表1 各液相浓度下的吸收液温度及相平衡数据
X 0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008 0.009 t 25 25.54 26.08 26.62 27.16 27.7 28.24 28.78 29.32 29.86 E 211.5 217.6 223.9 230.1 236.9 243.7 250.6 257.7 264.96 272.27 m 2.088 2.148 2.210 2.272 2.338 2.406 2.474 2.544 2.616 2.909 Y*×103 0 2.148 4.420 6.816 9.352 12.025 14.844 17.808 20.928 24.192 注：（1）气相浓度Y1相平衡的液相浓度X1＝0.0049，故取Xn＝0.009； （2）平衡关系符合亨利定律，与液相平衡的气相浓度可用y*＝mX表示； （3）吸收剂为清水，x＝0，X＝0； （4）近似计算中也可视为等温吸收。 五 气液平衡曲线
当x＜0.01，t＝15~45℃时，丙酮溶于水其亨利常数E可用下式计算： 1gE＝9.171－[2040／(t十273)]
由前设X值求出液温tL℃，依上式计算相应E值，且m＝
E，分别将相应E值及P相平衡常数m值列于表1中第3、4列。由y*＝mX求取对应m及X时的气相平衡浓度y*，结果列于表1第5列。
根据X—y*数据，绘制X—Y平衡曲线OE如附图所示。 六 吸收剂(水)的用量Ls
由图1查出，当Y1＝0.024时,X1*=0.0089,计算最小吸收剂用量LS,min
LS,min?VBY1?Y20.024-0.0024=48.26×＝117.1 kmol／h（《化工单元操作及设备》
X1*?X20.0089 5
P204 16-43a）
取安全系数为1.8，则 Ls＝1.8×117.1＝210.8kmol／h ＝210.8×18＝3794kg/h 七 塔底吸收液浓度X1 依物料衡算式：
VB(Y1?Y2)＝LS（X1?X2） X1=48.26×
0.024-0.0024=0.0049
210.8八 操作线
依操作线方程式
Y?LSL210.8X?Y2?SX2 =X+0.0024 VBVB48.26Y=4.368X+0.0024
由上式求得操作线绘于附图中。 九 塔径计算
塔底气液负荷大，依塔底条件(混合气35℃)，101.325kPa，查表1，吸收液27.16℃计
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图2 通用压降关联图
算。
D?VSu? u =（0.6~~0.8）uF（《化工单元操作及设备》P206
416-45）
（1）.采用Eckert通用关联图法(图2)计算泛点气速uF ①有关数据计算
塔底混合气流量V`S＝1344＋67.28＋34.56＝1446kg／h 吸收液流量L`＝3794＋1.16×0.9×58＝3855kg／h
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进塔混合气密度?G＝气的密度)
29273×＝1.15kg／m3 (混合气浓度低，可近似视为空22.4273?35吸收液密度?L＝996.7kg/m3 吸收液黏度?L＝0.8543mPa·s
经比较，选DG50mm塑料鲍尔环(米字筋)。查《化工原理》教材附录可得，其填料因子?=120m?1，比表面积A＝106.4m2/m3 ②关联图的横坐标值
L`?G1/238551.151/2
()=() =0.090 V`?L1446996.7③由图2查得纵坐标值为0.13
?F2??G?F2?1201.152 即=0.13 （）? L0.2=（）?0.85430.2=0.0137uFg?L9.81996.7故液泛气速uF=(2)．操作气速
u＝0.7uF＝0.7×3.08 ＝2.16 m/s (3).塔径
D?0.13=3.08m/s
0.0137?VSu=12493600?0.785?2.16= 0.453 m=453mm
4取塔径为0.5m(＝500mm) (4)．核算操作气速
U=
12493600?0.785?0.52=1.768m/s< uF
(5)．核算径比
D/d＝500/50＝10，满足鲍尔环的径比要求。 (6)．喷淋密度校核
依Morris等推专，d＜75mm约环形及其它填料的最小润湿速率(MWR)为0.08m3／
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(m·h),由式（4-12）：
（MWR）A＝0.08×106.4＝8.512 m3/(m2·h) 最小喷淋密度L喷min?因
L喷＝
3855996.7?0.785?0.52＝19.7m3/(m·h)
故满足最小喷淋密度要求。 十 填料层高度计算
计算填料层高度，即
Z＝HOGNOG?(1)．传质单元高度HOG计算
HOG=
VBY1dY ?Y2KYa?Y?Y*VB，其中KYa=KGaP| KYa?111??（《化工单元操作及设备》 P209 16-7） KGakGaHkLa本设计采用（恩田式）计算填料润湿面积aw作为传质面积a，依改进的恩田式分别计算kL及kG，再合并为kLa和kGa。
①列出备关联式中的物性数据
气体性质(以塔底35℃，101.325kPa空气计)：?G＝1.15 kg/m3 (前已算出)；?G＝0.01885×10?3Pa.s (查附录)；DG＝1．09×10?5m2/s（依翻Gilliland式估算)；
液体性质(以塔底27．16℃水为准)：?L＝996.7 kg/m3；?L＝0.8543×10?3Pa·s；
0.57.4*10?12（?ms）TDL=1.344×10m/s (以DL?式计算)(《化学工程手册》 10-89)，0.6?LVA?92?L式中VA为溶质在常压沸点下的摩尔体积，ms为溶剂的分子量，?为溶剂的缔合因子。＝71．6×10?3N／m(查化工原理附录)。
气体与液体的质量流速：
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