．吸收剂为洗油：分子量260，相对密度0.8；6．吸收操作条件为：1atm、27℃；解吸操作条件为：1atm、120℃；7．冷却水进口温度＜25℃，出口温度≤50℃。
8．吸收塔汽-液平衡y* = 0.125x；解吸塔汽-液平衡为y* = 3.16x；9．解吸气流为过热水蒸气，经解吸后的液体直接用作吸收剂，正常操作下不再补充新鲜吸收剂过程中热效应忽略不计；10.年工作日及填料类型：自选。
三、课程设计内容1．设计方案的选择及流程说明；2．工艺计算；3．主要设备工艺尺寸设计；（1）塔径的确定；（2）填料层高度计算；（3）总塔高、总压降及接管尺寸的确定。
4．辅助设备选型与计算。
四、进度安排1．课程设计准备阶段：收集查阅资料，并借阅相关工程设计用书；2．设计分析讨论阶段：确定设计思路，正确选用设计参数，树立工程观点，小组分工协作，较好完成设计任务；3．计算设计阶段：完成物料衡算、流体力学性能验算及主要设备的工艺设计计算；4. 课程设计说明书编写阶段：整理文字资料计计算数据，用简洁的文字和适当的图表表达自己的设计思想及设计成果。
五、基本要求1．格式规范，文字排版正确；2. 主要设备的工艺设计计算需包含：物料衡算，能量衡量，工艺参数的选定，设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算；3．工艺流程图：以3号图纸用单线图的形式绘制，标出主体设备与辅助设备的物料方向，物流量、能流量，主要测量点；4. 填料塔工艺条件图：以2号图纸绘制，图面应包括设备的主要工艺尺寸，技术特性表和接管表；5. 按时完成课程设计任务，上交完整的设计说明书一份。
教研室主任签名：年月日目录课程设计的目的及要求 (1)课程设计方案的介绍 (2)吸收塔的基础数据的计算 (3)吸收塔的工艺计算 (4)吸收塔的主体设备的设计 (10)吸收塔辅助设备的计算及选型 (10)解吸塔的基础数据的计算 (11)解吸塔的工艺计算 (12)解吸塔的主体设备的设计 (17)解吸塔辅助设备计算及选型 (17)吸收塔与解吸塔设计一览表 (18)设计评述 (19)参考文献 (20)一·课程设计的目的课程设计是化工原理课程教学中综合性和实践性较强的环节，是理论联系实际的桥梁。
通过课程设计，使我们学会如何运用化工单元操作的基本原理，基本规律以及常用设备的机构和性能等知识去解决工程上的实际问题，同时还能使我们树立正确的工程观念和严谨的科学作风。
通过课程设计，可以提高我们一下几个方面的能力：1.1熟悉查阅文献资料，搜集有关证据·正确选用公式；1.2在兼顾技术上的先进性，可行性，经济上合理性的前提下，综合分析设计任务要求，确定化工工艺流程，进行设备选型，并提出保证过程正常，安全运行所需的检测和计量参数，同时还要考虑改善劳动条件和环境保护的有效措施；1.3正确掌握过程计算以及工艺设备的设计计算方法；1.4用精炼的语言，简洁的文字，清晰的图表表达自己的设计思想和计算结果。
二、设计要求1．工艺条件与数据（1）煤气中含苯2%（摩尔分数），煤气分子量为19；（2）吸收塔顶溶液含苯＞0.15%（质量分数）；（3）吸收塔汽·液平衡y=0.125x；解吸塔汽·液平衡y=3.16x；（4）吸收回收率≥95%；（5）吸收剂为洗油，分子量260，相对密度0.8；（6）生产能力为每小时处理含苯煤气2000m³；（7）冷却水进口温度≤25℃，出口温度≤50℃。
2．操作条件（1）吸收操作为1atm,27℃，吸收操作为1atm,120℃；（2）连续操作；（3）解吸气流为过热水蒸气；（4）经解析后的液体直接用作吸收剂，正常操作下不再补充新鲜吸收剂；(5) 过程中热效应忽略不计。
1设计方案的介绍本设计为填料吸收塔，设计中说明吸收剂为洗油，被吸收的气体是含苯的煤气，且混合气中含苯的摩尔分数为0.02.除了吸收塔以外，还需其他的辅助设备构成完整的吸收-脱吸塔。
气液采用逆流流动，吸收剂循环再用，所设计的流程图如A3图纸上的图所示。
图中左侧为吸收部分，混合气由塔底进入吸收塔，其中混合气中的苯被由塔顶淋下的洗油吸收后，由塔顶送出（风机在图中未画出来）。
富液从富油贮罐由离心泵(J0102)送往右侧的脱吸部分。
脱吸常用的方法是溶液升温以减小气体溶质的溶解度。
故用换热器使送去的富油和脱吸的贫油相互换热。
换热而升温的富油进入脱吸塔的顶部，塔底通入过热蒸汽，将富油中的苯逐出，并带出塔顶，一道进入冷凝器，冷凝后的水和苯在贮罐（F0102）中出现分层现象，然后将其分别引出。
回收后的苯进一步加工。
由塔顶到塔底的洗油的含苯量已脱的很低，从脱吸贮罐（F0103）用离心泵(J0101)打出，经过换热器、冷凝器再进入吸收塔的顶部做吸收用，完成一个循环。
2吸收塔基础数据的计算基础数据的计算包括吸收剂用量的计算及最小液气比的计算。
