散堆填料吸收塔的模拟计算
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间的二元 相互 扩散 系数 ，ｍ ｓ ｃ ／。 １ １ ２ 液 相 扩散 系数 ．． 在有 限浓 度 的混 合 物 中 Ａ 组 分 的液 相 扩 散 系
文 中 所 处 理 的 体 系 包 含 Ｈ Ｎ Ｃ Ｃ 、 、 Ｏ、 Ｏ 、 Ｈ。 、 ＯＳ Ｈ Ｏ、 和 ＨＣ 等 十余种 成分 ， 些成 Ｓ Ｃ 、 Ａｒ Ｎ 这 分在 甲醇 中 的溶 解 度 数 据极 少 ， 给设 计 工作 带来 很 大 的不便 。由 于根 据 Ｈ ｓ计 算 的 结果 与工 艺包 给
内 ， 明所 编 制 程序 准 确 、 靠 ， 计 算 结 果 可 以 进 一 步 为 设 计 填 料 塔 提 供 可 靠 的 依 据 。 证 可 其
关 键 词 ： 温 甲醇 洗 气 体 吸 收 填 料 塔 散 堆 填 料 低
塔设 备 在化学 工 业 中 占有重 要 的地 位 ， 性 能 其 对 于整 个工 艺过 程 的能 量 消 耗 、 品 收率 以及 质量 产
醇 洗 工 艺 包 中的 填 料 塔 数 据 进 行程 序 验证 。 验证 中塔 径 计 算 采 用 泛 点 气 速 法 ， 料 层 高 度 计 算 采 用 气 填 相 传 质 单 元 法 。程 序 计算 出 的 塔径 和填 料层 高度 与 工 艺 包 中 给 出 的设 计 值 基 本 吻 合 ， 差 在 允 许 范 围 误
Ｅ — Ｈｃ ０
＝
（ １ １）
硝—— 气体 混 合 物 中除 ｉ 分 外 其 余 组 分 的 组
摩 尔分数 ；
Ｅ／
（２ １）
式 中 ：Ｏ Ｃ一一 溶 液 的总浓 度 ， ｍｏ／ ； ｋ ｌｍ。
Ｐ— — 总 压 ， ａ ＫＰ 。
Ｄ —— 气 体 混合 物 中 ｉ 组分 与其 余 各 个 组 分
— —
Ｖ —— 溶 质 Ａ 在 标 准 沸 点 时 的 摩 尔 体 积 ，
ｃ ／ ｏ； ｍ０ ｔ ｌ ｏ
液态 Ｈ。 Ｓ的蒸 汽分压 ， Ｐ 。 ｋ ａ
液态 Ｈ。 Ｓ的蒸 汽分 压可 以由如下 公式估 算 ：
・
１ ・ ８
气 体 净 化
２１ ０ ２年第 １ ２卷 第 ２期
ｌ ｐ一 ６ ５ ３— ９ ３ ５ Ｔ ｇ ．８ ７．／
相 平衡 常数 ；
。一。 （ 萎
Ｃ ｌ／ ； ｌ ｓ ｌ
㈤
ｃ —— 溶 质在 液相 中 的浓度 ，ｍｏ／ ； ｋ ｌｍ。
— —
。
溶 质 在气 相 中的摩尔 分数 。
式 中 ： —— ｉ 分 在 气 相 混 合 物 中的 扩 散 系 数 ， Ｄ 组
各种 不 同形式 的亨利 系数 间有 如下关 系 ：
能力 强 、 择性 高 、 作 费 用低 等 优 点 ］ 适 用 于 合 选 操 ，
成氨、 合成 甲醇 、 城市 煤气 和天然 气净 化等装 置［ 。 本 文 目的就 是 明确吸 收任务 、 收剂 、 作条 件 吸 操 和所 选用 的填料 后 ， 算 应用 散 堆 填 料塔 进 行 气 体 计 吸 收时所 需 的填 料塔 直径 和填料 层 高度 。计算 所用 的设 计基 础 数 据 来 自 ３个 工 厂 的低 温 甲醇 洗 工 艺
Ｄ 一 ７ ４Ｘ ．
一
