碳酸丙烯酯(pc)脫碳填料塔的設(shè)計(jì)

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1、碳酸丙烯酯（PC）脫碳填料塔設(shè)計(jì)目錄化工原理設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)3一、設(shè)計(jì)目的3二、設(shè)計(jì)任務(wù)3三、設(shè)計(jì)條件3四、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)4五、設(shè)計(jì)內(nèi)容5一、計(jì)算前的準(zhǔn)備61.CO2在PC中的溶解度關(guān)系62.PC密度與溫度的關(guān)系73.PC蒸汽壓的影響84.PC的粘度8二、物料衡算81.各組分在PC中的溶解量82.霧沫夾帶量Nm3/m3PC93.溶液帶出的氣量Nm3/m3PC94.出脫碳塔凈化氣量105.計(jì)算PC循環(huán)量106.驗(yàn)算吸收液中CO2殘量為0.15Nm3/m3PC時(shí)凈化氣中CO2的含量107.出塔氣體的組成11三、熱量衡算1

2、21.混合氣體的定壓比熱容122.液體的比熱容133.CO2的溶解熱144.出塔溶液的溫度145.最終的衡算結(jié)果匯總15四、設(shè)備的工藝與結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算161.確定塔徑及相關(guān)參數(shù)15五、填料層高度的計(jì)算18六、填料層的壓降26七、附屬設(shè)備及主要附件的選型25八，塔總高計(jì)算28九、設(shè)計(jì)概要表29十、對(duì)本設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)與總結(jié)28參考文獻(xiàn)28+29化工原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一、《化工原理》課程設(shè)計(jì)目的、任務(wù)1.培養(yǎng)學(xué)生查閱資料選用公式和搜索數(shù)據(jù)的能力2.培養(yǎng)學(xué)生在填料吸收塔、精餾塔設(shè)計(jì)時(shí)，既考慮技術(shù)上的先進(jìn)性和可行性

3、，又考慮經(jīng)濟(jì)上的合理性并注意操作時(shí)的勞動(dòng)條件和環(huán)境保護(hù)的正確設(shè)計(jì)思想。3.培養(yǎng)學(xué)生能迅速準(zhǔn)確的對(duì)填料塔進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)計(jì)算的能力4.培養(yǎng)學(xué)生能用簡(jiǎn)潔的文字清晰的圖表來(lái)表達(dá)自己設(shè)計(jì)思想的能力二、設(shè)計(jì)任務(wù)碳酸丙烯脂（PC）脫出CO2氣體填料吸收塔設(shè)計(jì)三、設(shè)計(jì)條件1、混合氣（變換氣）處理量：40000Nm3/h2、進(jìn)塔混合氣體成分：原始數(shù)據(jù)表（均為體積%，下同)3、進(jìn)塔吸收劑（碳酸丙烯酯PC）入塔濃度，自定；4、氣液兩相的入塔均選定為：30℃5、出塔凈化氣中CO2濃度＜0.6%6、操作壓力：1.6MPa進(jìn)塔變換氣C

4、O2COH2N2合計(jì)體積百分?jǐn)?shù),%29.01.547.222.3100組分分壓，MPa0.4640.0240.7550.3571.600組分分壓，kgf/cm24.7350.2457.7013.63816.319原始數(shù)據(jù)表四、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)1.碳酸丙烯酯（PC）的物理性質(zhì)正常沸點(diǎn)，（℃）蒸汽壓×133.32-1Pa粘度，mPa·s分子量20430℃38℃20℃50℃102.090.10.242.761.62溫度，（℃）015254055ρ（kg/m3）12241207119811841169292.比熱計(jì)算式3

5、.CO2在碳酸丙烯酯（PC）中的溶解度溫度t，（℃）2526.737.84050亨利系數(shù)E×101.3-1kPa81.1381.7101.7103.5120.84.CO2在碳酸丙烯酯（PC）中的溶解熱可近似按下式計(jì)算（以表示）5.其他物性數(shù)據(jù)可查化工原理附錄五、《化工原理》課程設(shè)計(jì)主要內(nèi)容1、工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)（1）設(shè)計(jì)方案和工藝流程的說(shuō)明（2）填料吸收塔的工藝計(jì)算；吸收劑用量求?。鹤钚∥談┯昧?，吸收劑用量；操作線方程；填料塔徑求?。哼x擇填料，液泛速度，空塔氣速，塔徑及圓整，最小潤(rùn)濕速度求取及潤(rùn)濕速度的選取

6、，塔徑的校正；傳質(zhì)單元高度的求?。粋髻|(zhì)單元數(shù)的求?。惶盍蠈痈叨?；單位填料層壓降的求取；吸收塔高度計(jì)算；液體分布；再分布及分布器的選型；填料吸收塔的工藝流程圖；（3）填料吸收塔設(shè)備設(shè)計(jì)填料吸收塔附屬結(jié)構(gòu)的選型與設(shè)計(jì)；全塔高度：包括上、下封頭，裙座高度。2、制圖包括工藝流程圖、設(shè)備圖。3、編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)29一：計(jì)算前的準(zhǔn)備：1.CO2在PC中不同溫度下亨利系數(shù)數(shù)據(jù)溫度t，（℃）2526.737.84050亨利系數(shù)E×101.3-1kPa81.1381.7101.7103.5120.8作圖得：亨利系數(shù)與溫度近似

7、成直線，且kPa因?yàn)楦邼舛葰怏w吸收，故吸收塔內(nèi)CO2的溶解熱不能被忽略。現(xiàn)假設(shè)出塔氣體的溫度為，出塔液體的溫度為，并取吸收飽和度（定義為出塔溶液濃度對(duì)其平衡濃度的百分?jǐn)?shù)）為70%，然后利用物料衡算結(jié)合熱量衡算驗(yàn)證上述溫度假設(shè)的正確性在40℃下，CO2在PC中的亨利系數(shù)E40=103.5×101.3kPa=10485kPa1．出塔溶液中CO2的濃度（假設(shè)其滿足亨利定律）（摩爾分?jǐn)?shù)）2．根據(jù)吸收溫度變化的假設(shè)，在塔內(nèi)液相溫度變化不大，可取平均溫度35℃下的CO2在PC中溶解的亨利系數(shù)作為計(jì)算相平衡關(guān)系的依據(jù)。

8、即：kPaCO2在PC中溶解的相平衡關(guān)系，即：式中：為摩爾比，kmolCO2/kmolPC；為CO2的分壓，kgf/cm2；T29為熱力學(xué)溫度，K。用上述關(guān)聯(lián)式計(jì)算出塔溶液中CO2的濃度有與前者結(jié)果相比要小，為安全起見(jiàn)，本設(shè)計(jì)取后者作為計(jì)算的依據(jù)。結(jié)論：出料（摩爾分?jǐn)?shù)）2.PC密度與溫度的關(guān)系利用題給數(shù)據(jù)作圖，得密度與溫度的關(guān)聯(lián)表達(dá)式為（式中t為溫度，℃；為密度，kg/m3）溫度，（℃）015254055（kg/m3）1224