水吸收丙酮

题目水吸收丙酮填料塔设计

目录

任务书 (3)

1.设计方案的内容 (4)

1.1流程方案的确定 (4)

1.2设备方案的确定 (4)

2.基础数据整理 (5)

2.1任务基本数据计算 (5)

2.2液相物性数据 (5)

2.3气相物性数据 (6)

2.4气液相平衡数据 (6)

3.物料衡算 (7)

3.1物料衡算与吸收操作线方程 (7)

3.2吸收剂用量对操作线的影响 (7)

3.3最小液气比 (7)

4.填料塔的工艺尺寸的计算 (8)

4.1填料的选择 (8)

4.2填料塔塔径的计算 (8)

4.3填料层高度的计算 (10)

5.填料塔流体力学校核 (14)

5.1气体通过填料塔的压降 (14)

5.2泛点率 (15)

5.3气体动能因子 (15)

6.塔内辅助装置的选择和计算 (15)

6.1液体分布器 (15)

6.2液体再分布器 (16)

6.3填料塔附属高度 (17)

6.4填料支撑板[22] (17)

6.5填料压紧装置 (17)

6.6液体进、出口管 (17)

6.7液体除雾器 (18)

6.8筒体和封头 (18)

6.9手孔 (19)

6.10法兰 (19)

6.11裙座 (20)

7.总结 (23)

参考文献： (24)

附录 (26)

附表一任务 (26)

附表二填料数据统计表 (26)

附表三物理常数统计表 (27)

附表四体系参数 (27)

任务书

26.水吸收丙酮填料塔设计

混合气（空气、丙酮）处理量：1700m3/h

进塔混合气含丙酮（体积分数）： 5.2%，进塔温度35℃

进塔吸收剂（清水）温度：25℃,吸收剂的用量为最小用量的1.3倍

丙酮回收率：90%

操作压力：常压

每天工作24小时，一年300天

1.设计方案的内容

1.1流程方案的确定

本工艺采用清水吸收丙酮，为易溶气体的吸收过程，由于逆流操作传质推动力大，传质速率快，分离效率高，吸收剂利用率高，故选用逆流操作，即气体自塔低进入由塔顶排出，液体自塔顶进入由塔底排出。

流程说明：

在该填料塔中，丙酮和空气的混合气体经由填料塔的下侧进口进入塔中，与从填料塔塔顶流下的清水逆流接触，在填料表面进行传质吸收，经过吸收的混合气体从塔顶排出，吸收了丙酮的水由填料塔的下端流出。

1.2设备方案的确定

填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备，塔身是一直立式圆筒，底部装有填料支承板，填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。填料的上方安装填料压板，以防被上升气流吹动。填料层的上方有液体分布装置，从

而使液体均匀喷洒在填料层上。

图1-1常规逆流操作流程图

2.基础数据整理

2.1任务基本数据计算

（1）混合气体流量

h Kmol V T T q q m v /27.674

.221)3515.27315.273(17001)(

0=⨯+⨯=⨯⨯=总（2）丙酮含量 3.50Kmol/h

5.2%67.27%2.5=⨯=⨯=总丙q q （3）惰性气体h Kmol q q /77.63%)2.51(27.67%)2.51(=-⨯=-⨯=总惰（4）0549.077

.6350.31===

惰丙q q Y （5）00549

.077

.63%)

901(50.3)1(2=-⨯=-⨯=

惰丙吸收率q q Y 2.2液相物性数据

由手册查得，25

C 时水的有关物性数据如下：

（1）密度：ρL =0.99708g/cm

3[1]

（2）粘度：

μL =0.8937mPa.s [2]

（3）表面张力：71.97mN/m [3]

（4）丙酮在水中的扩散系数：6

.0A 5

.0B 8-V T M 104.7D μα）（⨯=

[4]

μ:溶液粘度α：溶剂为水是取2.6

V A :75.6cm 3

/mol M B ：溶剂相对分子量

T ：温度

6

.05

.08-6

.758937.02515.27302.186.2104.7D ⨯+⨯⨯⨯⨯=）

（）（=h /cm 10261.135-⨯=h

m /105396.426-⨯2.3气相物性数据

（1）混合气体的平均摩尔质量：

mol

g M y M i i Vm /51.30%2.508.58)%2.51(29=⨯+-⨯==∑（2）混合气体的平均密度：3

/206.1)

3515.273(314.851

.303.101m Kg RT PM Vm =+⨯⨯==

ρ（3）混合气体的粘度（近似空气粘度），查手册35

C 空气粘度[5]

为：

μ

=18.8μPa.s

（4）丙酮在空气中的扩散系数：5

.10043.0kT

D =[6]

由手册[7]得k=0.00426

s

cm D /099088.0)3515.273(00426.00043.025.1=+⨯⨯==h

m /03567.02

2.4气液相平衡数据

（1）丙酮在水中的亨利系数：KPa

E T E 209.21325

15.2732040

171.92040171.9lg =+-

=-

=