ｄ １ １ Ｖ ／ ｂ 一 ． ８ １ ３
㈣
Ｖ 一 液体标 准沸 点下 的摩 尔体积 ，ｍ。ｔｏ 一 ｃ ／ ｌ ｏ
ｎ 一 分 子扩散 的碰撞积 分 。 。一
∑ｚ Ｍ
（） ７
式 中 ： — — 混合物 的黏度 。
１ ２ 气 液 平衡 关 系 ．
（ ４ １）
对 接 。这种 改进 的结构使 得该 种填 料 的 内外表 面相 通 ， 而改善 了填 料 塔 内的气 液 相 分 布 。金 属 环矩 从 鞍 填料兼 具 环形 和鞍 形 填 料 的优 点 和 结 构特 点 ， 气
式 中 ： — — 液 态 Ｈ。 Ｔ Ｓ的 温 度 ， Ｋ。
根据 Ｈ Ｓ的溶 解 度 公 式 可 以进 一 步 换 算 成 气 液平衡 的 —ｚ关 系 ， 而 确 定 其 他 气 液 平 衡 计 算 进
Ｅ ｘ Ｈｃ
（） ８ （） ９ （０ １ ）
Ｓ Ｂ 一 （ Ａ Ｂ 。 Ａ Ｓｇ ）
（） ３
一
式 中 ：一 一 ｅ ｎ ｒ —ｏ ｅ 特 征能 量 ， 以查 阅 相关 ￡ Ｌ ｎ ａｄＪ ｎ ｓ 可
手 册得 到 ；
＝
式 中 ： —— 亨利 常数 ， ａ Ｅ ＫＰ ； ｚ —— 溶 质在 液相 中的摩 尔分 数 ；
包 。计算 所得 结果 与 工 艺包 中 的设 计 数据 相 比 ， 误
差 基本 在工程 计算 允 许 的 范 围 内 ， 就 证 明 了 编制 这 程 序 的准 确 性 。计 算 时所 用 程 序 采 用 ｃ 语 言 ， 在 Ｍｉ ｏ ｏｔ ｉｕ ｌ ｃ ｓｆ ｖｓ ａ Ｃ＋＋环境 下编译 运行 。 ｒ
ｓ 一 （ ３ １）
式 中 ： —— 溶 质 Ａ 在 溶 剂 Ｂ 中 的 扩 散 系 数 ， Ｄｅ
ｃ ／； ｍ ｓ
Ｍｅ —— 溶剂 Ｂ的摩— 热力 学温度 ， Ｋ；
— —
溶 剂 Ｂ的黏度 ，Ｐ； ｃ
式 中 ： —— Ｈ ｓ的平衡 分压 ，Ｐ ； ｋａ
㈣
数 可 以用 Ｗｉ ｅ Ｃ ａ ｇ模 型嘲计 算 ： ｌ － ｈｎ ｋ
Ｄ一 ７ ４ Ｘ ． 。
出的计 算 值 最 为接 近 ， 以选 取 Ｈ Ｓ为关 键 组 分 ， 所 其 平衡数 据可 以由经验 公式 估算 。
Ｈｚ Ｓ在 甲 醇 中 的 溶 解 度 Ｓ（ ／ ｇ 可 以 由下 ｍ。 ｋ ） 式 估 算 ：
Ｔ——一 度 ， 温 Ｋ；
２１ ０ ２年 第 １ ２卷 第 ２期
气 体 净 化
・ ７ １ ・
ＭＡ ＭＢ 、 —— Ａ 和 Ｂ 的摩 尔 质 量 ， ／ ｌＭＡ ｇ ｍｏ， ｅ
＝
溶剂缔 合 系数 ， 于水 其 值 为 ２ ２ ， 对 ． ６ 甲
２ １ ＭＡ＋ １ ＭＢ ＿ ； （／ ／ ）。
醇 为 １９ ， ． ０ 乙醇 为 １ ５ ， 醇 和 正 丁醇 ．０ 丙 为 １２ ， ． Ｏ 其余 溶剂 为 １ Ｏ 。 ． ０
一
ｐ —— 压 力 ， ａ ； ｂｒ
— —
尺 度 参数 ， 由下 式 给 出 ： 一 — ０＂ ０－ Ｂ ＂ｔ Ａ－
，
应用 于多 组分 液体 混合 物时 ， 算公 式如 下 ： 计
和热 钾碱 （ ｅ ｆ ｌ） 。后 者则 是 利 用 气体 混 合 物 Ｂ ｎｉｄ 法 ｅ
