TL1=44.3℃ Qv
824142
⑸.最终的衡算结果汇总
夹=11536 kJ/h QL1 =1259598+13538692.4+6859655—
11
出塔气相及其组成（40℃） V2=21190.06Nm3/h CO2 CO H2 N2 21190 105.95 732.17 13886 6465.07 Nm3/h 0.50 3.46 65.53 30.51 % QV2=824142kJ/h 入塔液相及其组成（30℃） L2=1189169.29 kg/h CO2 151 - CO - - H2 - - N2 - - Nm3/h % 脱 碳 塔 入塔气相及其组成（30℃） V1=30000 Nm3/h CO2 CO H2 N2 30000 8400 750 14160 6690 Nm3/h 28.0 2.5 47.2 22.3 % QV1=1259598kJ/h 出塔液相带出气量及其组成（40℃ L1=1189169.29+16434.86=824142kg/h CO2 CO H2 N2 8812.5 8296.1 17.6 274.05 223.8 Nm3/h 94.14 0.20 3.11 2.54 % 溶解气量及其组成（40℃） L1=1189169.29+16434.86=824142kg/h CO2 CO H2 N2 8609 8235.8 12.91 180.23 180.23 Nm3/h 95.66 0.15 2.0935 2.0935 % Qs=4674626kJ/h 12
四、确定塔径及相关参数
计算公式：D?4Vs u??0.6~0.8?uF ?u由物料横算知，塔内气相负荷变化大，故考虑采用变径塔。
塔底气负荷最大，塔顶气液负荷最小，依塔顶、塔底气液负荷条件分别求取上、下两段径D2、D1。
入塔气：V1?30000Nm3/h?27064.3kg/h，?v1?12.83kg/m3，M1?20.208(30?) 出塔气：V2?21190.06Nm3/h?10445.8kg/h，?v2?7.01kg/m3，M2?11.0422(30?) 出塔液：L1?1205604kg/h，?L1?1184kg/m3，Pt1?1.6Mpa 入塔液：L2?1189169kg/h，?L2?1192kg/m3，Pt2?1.55Mpa
?L2?2.173mPa?s?7.823kg/(m?h) ?L2?2.596mPa?s?9.3445kg/(m?h)
选用DN50mm塑料鲍尔环（米字筋），其填料因子?=120m?1，空隙率??0.90，比表面积at?106.4m2/m3，Bain-Hougen关联式常数A=0.0942，K=1.75。
泛点气速uF采用Bain-Hougen关联图法求取，并确定操作气速。
2?uF lg??g1/4?at???V?0.2??L????V??L??A?K????3???????V???????L??L?????1/8
⑴ 对塔下段
①求取泛点气速uF，并确定操作气速u
2?uFlg??g?at???V?3????????L1/4?0.2??L????V???L??A?K?V?????????L?????1/82?uF?106.4??12.83??1205604?0.2?lg??2.173?0.0942?1.75???????39.81118427064.30.9????????uF2?0.15m/s取u2?0.8uF2?0.12m/s1/4?12.83???1184??1/8
②求取塔径
Vs1=30000(0.1013/1.6)(303.15/273.15)=2107.98m3/h=0.5856m3/s
- 13 -
D1=(4×0.5856/3.14×0.10)0.5=2.73m
本次设计取D1=2800mm 此时塔的截面积?1=0.785D1=5.851m ③核算操作气速
2
2u1=Vs/?1 =0.5856/5.851=0.10m/s
则操作气体速度取u1=0.10m/s合适 ④核算径比
D1/d=2800/50=56>10~15（满足鲍尔环的径比要求） ⑤校核喷淋密度
Umin= （LW）minɑt =0.08×106.4=8.512m3/(m2.h) U1=1205604kg/h?⑵对塔上段
① 求取泛点气速uF，并确定操作气速u
2?uF?at???Vlg??3????g?????L1/4?0.2??L????V???L??A?K?V????????L??1205604/1184?174.03?8.512m3/(m2?h)（满足要求）
5.851????1/82?uF?106.4??7.01??1189169?0.2?lg??2.596?0.0942?1.75???????39.81119210445.80.9????????uF2?0.11m/s取u2?0.8uF2?0.088m/s1/4?7.01????1192?1/8
② 求取塔径
Vs2=21190.06(0.1013/1.55)(303.15/273.15)=1536.97m3/h=0.4269m3/s D2=(4×0.4269/3.14×0.10)0.5=2.33m
22
取D2=2400m此时塔的截面积?2=0.785D2=4.2617m
③核算操作气速
u2=Vs/?2 =0.4269/4.2617=0.10m/s
则操作气体速度取u2=0.10m/s合适 ④核算径比
D2/d=2400/50=48>10~15（满足鲍尔环的径比要求）
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⑤校核喷淋密度
Umin= （LW）minɑt =0.08×106.4=8.512m3/(m2.h) U2=1189169kg/h?1189169/1192?.234.09?8.512m3/(m2?h)（满足要求）
4.2617故塔德直径分别为D1=2800mm，D2=2400mm。
又考虑到粗细两段的喷淋密度均远远大于最小喷淋密度，且变径幅度较小，故在粗细段不设侧线，也不考虑吸收液的部分在循环吸收问题。
五、填料层高度的计算
1. CO2在气相和液相中的扩散系数
①CO2在气相中的扩散系数DG 首先计算CO2在各组分中的扩散系数，然后在计算其在混合气体中的扩散系数。计算公式如下：
1.013?10?5T1.75(DCO2?i?Pt???VA???131112?)MAMB12???VB?3???（pt的单位为kPa）DG???y1?yCO2iDco2?i?
查各组分的摩尔质量Mi和分子扩散体积?Vi，计算参数为塔底：温度30?C，压力为1.6MPa；塔顶：温度30?C，压力为1.55 MPa.并将在各组分中扩散系数按上式计算，其结果一并填入下表中。 项目 摩尔质量Mi 扩散体积?Vi 塔底DCO2?i,1 塔顶DCO2?i,2 平均DCO2?i CO2 44 26.9 CO 28 18.9 1.0523?10?6 1.0864?10?6 1.0694?10?6 H2 2 7.07 4.1726?10?6 4.3077?10?6 4.2402?10?6 N2 28 17.9 1.0705?10?6 1.1050?10?6 1.0878?10?6 DG1=2.0858?10?6 m2/s=0.0075 m2/h，DG2=2.1532?10?6m2/s=0.0078 m2/h - 15 -