推荐-碳酸丙烯酯PC脱碳填料塔的设计1 精品

设计

碳酸丙烯酯（PC）脱碳填料塔设计

目录

化工原理设计任务书 3

一、设计目的 3

二、设计任务 3

三、设计条件 3

四、基础数据 4

五、设计内容 (5)

一、计算前的准备 (6)

1.CO2在PC中的溶解度关系 (6)

2.PC密度与温度的关系 (7)

3.PC蒸汽压的影响 (8)

4.PC的粘度 (8)

二、物料衡算 (8)

1.各组分在PC中的溶解量 (8)

2.雾沫夹带量Nm3/m3PC (9)

3.溶液带出的气量Nm3/m3PC (9)

4.出脱碳塔净化气量 (10)

5.计算PC循环量 (10)

6.验算吸收液中CO2残量为0.15 Nm3/m3PC时净化气中CO2的含量 (10)

7.出塔气体的组成 (11)

三、热量衡算 (12)

C (12)

1.混合气体的定压比热容

pV

C (13)

2.液体的比热容

pL

Q (14)

3.CO2的溶解热

s

T (14)

4.出塔溶液的温度

1L

5.最终的衡算结果汇总 (15)

四、设备的工艺与结构尺寸的设计计算 (16)

1.确定塔径及相关参数 (15)

五、填料层高度的计算 (18)

六、填料层的压降 (26)

七、附属设备及主要附件的选型 (25)

八，塔总高计算 28

九、设计概要表 29

十、对本设计的评价与总结 28 (28)

+

化工原理课程设计任务书

一、《化工原理》课程设计目的、任务

1. 培养学生查阅资料选用公式和搜索数据的能力

2. 培养学生在填料吸收塔、精馏塔设计时，既考虑技术上的先进性和可行性，又考虑经济上的合理性并注意操作时的劳动条件和环境保护的正确设计思想。

3. 培养学生能迅速准确的对填料塔进行工艺设计计算的能力

4. 培养学生能用简洁的文字清晰的图表来表达自己设计思想的能力

二、设计任务

碳酸丙烯脂（PC）脱出CO2气体填料吸收塔设计

三、设计条件

1、混合气（变换气）处理量：40000 Nm3/h

2、进塔混合气体成分：原始数据表（均为体积%，下同)

3、进塔吸收剂（碳酸丙烯酯PC）入塔浓度，自定；

4、气液两相的入塔均选定为：30℃

5、出塔净化气中CO2浓度＜0.6%

6、操作压力：1.6MPa

原始数据表

四、基础数据

1.碳酸丙烯酯（PC）的物理性质

2.比热计算式

()C)

k J/(k g ︒⋅-+=1000181.039.1t c p

3.CO 2在碳酸丙烯酯（PC ）中的溶解度

4.CO 2在碳酸丙烯酯（PC ）中的溶解热 可近似按下式计算（以2CO H Δ表示）

()676187.459.4=⨯=i i B B H KJ/kmol,2CO Δ

5.其他物性数据可查化工原理附录 五、《化工原理》课程设计主要内容

1、工艺及设备设计

（1）设计方案和工艺流程的说明 （2）填料吸收塔的工艺计算；

吸收剂用量求取：最小吸收剂用量，吸收剂用量； 操作线方程；

填料塔径求取：选择填料，液泛速度，空塔气速，塔径及圆整，最小润湿速度求取及润湿速度的选取，塔径的校正；

传质单元高度的求取； 传质单元数的求取； 填料层高度；

单位填料层压降的求取； 吸收塔高度计算；

液体分布；再分布及分布器的选型； 填料吸收塔的工艺流程图； （3）填料吸收塔设备设计

填料吸收塔附属结构的选型与设计； 全塔高度：包括上、下封头，裙座高度。 2、制图

包括工艺流程图、设备图。 3、编写设计说明书

一：计算前的准备：

1.CO 2在PC 中不同温度下亨利系数数据

作图得：亨利系数与温度近似成直线，且()3.101594.396204.1⨯+=t E kPa 因为高浓度气体吸收，故吸收塔内CO 2的溶解热不能被忽略。现假设出塔气体的温度为C 352︒=V T ，出塔液体的温度为C ︒=401L T ，并取吸收饱和度（定义为出塔溶液浓度对其平衡浓度的百分数）为70%，然后利用物料衡算结合热量衡算验证上述温度假设的正确性

在40℃下，CO 2在PC 中的亨利系数E 40=103.5×101.3 kPa=10485 kPa 1．出塔溶液中CO 2的浓度（假设其满足亨利定律）

()()()0299.00427.07.010485/4487.0/7.07.011=====*

E p x x （摩尔分数）

2．根据吸收温度变化的假设，在塔内液相温度变化不大，可取平均温度35℃下的CO 2在PC 中溶解的亨利系数作为计算相平衡关系的依据。即：

()97563.101594.39356204.135=⨯+⨯=E kPa

CO 2在PC 中溶解的相平衡关系，即：

112.425

.644log log 22CO CO -+

=T

p X 式中：2CO X 为摩尔比，kmolCO 2/kmolPC ；2CO p 为CO 2的分压，kgf/cm 2；T 为

热力学温度，K 。

用上述关联式计算出塔溶液中CO 2的浓度有

PC

m X X 332CO CO /10.859Nm /kmolPC kmolCO 0418.0379

.1112.415.313

25

.644735.4log log 2

2==-=-+=

()22

CO 11CO 0.70.70.70.04010.02811X x x X *

==⨯

==+

与前者结果相比要小，为安全起见，本设计取后者作为计算的依据。 结论：出料10.0281x =（摩尔分数） 2.PC 密度与温度的关系

利用题给数据作图，得密度与温度的关联表达式为

t 9858.01223-=ρ（式中t 为温度，℃；ρ为密度，kg/m 3

）

温度，（℃） 0 15 25 40 55 ρ（kg/m 3）

1224

1207

1198

1184

1169