在 溶 剂 中的溶 解度 差 异 而实 现 分 离 ， 涉及 化学 反 不 应 ， 如低 温 甲醇洗 （ ｅｔ ｏ） 。该方 法 是 一套 技 例 Ｒ ｃｉ １法 ｓ 式 中 ： Ａ一 ＤＢ 二 元扩 散系数 ，Ｉ ｓ ＣＩ ； Ｔ
愚 —— Ｂ ｌ ｍａ ｎ常 数 ， ． ８ ０ 船Ｊ Ｋ； ｏｔ ｎ ｚ １ ３ ×１ 一 ／
Ｔ 一热 力 学 温 度 ， 一 Ｋ。
ｅ —— 溶质 在气 相 中的平衡 分压 ， ａ ＫＰ ；
Ｈ—— 亨利 常数 ， ａ （ ｍｏ． ） ＫＰ ／ ｋ １ｍ ；
— —
当所研 究 体 系含 有 两 种 以上 气 体 时 ， 以采 用 可 下 式估算 混合 扩散 系数 ：
一
ｅ３ （ Ｔ ） ３ Ｈ
式 中 ： 一 ｋ ／ＡＢ， ＝１ ６ ３ ６ Ｂ一 ０ １ ６１ ， Ｔ Ｔｓ Ａ＝ ． ０ ， ＝ ． ５ ０ Ｃ
一 ０． ９３ ０ Ｄ 一 ０ ４７ ３ Ｅ 一 １ ０ ７， 一 １ ０， ． ６ ５， ． ３５ ８ Ｆ １ ２ ６， 一 １ ６ ４， 一 ３． ９ １。 ．５ ９ ９ Ｇ ．７ ４ ７ Ｈ ８ ４１
Ｄ彻 ＝ ㈩
气 体 净化 是 化 工 生产 中一个 重 要 的单 元 过程 ， 其 方 法包括 气 液 吸 收 、 固体 吸 附 和膜 分 离 等 ，其 中 应 用最 为广泛 的就是气 液 吸收 。按照 原理 可分 为 化 学 吸收 和物理 吸收 两类 。前者 主要 是利 用气体 中 的特 定组分 与 吸收剂 中的活性组 分发 生化 学反应 生 成化 合物 而使气 体得 以净 化 ， 如 乙醇 胺 （ Ａ） 例 ＭＥ 法
和增 加处 理量 ］ 。。填 料按 照填 装方式 可分 为散 堆填
料 和 规 整 填 料 两 大 类 ， 文 涉 及 的 主 要 是 两 类 散 堆 该 填 料 ， 金 属 鲍 尔 环 （ ａｌ ｉｇ 和 Ｎ ｒｏ 即 Ｐ ｌＲ ｎ ） ｏ ｔｎ公 司 开 发
在填 料 塔 设 计 中需 要 输 入 的数 据 包 括 物 性 参 数， 如气 液两 相 的密度 、 黏度 、 散 系数 、 尔 质 量 、 扩 摩 液相 表面张 力和工 艺参 数 ， 气液 相体 积流量 、 作 如 操 压力 和温度 、 出塔 的 气 液相 摩 尔 组 成 和亨 利 系 数 进
Ｑ。可 以用下 式进行 计算 ：
一南 ＋
Ｇ
。
＋
在 明确 了待吸 收 的溶 质组 分 和选定 的吸 收剂 以
及操 作温 度 和压力 之 后 ， 取 气 液平 衡 数 据 对 于 吸 获 收塔 设计 十分 重 要 。 当吸 收液 为 非 理 想 溶 液 ， 为 而 气体 的稀 溶液 时 ， 相平 衡 常 数 可 以 用亨 利 定 律 来计 算 ］ 。亨利 定律 有多 种形 式 ：
都 有直 接影 响［ 。塔 设 备 有 多种 形 式 ， 要 分 为 板 主 式 塔和 填料塔 两种 。填 料塔 是一种 常用 的气 液两相 传 质设 备 ， 内布 置 的 填料 可 以保 证气 液 两 相 达 到 塔 良好 的膜式 接触 以满 足传质 需要 。填料 塔相 对于 板
术成熟 且节 省能 耗 的 酸性 气 体 净化 工 艺 ， 有 吸 收 具
・
１ ・ ６
气 体 净 化
２１ ０ ２年第 １ ２卷 第 ２期
散堆 填 料 吸收 塔 的模 拟 计 算
