碳酸丙烯酯(PC)脱碳填料塔的工艺设计.docx

碳酸丙烯酯（PC）脱碳填料塔的工艺设计

学 校 上海工程技术大学
专 业
姓 名
学 号

上海工程技术大学

化工原理课程设计任务书
课程设计题目——碳酸丙烯酯（PC）脱碳填料塔的工艺设计
一、设计题目
设计一座碳酸丙烯酯（PC）脱碳填料塔，要求年产合成氨48500t/a。
二、操作条件
1.每吨氨耗变换气取4300Nm3变换气/ t氨；
2.变换气组成为：CO2：28.0；CO：2.5；H2：47.2；N2：22.3。（均为体积%，下同。其它组分被忽略）；
3.要求出塔净化气中CO2的浓度不超过0.5%；
4.PC吸收剂的入塔浓度根据操作情况自选；
5.气液两相的入塔温度均选定为30℃；
6.操作压强为1.6MPa；
7.年工作日330天，每天24小时连续运行。
三、设计内容
1.设计方案的确定及工艺流程的说明；
2.填料吸收塔的工艺计算；
3.塔和塔板主要工艺结构的设计计算；
4.填料吸收塔附属结构的选型与设计；
5.塔的工艺计算结果汇总一览表；
6.吸收塔的工艺流程图；
7.填料吸收塔与液体再分布器的工艺条件图；
8.对本设计的评述或对有关问题的分析与讨论。
四、基础数据
1.碳酸丙烯酯（PC）的物理性质
正常沸点，（℃）
蒸汽压×133.32-1Pa
粘度，mPa·s
分子量
204
30℃
38℃
20℃
50℃
102.09
0.1
0.24
2.76
1.62
温度，（℃）
0
15
25
40
55
ρ（kg/m3）
1224
1207
1198
1184
1169
2.比热计算式

3.CO2在碳酸丙烯酯（PC）中的溶解度
温度t，（℃）
25
26.7
37.8
40
50
亨利系数E×101.3-1kPa
81.13
81.7
101.7
103.5
120.8
4.CO2在碳酸丙烯酯（PC）中的溶解热
可近似按下式计算（以表示）

5.其他物性数据可查化工原理附录。

目 录

一、设计依据： 1
二、基础数据 2
1.CO2在碳酸丙烯酯（PC）中的溶解度 2
2.PC密度与温度的关系 3
3.PC蒸汽压的影响 4
4.PC的粘度 4
5.工艺流程确定 4
三、物料衡算 5
1.各组分在PC中的溶解量 5
2.雾沫夹带量Nm3/m3PC 5
3.溶液带出的气量Nm3/m3PC 5
4.出脱碳塔进化气量： 6
5.计算PC循环量： 6
6.验算吸收液中CO2残量为0.15 Nm3/m3PC时净化气中CO2的含量 6
7.出塔气体的组成： 7
8.计算数据总表 8
四、热量恒算 9
1.混合气体的定压比热容 9
2.液体的比热容 9
3.CO2的溶解热 10
4.出塔溶液的温度 10
5.最终的衡算结果汇总 11
五、设备的工艺与结构尺寸的设计计算 12
1．求取塔径 13
2.核算操作气速 13
3. 核算径比 13
4.校核喷淋密度 13
六、填料层高度的计算 14
七、填料层的压降 18
八、附属设备及主要附件的选型 18
九、设计概要表 19
十、设计评价及总结 20
参考文献 20

一、设计依据：
无论是以固体原料或以烃类原料制氨，经CO变换后得粗原料气中均含有一定数量的CO2；某些用于制取合成氨原料气的含烃气体（如天然气焦炉气等）本身就含有较多的CO2为了将原料气加工成纯净的H2和N2，必须将这些CO2从粗原料气中除去。此外，CO2还是生产尿素,纯碱,碳铵等产品的原料,而且还可以将其加工成干冰用于其他部门。因此，从粗原料气中分离并回CO2收尤为重要。
工业上把脱除的过程称为“脱碳”。目前工业脱碳的方法很多，其中碳酸丙烯酯（PC）脱碳在中小合成氨厂被广泛采用，现针对碳丙脱碳塔进行物热衡算，为碳丙脱碳塔的工艺结构设计作准备。
吸收是利用各组分溶解度的不同而分离气体混合物的操作。混合气体与适当的液体接触，气体中的一个或几个组分便溶解于液体中而形成溶液，于是原组分的一分离。对与此题中的易溶气体是CO2 。

