4 核算径比
D/d=2600/50=52>10~15（满足鲍尔环的径比要求）
5校核喷淋密度
采用聚丙烯填料表面
L喷，min=（MWR）at =0.08×106.4=8.512m3/(m2.h) L喷=
1059167?2.62??167.22?8.512m3/(m2?h)（满足要求）
11934七、填料高度的计算
1.计算前的准备
塔截面积∩=0.785D2=5.307㎡
因其他气体的溶解度很小，故将其他气体看作是惰气并视作为恒定不变，那么，惰气的摩尔流率G?
G’=23500(1-0.275)/(22.4×3600×∩)=0.0398kmol/(m2·s)
又溶剂的蒸汽压很低，忽略蒸发与夹带损失，并视作为恒定不变，那么有 L’=877.4×1193/(102.09×3600×5.307)=0.5367kmol/(m2·s)
y2?0.011，x2?0.15/22.4?0.000573
0.15/22.4?1193/102.09吸收塔物料衡算的操作线方程为
?yG??Y?21?y2???x2??LX???1?x2???? ?将上述已知数据代入操作线方程，整理得
Y?13.485X?0.0034 选用填料层高度计算准备：
（1）两相摩尔流率与质量流率的转换 气相平均分子量为：44y??1?y?M惰
16
M惰?
1?M底惰?M顶惰?21?28?3.68?2?50?28?18.1?16?0.7528?5?2?68.5?28?24.4?16?0.93?????2?3.68?50?18.1?0.755?68.5?24.4?0.93?1??9.95?9.86??9.92气相平均分子量为：34.1y+9.9 VG=(34.1y+9.9)G
LG?102.09L（稀溶液）
（2）CO2在气相和液相中的扩散系数 气相：分两步进行，定性温度取32.5℃。
首先计算CO2在各组分中的扩散系数，然后再计算其在混合气体中的扩散系数。计算公式如下：
?11?4.36?10?5T1.50???MM?AB??1/31/32pt??VA????VB?1/2DCO2?i??
4.36?10-5(32.5+273)1.50(1/44+1/28)DCO2-co==8.67?10-7m2/S 1/31/32(34+30.7)16004.36?10-5(32.5+273)1.50(1/44+1/2)-62DCO2-H2==3.28?10m/S 1/31/32(34+14.3)16004.36?10-5(32.5+273)1.50(1/44+1/28)-72DCO2-N2==8.62?10m/S 1/31/32(34+31.2)1600DCO2?CH4?1.09?10?6m2/s DG???y1?yCO2i/DCO2?i?=1.77×10m/s
-62
液相：文献介绍了CO2在PC中扩散系数两个计算公式，定性温度取35℃。
DCO2?PC?9.0123069?10?8T?L=1.17×10-5㎝2/s （T—K；μL—mPa·s；D
—cm2/s）
17
DCO2?PC?7.78?10?8T?L =1.01×10-5 ㎝2/s （T—K；μL—mPa·s；D—cm2/s）
取大值DCO2?PC?1.17?10-5cm2/s （3）气液两相的粘度
?G??y?ii?1nii?1nli(Mi)0.5 式（4.2）
0.5i?y(M)?li??ogi(T)m （纯组分的粘度） 273.15?Li—i气体粘度，cp
?ogi—i气体在0℃，常压时的粘度，cp m—关联式指数
表 0℃时常压气体的粘度?ogi 气体 CO2 1.34×10-2 CO 1.66×10-2 表 关联式指数m CO 0.758 H2 0.84×10-2 N2 1.66×10-2 CH4 1.20 ?ogi(mpa﹒s) 气体 m值 CO2 0.935 H2 0.771 N2 0.756 CH4 0.763 计算得：?co2=1.24×10-2mpa﹒s ?co=1.22×10-2mpa﹒s ?H2=0.63×10-2mpa﹒s ?N2=1.21×10-2mpa﹒s
?CH=0.89×10-2mpa﹒s
4将以上数据代入下面公式可得?G
?G??y?ii?1nii?1nli(Mi)0.5
0.5i?y(M)?li??ogi(T)m 273.154.13?10?2所以 ?G==1.1×10-2 mpa﹒s=0.0401kg/(m.h)