2.1吸收剂用量：吸收剂用量可以根据过程的物料衡算，依据混合气的组成情况可知吸收塔的进出口气相组成如下： Y 1=2111004.202.0102.01-⨯=-=-y y kmol （苯）/kmol （煤气） η=12Y Y 1-32121002.11004.2%)951()1(--⨯=⨯⨯-=-=∴Y Y ηkmol （苯）/kmol(煤气)33322210019.11002.111002.11---⨯=⨯+⨯=+=Y Y y 311098.4260%15.0178%15.078%15.0-⨯=-+=x 吸收塔液相进口的组成应低于其平衡浓度，该系统的相平衡关系可以表示为x y 125.0=*于是可得吸收塔进口液相的平衡浓度为：332*21015.8125.010019.1--⨯=⨯==m y x 吸收剂入口浓度应低于31015.8-⨯，其值的确定应同时考虑其吸收和解吸操作，兼顾两者，经优化计算后方能确定，这里取：321000.6-⨯=x)(/)(1004.61000.611000.61333222洗油苯kmol kmol x x X ---⨯=⨯-⨯=-=气体混合物的平均分子量为:20.18191.02)-(1780.02M _=⨯+⨯=kg/kmol 2000=v q (h m /3)h kmol q n /81.252727327322.42000G =+⨯=h kg M q q nG mG /625.163918.2025.81_=⨯==2.2液气比的计算：123.01004.6125.01004.21002.11004.232322121min =⨯-⨯⨯-⨯=--=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛----X m Y Y Y qq nGnL取实际液气比为最小液气比的1.5倍，则可以得到吸收剂用量为：h kmol q qq q nG nGnLnL /99.1425.815.1123.05.1min=⨯⨯=⨯⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛= h t h kg M q q nL mL /897.3/4.389726099.14==⨯=⨯=洗油 s m h m q q mLrL /1035.1/872.48004.3897333-⨯====洗ρ3吸收塔的工艺计算工艺计算包括塔径的计算，填料层高度的计算，总高度的计算和流体力学参数计算。
3.1塔径计算取P=101.325Kpa33/8198.0)27327(314.818.2010325.101m kg RT M P G =+⨯⨯⨯==ρ液相密度可以近似取为： 33/108.0m kg L ⨯==洗油ρρ 液体黏度为： s mpa s pa L ⋅=⋅⨯=-2.1102.13η利用 贝恩-霍根公式计算泛点气速可得：81412.032)()(75.1)lg(L G mG mL L L G fq q A a a g u ρρηρρ⨯-=⨯⨯ (3—1)由公式（3—1）可得：8249.0)8008198.0()163906254.3897(75.10942.0)()(75.1)lg(814181412.032-=⨯-=⨯-=⨯⨯LG mG mL L L G fq q A a a g u ρρηρρa=155 89.0=εsm u a g u a a gu f L G L f L LG f /507.22.18198.015580089.081.91497.01497.0102.032.038249.02.032=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==⨯⨯-ηρρεηρρm u q D s m q q sm u u VS GmGvs f 635.07549.114.35556.044/5556.036008198.0625.1639/7549.1507.27.07.03=⨯⨯===⨯===⨯==πρ取圆整的取D=650mm.2223317.04)1000650(14.34m d S =⨯==π 的范围内）在泛点率校正：）（实际气速：0080~0050(0081.666681.0507.2675.1/675.11000650414.35556.0422===⨯==f vsu u sm d q u π 满足径比条件）填料规格校核(1511.1738650D >==d喷淋量的校核：吸收剂的喷淋密度U=L/S （3—2)U =Sq vL（3—3） 由公式（3—3）可得： )/(69.143317.0875.423h m m S q U vL ⋅===润湿率： t W a U L /min = （3—4) 由公式（3—4)可得：)/(095.015569.14/3min h m m at U L W ⋅=== 对于直径小于75mm 的环形填料，必须满足润湿率的的最小值L m in W >0.08满足最小喷淋密度要求。
经以上校对可知填料塔径选用650mm 合理。
