一、填料塔的计算(一) 操作条件的确定1．1吸取剂的选择1．2装置流程的确定1．3填料的类型与选择1．4操作温度与压力的确定45℃常压（二）填料吸取塔的工艺尺寸的运算2．1基础物性数据①液相物性数据关于低浓度吸取过程，溶液的物性数据可近似取质量分数为30%MEA 的物性数据7.熔依照上式运算如下： 混合密度是：1013.865KG/M3 混合粘度0.001288 Pa ·s 暂取CO2在水中的扩散系数表面张力б=72.6dyn/cm=940896kg/h 3②气相物性数据混合气体的平均摩尔质量为 M vm =y i M i =0.133*44+0.0381*64+0.7162*14+0.00005*96+0.1125*18 =20.347混合气体的平均密度ρvm = =⨯⨯=301314.805.333.101RT PMvm 101.6*20.347/（8.314*323）=0.769kg/m3混合气体粘度近似取空气粘度，手册28℃空气粘度为μV =1.78×10-5Pa ·s=0.064kg/(m •h) 查手册得CO2在空气中的扩散系数为 D V =1.8×10-5m 2/s=0.065m 2/h 由文献时CO 2在MEA 中的亨利常数：在水中亨利系数E=2.6⨯105kPa相平稳常数为m=1.25596.101106.25=⨯=P E 溶解度系数为H=)/(1013.218106.22.997345kPa m kmol E M s•⨯=⨯⨯=-ρ2.2物料衡算进塔气相摩尔比为Y1=0.133/（1-0.133）= 0.153403 出塔气相摩尔比为Y2= 0.153403×0.05=0.00767 进塔惰性气相流量为V=992.1mol/s=275.58kmol/h该吸取过程为低浓度吸取，平稳关系为直线，最小液气比按下式运算，即2121min /X m Y Y Y ）V L（--=关于纯溶剂吸取过程，进塔液组成为X2=02121min /X m Y Y Y ）V L（--==（0.153403-0.00767）/（0.1534/1.78）=1.78取操作液气比（？）为L/V=1.5L/V=1.5×1.78=2.67 L=2.67×275.58=735.7986kmol/h ∵V(Y1-Y2)=L(X1-X2) ∴X1=0.054581①塔径运算采纳Eckert 通用关联图运算泛点气速 气相质量流量为 W V =13.74kg/s=49464kg/h 液相质量流量运算即W L =735.7986×（0.7*18+0.3*54）=21190.99968kg/h Eckert 通用关联图横坐标为0.011799查埃克特通用关联图得226.02.0=••L LV F F g u μρρϕφ（查表相差不多） 查表（散装填料泛点填料因子平均值）得1260-=m F φ s m g u LV F LF /552.21338.112602.99881.9226.0226.02.02.0=⨯⨯⨯⨯⨯==μϕρφρUf=3.964272m/s取u=0.8u F =0.8×3.352=2.6816m/s 由=1.839191m圆整塔径，取D=1.9m 泛点率校核 u=s m /12.26.0785.03600/15002=⨯ = 4.724397m/s100522.212.2⨯=F u u ﹪=84.18％(在承诺范畴内) =3.352964272/ 4.724397=70.9% 填料规格校核：82425600>==d D =1900/25=76》8 液体喷淋密度校核，取最小润湿速率为 （L W ）min =0.08m 3/m ·h 查塑料阶梯环特性数据表得：型号为DN25的阶梯环的比表面积 a t =228 m 2/m 3 U min =(L W )min a t =0.08×228=18.24m 3/m 2·h U=min 251.76.0785.02.998/312121U 。

<=⨯ 7.375 经校核可知，塔径D=600mm 不合理 经反复校核仍得不出合理的D 值 经综合考虑，取操作液气比为55.2677.115)(15min =⨯==VLV L 15*1.78=26.7 L=26.5×117.22=3112.2kmol/h =26.7*735.7986=19645.82262X 1=0004.02.3112)10662.10277.0(32444=⨯-⨯-。

X1=0.00204现在气相质量流量为W V =1500×1.338=2007kg/h W V =13.74kg/s=49464kg/h现在液相质量流量为W L =3112.2×18.02=56081.8kg/h 即W L =19645.82262×（0.7*18+0.3*54）=565799.6915kg/hEckert 通用关联图横坐标为76.0)2.998338.1(2007856081)(5.05.0=⨯=。