二、基础数据
依题意：年工作日以330天，每天以24小时连续运行计，有：
合成氨：48500t/a= 146.970t/d=6.124t/h
变换气： 4300m3（标）变换气/t氨（简记为Nm3/t）
V = 6.124×4300=26333.2 Nm3/h
变换气组成及分压如下表所示：

进塔变换气
CO2
CO
H2
N2
合计
体积百分数,%
28.0
2.5
47.2
22.3
100
组分分压，MPa
0.448
0.040
0.755
0.357
1.600
组分分压，kgf/cm2
4.568
0.408
7.701
3.638
16.32

1. CO2在碳酸丙烯酯（PC）中的溶解度

温度t，（℃）
25
26.7
37.8
40
50
亨利系数E×101.3-1kPa
81.13
81.7
101.7
103.5
120.8

得到kPa
因为高浓度气体吸收，故吸收塔内CO2的溶解热不能被忽略。现假设出塔气体的温度为，出塔液体的温度为，并取吸收饱和度（定义为出塔溶液浓度对其平衡浓度的百分数）为70%，然后利用物料衡算结合热量衡算验证上述温度假设的正确性。
在40℃下，CO2在PC中的亨利系数E40=103.5×101.3 kPa=10485 kPa
①出塔溶液中CO2的浓度（假设其满足亨利定律）
（摩尔分数）
②根据吸收温度变化的假设，在塔内液相温度变化不大，可取平均温度35℃下的CO2在PC中溶解的亨利系数作为计算相平衡关系的依据。即：

CO2在PC中溶解的相平衡关系，即：

式中：为摩尔比，kmolCO2/kmolPC；为CO2的分压，kgf/cm2；T为热力学温度，K。
用上述关联式计算出塔溶液中CO2的浓度有

与前者结果相比要小，为安全起见，本设计取后者作为计算的依据。
结论：出料（摩尔分数）。

2.PC密度与温度的关系
利用题给数据作图，得密度与温度的关联表达式为
（式中t为温度，℃；为密度，kg/m3）
温度，（℃）
0
15
25
40
55

（kg/m3）
1224
1207
1198
1184
1169

3.PC蒸汽压的影响
根据变换气组成及分压可知，PC蒸汽压与操作总压及CO2的气相分压相比均很小，故可忽略。
4.PC的粘度
mPa·s（T为热力学温度，K）
5.工艺流程确定
本次吸收采用逆流吸收的方法。

三、物料衡算
1.各组分在PC中的溶解量
查各组分在操作压力为1.6MPa、操作温度为40℃下在PC中的溶解度数据，并取其相对吸收饱和度均为70%。
CO2溶解量的计算如下：
通过第一部分已知CO2在40℃的平衡溶解度
Nm3/m3PC
式中：1184为PC在40℃时的密度，102.09为PC的相对摩尔质量。
CO2的溶解量为（10.44-0.15）×0.7=7.203 Nm3/m3PC
其余计算结果如下表所示：
组分
CO2
CO
H2
N2
合计
组分分压，MPa
0.448
0.040
0.755
0.357
1.60
溶解度，Nm3/m3PC
10.44
0.016
0.223
0.223
10.90
溶解量，Nm3/m3PC
7.203
0.011
0.156
0.156
7.526
溶解气所占的百分数%
95.71
0.15
2.07
2.07
100.00

说明：进塔吸收液中CO2的残值取0.15 Nm3/m3PC，故计算溶解量时应将其扣除。其他组分溶解度本就微小，经解吸后的残值可被忽略。
平均分子量：
入塔混合气平均分子量：