刘 真， 李 燕 ， 张述 伟
（ 连 理 工 大 学 材料 化 工 系 ， 宁 大 连 １ ６ ２ ） 大 辽 １０ ３
摘要 ： 以散 堆 填 料 塔 为 研 究 对 象 ， 用 Ｃ语 言 在 ｖｓ ａ Ｃ ＋环 境 下 进 行 编 程 ， 应 ｉ ｌ ＋ ｕ 采用 ３个 工 厂 低 温 甲
１ 程 序 的 编 制
１ １ 基 础 数 据 ．
的瓷 质拉西 环 填料 ， 种 填 料使 得 填 料 塔通 量 和 传 这
质效 率有 了大 幅度 改 善＿ 。随 后 ， 们致 力 于 对 填 ４ ］ 人 料进 行改 进与 更新 ， 断研 发新 型填 料 ， 不 以改善 填料
表 面流体 的分 布 、 提高传 热传 质效 率 、 低流动 阻力 降
等 。 其 中 大 多 数 参 数 在 工 艺 包 中 都 可 以 查 到 ， 是 但
的 金 属 英 塔 洛 克 斯 填 料 （ ｎａｏ ｔｌ Ｔ ｗｅ Ｉｔｌｘ Ｍｅａ ｏ ｒ
Ｐａ ｋｉ ｃ ｎｇ， Ｍ Ｔ Ｐ） Ｉ 。
还有 一些数 据需 要查 阅相关 的手册或 计算 得到 。下
面将 介绍 几个参 数 的计算 方法 。 １ １ １ 气相 扩散系 数 ．． 估算 气相 扩散 系数需 采用 Ｗｉ ｅ ｅ 模 型 ， ｌ —Ｌ ｅ ｋ 该 模 型 适 用 计 算 低 压 条 件 下 二 元 气 体 相 互 扩 散 系数 。
式 塔具 有通 量大 、 降 低 、 液 量小 、 压 持 操作 弹性 大 等
优 点 。工 业规模 的填料塔 出现 于 １ ８ 年 ， 初 ８１ ］最 的塔 填 料 仅 仅 是 焦 炭 、 砾 、 卵石 等 无 定 形 物 。 瓦 鹅 １１ ９ ４年 ， ａｃ ｉ（ 西 ） 明 了具 有 一 定 几 何 结 构 Ｒ ｓｈｇ 拉 发
文 中 所 处 理 的 体 系 包 含 Ｈ Ｎ Ｃ Ｃ 、 、 Ｏ、 Ｏ 、 Ｈ。 、 ＯＳ Ｈ Ｏ、 和 ＨＣ 等 十余种 成分 ， 些成 Ｓ Ｃ 、 Ａｒ Ｎ 这 分在 甲醇 中 的溶 解 度 数 据极 少 ， 给设 计 工作 带来 很 大 的不便 。由 于根 据 Ｈ ｓ计 算 的 结果 与工 艺包 给
内 ， 明所 编 制 程序 准 确 、 靠 ， 计 算 结 果 可 以 进 一 步 为 设 计 填 料 塔 提 供 可 靠 的 依 据 。 证 可 其
关 键 词 ： 温 甲醇 洗 气 体 吸 收 填 料 塔 散 堆 填 料 低
塔设 备 在化学 工 业 中 占有重 要 的地 位 ， 性 能 其 对 于整 个工 艺过 程 的能 量 消 耗 、 品 收率 以及 质量 产
醇 洗 工 艺 包 中的 填 料 塔 数 据 进 行程 序 验证 。 验证 中塔 径 计 算 采 用 泛 点 气 速 法 ， 料 层 高 度 计 算 采 用 气 填 相 传 质 单 元 法 。程 序 计算 出 的 塔径 和填 料层 高度 与 工 艺 包 中 给 出 的设 计 值 基 本 吻 合 ， 差 在 允 许 范 围 误
Ｅ — Ｈｃ ０
＝
（ １ １）
硝—— 气体 混 合 物 中除 ｉ 分 外 其 余 组 分 的 组
摩 尔分数 ；
Ｅ／
（２ １）
式 中 ：Ｏ Ｃ一一 溶 液 的总浓 度 ， ｍｏ／ ； ｋ ｌｍ。