W W L V V L ρρ 0.3150查埃克特通用关联图得035.02.0=••L LV F F g u μρρϕφ 0.04 改选型号为D38的阶梯环查表（散装填料泛点填料因子平均值）得1170-=m F φ s m g u LV F LF /228.11338.111702.99881.9035.0035.02.02.0=⨯⨯⨯⨯⨯==μϕρφρ 1.7435m/s 取u=0.8u F =0.8×1.228=0.982m/s 1.3948m/s 由=⨯⨯==982.014.33600/150044uV D Sπ0.74m 2.55m圆整塔径，取D=0.8m 2.6m 泛点率校核 u=s m /83.08.0785.03600/15002=⨯ 1.34100982.083.0⨯=F u u ﹪=84.52％(在承诺范畴内)96.07% 填料规格校核：82125800>==d D 液体喷淋密度校核，取最小润湿速率为 （L W ）min =0.08m 3/m ·h 查塑料阶梯环特性数据表得： 型号为DN38的阶梯环的比表面积a t =132.5m 2/m 3U min =(L W )min a t =0.08×132.5=10.6m 3/m 2·h U=min 28.1118.0785.02.998/8.56081U >=⨯U=105.16经以上校核可知，填料塔直径先用D=800mm 合理若选择丙烯鲍尔环50*50*1.5 其比表面积为93 m2/m3 U min =(L W )min a t =0.08×93=7.44 填料因子为127m-1Uf= 4.794993m/s取u=0.8u F =0.8×4.794993=3.835=2.436取2.5m U= 113.74>Umin ②填料层高度运算Y *1=mX 1=1.78×0.0004=0.000712Y *2=mX 2=0 脱因系数为 S=0254.02.311234.4478.1=⨯=L mV气相总传质单元数N OG =()S Y Y Y Y S S +⎥⎦⎤⎢⎣⎡----***22211ln 11=0254.00106662.100277.0)0254.01(ln 0254.0114+⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⨯-⨯--- =5.223气相总传质单元高度采纳修正的恩田关联式运算⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫⎝⎛--=-2.0205.021.075.045.1exp 1t L L L t L L t L L t L L c t w a U a a U a U a a σρσρμσσ查常见材质的临界表面张力值表得 σc =33dyn/cm=427680kg/h 2 液体质量通量为)/(79.1116278.0785.08.5608122h m kg U L •=⨯=⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛--=-2.0205.08221.075.05.1329408962.99879.1116271072.12.9985.13279.1116270.35.13279.11162794089642768045.1exp 1t w a a =0.502 吸取系数由下式运算⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=RT D a D a U K V t V V V Vt VG 3/17.0237.0ρμμ质量通量为()h m kg U V •=⨯⨯=22/82.39948.0785.0338.11500 ⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⎪⎭⎫⎝⎛⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯=301314.8065.05.132065.0338.1064.0064.05.13282.3994237.03/17.0G K = 0.237×73.53×0.894×0.004= 0.0623kmol/(m 3·h ·kPa)吸取系数由下式运算3/12/13/20095.0⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=-L L L L L LW L Lg D a U K ρμρμμ3/182/163/22.9981027.10.310372.62.9980.30.35.132564.079.1116270095.0⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯=--L K =1.189m/h1.1ϕW G G a K a K = 查常见填料的形状系数表得 45.1=ϕ1.1ϕW G G a K a K =)/(973.645.15.132654.00623.031.1kPa h m kmol ••=⨯⨯⨯=h a K a K W L L /092.10345.15.132564.0189.14.04.0=⨯⨯⨯==ϕu/u F =66.17％>50﹪a K u u a K G F G ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+='4.15.05.91 a K u u a K L F L ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+='2.25.06.21 得()[]()kPa h m kmol a K G ••=⨯-⨯+='34.1/141.12973.65.06617.05.91得()[]h a K L /96.107092.1035.06617.06.212.2=⨯-⨯+=' ()kPa h m kml aHK K a K L GG ••=⨯+='+'=3/53.1096.107725.01141.1211111H OG =m aP K V a K V G Y 083.08.0785.03.10153.1034.442=⨯⨯⨯=Ω=Ω Z=H OG N OG =0.083×5.223=0.434m 得Z ′=1.5×0.434=0.6503m取填料层高度为Z ′=2m 查散装填料分段高度举荐值表 关于阶梯环填料15~8 Dhh max ≤6m 取h/D=8 则h=8×800=6400mm 运算得填料层高度为2000mm ，故不需分段。