3.2填料层高度的计算3.2.1传质单元高度计算塔内的液相及气象物性如下.3L /800m kg =ρ3/8198.0m kg G =ρs pa ⋅⨯=-3L 101.2ηs pa G ⋅⨯=-51068.1η m N cm dyn L /02.0/20==σ苯在煤气中的扩散系数近似取苯在空气中的扩散系数，已知：s cm D G //075.02=s m /1051.726-⨯=苯在洗油中的扩散系数查取得：s m s cm D L /1002.1/1002.12925--⨯=⨯= 气相及液相的流速为： sq G mGG 3600= (3—5) 由公式（3—5）可得： )./(3731.1)/(3317.03600625.1639360022G s m kg s m kg s q G m G =⋅⨯==⋅ sq G mLL 3600= （3—6） 由公式（3—6）可得： )/(2638.3)/(3317.036004.3897360022s m kg s m kg s q G mL L ⋅=⋅⨯==气相传质系数：1.1317.0237.0φρηη⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=RT aD D a G K G G G G GGG （3—7）由公式（3—7）可得：1.1631657.0545.1300314.81051.71551051.78198.01068.11068.11553731.1237.0⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯⨯⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯=----G K )/(10871.125kpa s m kmol K G ⋅⋅⨯=- 液相传质系数：4.0315.0320095.0ψρηρηη⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=-L L L L L L w LL g D a G K （3—8） 由公式（3—8)可得：s m K L 51021.5-⨯=⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-⨯-=-2.0205.0221.075.045.11θσρρησσσL L L L L L c w G g a G a p e a (3—9） 由公式（3—9可得； 32/34.135m m a w =将得到的传质系数换算成以摩尔分数差为推动力的传质系数：w G ya a Pk k = (3—10） 由公式（3—10）可得：)(34.13510871.1325.10135s m kmol a Pk k w G ya ⋅⨯⨯⨯==- ()s m kmol k ya ⋅=32566.0w G xa a Ck k = （3—11） 由公式（3—11）可得： 0217.034.1351021.52608005=⨯⨯⨯==-w L xa a CK k yaOG k GH = （3—12） 由公式（3—12）可得： sk m q s k q k Gmk G k G H xa nG ya nG xa ya ya OG 36003600+=+== m H OG 6571.03317.00217.03600125.025.813317.02566.0360025.81=⨯⨯⨯+⨯⨯=考虑到计算公式的偏差，实际上取： m H OG 78852.06571.02.1=⨯=3.2.2.传质单元数的计算： 全塔的物料衡算方程为：()()2121X X q Y Y q nL nG -=- 依据该方程可以确定吸收塔底洗油中苯的组成： ()2211X Y Y q q X nLnG+-= ()111.01004.600102.00204.099.1425.8131=⨯+-⨯=-X 于是，可以计算该塔的塔底、塔顶以及平均传质推动力分别为： 006525.0111.0125.00204.0*111=⨯-=-=∆Y Y Y 000265.01004.6125.000102.03*222=⨯⨯-=-=∆-Y Y Y 001954.0000265.0006525.0ln 000265.0006525.0ln2121=-=∆∆∆-∆=∆Y Y Y Y Y m 92.9001954.000102.00204.021=-=∆-=m OG Y Y Y N 则，填料层高度m N H Z OG OG 723.778852.092.9=⨯=⋅=圆整后实际填料层高度取为8m.依据鲍尔环塔填料的分段要求： Z/D=5~10 m h 6max ≤取h/D=6,h=3.9依此可将填料分为两段.每段4m ，两段间设置一个液体再分布器3.3总高度的计算塔上部空间高度可取为1.2m ，液体再分布器的空间高度约为1m 。