Ｐ— — 总 压 ， ａ ＫＰ 。
Ｄ —— 气 体 混合 物 中 ｉ 组分 与其 余 各 个 组 分
— —
Ｖ —— 溶 质 Ａ 在 标 准 沸 点 时 的 摩 尔 体 积 ，
ｃ ／ ｏ； ｍ０ ｔ ｌ ｏ
液态 Ｈ。 Ｓ的蒸 汽分压 ， Ｐ 。 ｋ ａ
液态 Ｈ。 Ｓ的蒸 汽分 压可 以由如下 公式估 算 ：
・
１ ・ ８
气 体 净 化
２１ ０ ２年第 １ ２卷 第 ２期
ｌ ｐ一 ６ ５ ３— ９ ３ ５ Ｔ ｇ ．８ ７．／
相 平衡 常数 ；
。一。 （ 萎
Ｃ ｌ／ ； ｌ ｓ ｌ
㈤
ｃ —— 溶 质在 液相 中 的浓度 ，ｍｏ／ ； ｋ ｌｍ。
— —
。
溶 质 在气 相 中的摩尔 分数 。
式 中 ： —— ｉ 分 在 气 相 混 合 物 中的 扩 散 系 数 ， Ｄ 组
各种 不 同形式 的亨利 系数 间有 如下关 系 ：
能力 强 、 择性 高 、 作 费 用低 等 优 点 ］ 适 用 于 合 选 操 ，
成氨、 合成 甲醇 、 城市 煤气 和天然 气净 化等装 置［ 。 本 文 目的就 是 明确吸 收任务 、 收剂 、 作条 件 吸 操 和所 选用 的填料 后 ， 算 应用 散 堆 填 料塔 进 行 气 体 计 吸 收时所 需 的填 料塔 直径 和填料 层 高度 。计算 所用 的设 计基 础 数 据 来 自 ３个 工 厂 的低 温 甲醇 洗 工 艺
Ｄ 一 ７ ４Ｘ ．
一
ｄ １ １ Ｖ ／ ｂ 一 ． ８ １ ３
㈣
Ｖ 一 液体标 准沸 点下 的摩 尔体积 ，ｍ。ｔｏ 一 ｃ ／ ｌ ｏ
ｎ 一 分 子扩散 的碰撞积 分 。 。一
∑ｚ Ｍ
（） ７
式 中 ： — — 混合物 的黏度 。
１ ２ 气 液 平衡 关 系 ．
（ ４ １）
对 接 。这种 改进 的结构使 得该 种填 料 的 内外表 面相 通 ， 而改善 了填 料 塔 内的气 液 相 分 布 。金 属 环矩 从 鞍 填料兼 具 环形 和鞍 形 填 料 的优 点 和 结 构特 点 ， 气
式 中 ： — — 液 态 Ｈ。 Ｔ Ｓ的 温 度 ， Ｋ。
根据 Ｈ Ｓ的溶 解 度 公 式 可 以进 一 步 换 算 成 气 液平衡 的 —ｚ关 系 ， 而 确 定 其 他 气 液 平 衡 计 算 进
Ｅ ｘ Ｈｃ
（） ８ （） ９ （０ １ ）
Ｓ Ｂ 一 （ Ａ Ｂ 。 Ａ Ｓｇ ）
（） ３
一
式 中 ：一 一 ｅ ｎ ｒ —ｏ ｅ 特 征能 量 ， 以查 阅 相关 ￡ Ｌ ｎ ａｄＪ ｎ ｓ 可
手 册得 到 ；
＝
式 中 ： —— 亨利 常数 ， ａ Ｅ ＫＰ ； ｚ —— 溶 质在 液相 中的摩 尔分 数 ；
包 。计算 所得 结果 与 工 艺包 中 的设 计 数据 相 比 ， 误
差 基本 在工程 计算 允 许 的 范 围 内 ， 就 证 明 了 编制 这 程 序 的准 确 性 。计 算 时所 用 程 序 采 用 ｃ 语 言 ， 在 Ｍｉ ｏ ｏｔ ｉｕ ｌ ｃ ｓｆ ｖｓ ａ Ｃ＋＋环境 下编译 运行 。 ｒ
ｓ 一 （ ３ １）
式 中 ： —— 溶 质 Ａ 在 溶 剂 Ｂ 中 的 扩 散 系 数 ， Ｄｅ
ｃ ／； ｍ ｓ
Ｍｅ —— 溶剂 Ｂ的摩— 热力 学温度 ， Ｋ；
— —