3.713uG-CO2=1.34×10-2(305.5/273.15)0.935=0.015mPa·s 同理：uG-CO=0.018 mPa·s
18
uG-H2=0.0093 mPa·s uG-N2=0.018 mPa·s 液相：lg?L??0.822?=2.368 mPa·s
185.5 mPa·s
T?153.1?=2.368 mPa?s=8.524kg/(m?s)
L（4）吸收液与填料的表面张力
吸收液：??43.16?0.116t=39.1 mPa·s 填料：查教材，知聚乙烯塑料?c?33 mPa·s 由手册查得
E==83.1×101.38416 kPa 相平衡常数为 m=E/P=8416/1600=5.26 溶解度系数为
H=ρ/EM=1.29?10?3kmol/kPam3
3.计算的传质系数
2??aW?C0.75UL0.1U2Lat?0.05UL?1?exp??1.45()()(2)()0.2?at?Lat?L?Lg?L?Lat??=1－exp
｛-1.45(33/39.1)0.75(199594/106.4·8.5248)0.1(1995942·106.4/11842·1.27×108)-0.05(1995942/1184×39.1×106.4)0.2｝≈1 由计算知aw≈at=106.4m2/m3
L’1059167.
式中：液体质量通量为 UL=199594kg/(m h) ??220.785D0.785?2.6?L、?V－气体、液体的黏度，kg/(m?h)[1Pa?s?3600kg/(m?h)]
?V、?L－气体、液体的密度，kg/m3
DL、DV－溶质在气体、液体中的扩散系数，m2/h
R－通用气体常数，8.314(m3?kPa)/(kmol?K) T－系统温度，K
at－填料的总比表面积，m2/m3
aW－填料的润湿比表面积，m2/m3
g－重力加速度，1.27×108m/h
?L－液体的表面张力，kg/h2(1dyn/cm?12960kg/h2)
?C－填料材质的临界表面张力，kg/h2(1dyn/cm?12960kg/h2) ?－填料形状系数
19
上述修正的恩田公式只适用于u?0.5uF的情况，由计算得知u?0.5uF
2.气膜吸收系数计算：
?UV kG?0.237?????tV????0.7??V???D?VV????13??tDV??? ?RT?气体质量通量为 UV123500?19.364?22.4?3828.235kg/(m2?h) 20.785?2.616796?8.865?22.4?1252.62kg/(m2?h) 20.785?2.60.7 UV2kG1
3828.235???0.237????3?0.011?10?3600?106.4??0.011?10?3?3600???12.29?1.77?10?6?3600????13?106.4?1.77?10?6?3600?????8.314?303?? =5.89?10-3
kG21252.62???0.237????3?0.011?10?3600?106.4?0.7?0.011?10?3?3600???12.29?1.77?10?6?3600????13?106.4?1.77?10?6?3600?????8.314?308??
=2.69?10-3
kG均?4.335?10?3
3.液膜吸收系数计算：
?UL kL?0.0095?????wL????23??L???D?LL?????12??Lg?????? ?L?13
8.5248?199594???kL?0.0095??????9?106.4?8.5248??1184?1.17?10?3600?23?12?8.5248?1.27?108?????1184??13
= 0.8133
kGa?kGaW?1.1= 4.335×10-3×106.4×1.451.1 = 0.694
kLa?kLaW?0.4= 0.8133×106.4×1.450.4 = 130.226
u0.1??71.42%?50% uF0.141.41.4????u??0.1??故修正：??k'Ga??1?9.5??0.5ka?1?9.5?0.5????0.694?1.4565 ?G?u??0.14?????F??????20