溶 剂 Ｂ的黏度 ，Ｐ； ｃ
式 中 ： —— Ｈ ｓ的平衡 分压 ，Ｐ ； ｋａ
㈣
数 可 以用 Ｗｉ ｅ Ｃ ａ ｇ模 型嘲计 算 ： ｌ － ｈｎ ｋ
Ｄ一 ７ ４ Ｘ ． 。
出的计 算 值 最 为接 近 ， 以选 取 Ｈ Ｓ为关 键 组 分 ， 所 其 平衡数 据可 以由经验 公式 估算 。
Ｈｚ Ｓ在 甲 醇 中 的 溶 解 度 Ｓ（ ／ ｇ 可 以 由下 ｍ。 ｋ ） 式 估 算 ：
Ｔ——一 度 ， 温 Ｋ；
２１ ０ ２年 第 １ ２卷 第 ２期
气 体 净 化
・ ７ １ ・
ＭＡ ＭＢ 、 —— Ａ 和 Ｂ 的摩 尔 质 量 ， ／ ｌＭＡ ｇ ｍｏ， ｅ
＝
溶剂缔 合 系数 ， 于水 其 值 为 ２ ２ ， 对 ． ６ 甲
２ １ ＭＡ＋ １ ＭＢ ＿ ； （／ ／ ）。
醇 为 １９ ， ． ０ 乙醇 为 １ ５ ， 醇 和 正 丁醇 ．０ 丙 为 １２ ， ． Ｏ 其余 溶剂 为 １ Ｏ 。 ． ０
一
ｐ —— 压 力 ， ａ ； ｂｒ
— —
尺 度 参数 ， 由下 式 给 出 ： 一 — ０＂ ０－ Ｂ ＂ｔ Ａ－
，
应用 于多 组分 液体 混合 物时 ， 算公 式如 下 ： 计
和热 钾碱 （ ｅ ｆ ｌ） 。后 者则 是 利 用 气体 混 合 物 Ｂ ｎｉｄ 法 ｅ
在 溶 剂 中的溶 解度 差 异 而实 现 分 离 ， 涉及 化学 反 不 应 ， 如低 温 甲醇洗 （ ｅｔ ｏ） 。该方 法 是 一套 技 例 Ｒ ｃｉ １法 ｓ 式 中 ： Ａ一 ＤＢ 二 元扩 散系数 ，Ｉ ｓ ＣＩ ； Ｔ
愚 —— Ｂ ｌ ｍａ ｎ常 数 ， ． ８ ０ 船Ｊ Ｋ； ｏｔ ｎ ｚ １ ３ ×１ 一 ／
Ｔ 一热 力 学 温 度 ， 一 Ｋ。
ｅ —— 溶质 在气 相 中的平衡 分压 ， ａ ＫＰ ；
Ｈ—— 亨利 常数 ， ａ （ ｍｏ． ） ＫＰ ／ ｋ １ｍ ；
— —
当所研 究 体 系含 有 两 种 以上 气 体 时 ， 以采 用 可 下 式估算 混合 扩散 系数 ：
一
ｅ３ （ Ｔ ） ３ Ｈ
式 中 ： 一 ｋ ／ＡＢ， ＝１ ６ ３ ６ Ｂ一 ０ １ ６１ ， Ｔ Ｔｓ Ａ＝ ． ０ ， ＝ ． ５ ０ Ｃ
一 ０． ９３ ０ Ｄ 一 ０ ４７ ３ Ｅ 一 １ ０ ７， 一 １ ０， ． ６ ５， ． ３５ ８ Ｆ １ ２ ６， 一 １ ６ ４， 一 ３． ９ １。 ．５ ９ ９ Ｇ ．７ ４ ７ Ｈ ８ ４１
Ｄ彻 ＝ ㈩
气 体 净化 是 化 工 生产 中一个 重 要 的单 元 过程 ， 其 方 法包括 气 液 吸 收 、 固体 吸 附 和膜 分 离 等 ，其 中 应 用最 为广泛 的就是气 液 吸收 。按照 原理 可分 为 化 学 吸收 和物理 吸收 两类 。前者 主要 是利 用气体 中 的特 定组分 与 吸收剂 中的活性组 分发 生化 学反应 生 成化 合物 而使气 体得 以净 化 ， 如 乙醇 胺 （ Ａ） 例 ＭＥ 法
和增 加处 理量 ］ 。。填 料按 照填 装方式 可分 为散 堆填
料 和 规 整 填 料 两 大 类 ， 文 涉 及 的 主 要 是 两 类 散 堆 该 填 料 ， 金 属 鲍 尔 环 （ ａｌ ｉｇ 和 Ｎ ｒｏ 即 Ｐ ｌＲ ｎ ） ｏ ｔｎ公 司 开 发
在填 料 塔 设 计 中需 要 输 入 的数 据 包 括 物 性 参 数， 如气 液两 相 的密度 、 黏度 、 散 系数 、 尔 质 量 、 扩 摩 液相 表面张 力和工 艺参 数 ， 气液 相体 积流量 、 作 如 操 压力 和温度 、 出塔 的 气 液相 摩 尔 组 成 和亨 利 系 数 进
Ｑ。可 以用下 式进行 计算 ：
一南 ＋
Ｇ
。
＋
在 明确 了待吸 收 的溶 质组 分 和选定 的吸 收剂 以
及操 作温 度 和压力 之 后 ， 取 气 液平 衡 数 据 对 于 吸 获 收塔 设计 十分 重 要 。 当吸 收液 为 非 理 想 溶 液 ， 为 而 气体 的稀 溶液 时 ， 相平 衡 常 数 可 以 用亨 利 定 律 来计 算 ］ 。亨利 定律 有多 种形 式 ：
都 有直 接影 响［ 。塔 设 备 有 多种 形 式 ， 要 分 为 板 主 式 塔和 填料塔 两种 。填 料塔 是一种 常用 的气 液两相 传 质设 备 ， 内布 置 的 填料 可 以保 证气 液 两 相 达 到 塔 良好 的膜式 接触 以满 足传质 需要 。填料 塔相 对于 板
术成熟 且节 省能 耗 的 酸性 气 体 净化 工 艺 ， 有 吸 收 具
・
１ ・ ６
气 体 净 化
２１ ０ ２年第 １ ２卷 第 ２期
散堆 填 料 吸收 塔 的模 拟 计 算
刘 真， 李 燕 ， 张述 伟
（ 连 理 工 大 学 材料 化 工 系 ， 宁 大 连 １ ６ ２ ） 大 辽 １０ ３
摘要 ： 以散 堆 填 料 塔 为 研 究 对 象 ， 用 Ｃ语 言 在 ｖｓ ａ Ｃ ＋环 境 下 进 行 编 程 ， 应 ｉ ｌ ＋ ｕ 采用 ３个 工 厂 低 温 甲
１ 程 序 的 编 制
１ １ 基 础 数 据 ．
的瓷 质拉西 环 填料 ， 种 填 料使 得 填 料 塔通 量 和 传 这
质效 率有 了大 幅度 改 善＿ 。随 后 ， 们致 力 于 对 填 ４ ］ 人 料进 行改 进与 更新 ， 断研 发新 型填 料 ， 不 以改善 填料
表 面流体 的分 布 、 提高传 热传 质效 率 、 低流动 阻力 降
等 。 其 中 大 多 数 参 数 在 工 艺 包 中 都 可 以 查 到 ， 是 但
的 金 属 英 塔 洛 克 斯 填 料 （ ｎａｏ ｔｌ Ｔ ｗｅ Ｉｔｌｘ Ｍｅａ ｏ ｒ
Ｐａ ｋｉ ｃ ｎｇ， Ｍ Ｔ Ｐ） Ｉ 。
还有 一些数 据需 要查 阅相关 的手册或 计算 得到 。下
面将 介绍 几个参 数 的计算 方法 。 １ １ １ 气相 扩散系 数 ．． 估算 气相 扩散 系数需 采用 Ｗｉ ｅ ｅ 模 型 ， ｌ —Ｌ ｅ ｋ 该 模 型 适 用 计 算 低 压 条 件 下 二 元 气 体 相 互 扩 散 系数 。
式 塔具 有通 量大 、 降 低 、 液 量小 、 压 持 操作 弹性 大 等
优 点 。工 业规模 的填料塔 出现 于 １ ８ 年 ， 初 ８１ ］最 的塔 填 料 仅 仅 是 焦 炭 、 砾 、 卵石 等 无 定 形 物 。 瓦 鹅 １１ ９ ４年 ， ａｃ ｉ（ 西 ） 明 了具 有 一 定 几 何 结 构 Ｒ ｓｈｇ 拉 发