溶解气体的平均分子量：

2.雾沫夹带量Nm3/m3PC
以0.2 Nm3/m3PC计，各组分被夹带的量如下：
CO2：0.2×0.28=0.056 Nm3/m3PC
CO： 0.2×0.025=0.005 Nm3/m3PC
H2： 0.2×0.472=0.0944 Nm3/m3PC
N2： 0.2×0.223=0.0446 Nm3/m3PC
3.溶液带出的气量Nm3/m3PC
各组分溶解量：
CO2： 7.203 Nm3/m3PC 95.71%
CO： 0.011 Nm3/m3PC 0.15%
H2： 0.156 Nm3/m3PC 2.07%
N2： 0.156Nm3/m3PC 2.07%
7.526 Nm3/m3PC 100%

夹带量与溶解量之和：
CO2：0.056+7.203=7.259 Nm3/m3PC 93.96%
CO：0.005+0.011=0.016 Nm3/m3PC 0.21%
H2：0.0944+0.156=0.250 Nm3/m3PC 3.23%
N2：0.0446+0.156=0.201 Nm3/m3PC 2.60%
7.726 Nm3/m3PC 100%
4.出脱碳塔进化气量：
以分别代表进塔、出塔及溶液带出的总气量，以分别代表CO2相应的体积分率，对CO2作物料衡算有：
V1 =26333.2Nm3/ h

联立两式解之得
V3=V1(y1-y2)/(y3-y2)=4300×6.124(0.28－0.005)/(0.9396－0.005)=7748.374Nm3/h
V2 = V1 - V3 =18584.826 Nm3/ h
5.计算PC循环量：
因每1 m3PC 带出CO2为7.259 Nm3 ，故有：
L=V3y3/7.259=7748.374×0.9396/7.259=1002.944m3/h
操作的气液比为V1/L=26333.2/1002.944=26.256
6.验算吸收液中CO2残量为0.15 Nm3/m3PC时净化气中CO2的含量
取脱碳塔阻力降为0.3kgf/cm2，则塔顶压强为16.32-0.3=16.02 kgf/cm2，此时CO2的分压为 kgf/cm2，与此分压呈平衡的CO2液相浓度为：

式中：1193为吸收液在塔顶30℃时的密度，近似取纯PC液体的密度值。计算结果表明，当出塔净化气中CO2的浓度不超过0.5%，那入塔吸收液中CO2的极限浓度不可超过0.216 Nm3/m3PC，本设计取值正好在其所要求的范围之内，故选取值满足要求。
7.出塔气体的组成：
出塔气体的体积流量应为入塔气体的体积流量与PC带走气体的体积流量之差。
CO2：26333.2×0.28-7.259×1002.944=92.926Nm3/h 0.50%
CO： 26333.2×0.025-0.016×1002.944=632.283Nm3/h 3.46%
H2： 26333.2×0.472-0.250×1002.944=12178.534Nm3/h 65.53%
N2： 26333.2×0.223-0.201×1002.944=5670.712Nm3/h 30.51%
18584.455Nm3/h 100%

8.计算数据总表
出脱碳塔净化气量
进塔带出气量(V1)Nm3/h
出塔气量(V2)Nm3/h
溶液带出的总气量(V3)Nm3/h
26333.2
18584.455
7748.374

气液比
26.256
入塔气体平均分子量
20.208
溶解气体平均分子量
42.775

PC中的溶解量(溶解气量及其组成）40℃
组分
CO2
CO
H2
N2
总量
溶解度，Nm3/m3PC
10.44
0.02
0.22
0.22
10.90
溶解量，Nm3/m3PC
7.203
0.011
0.156
0.156
7.526
溶解体积流量Nm3/h
7224.206
11.032
156.460
156.460
7548.157
溶解气所占的百分数%
95.71
0.15
2.07
2.07
100.00
出塔液相带出气量及其组成 40℃
溶解量，Nm3/m3PC
7.259
0.016
0.250
0.201
7.726
体积流量Nm3/h
7252.184
16.272
250.272
201.458
7748.374
溶解气所占的百分数%
93.96
0.21
3.23
2.60
100.00
入塔气相及其组成 30℃
体积流量Nm3/h
7373.296
658.33
12429.270
5823.304
26333.2
溶解气所占的百分数%
28.00
2.50
47.20
22.30
100.00
出塔气相的组成 35℃
体积流量Nm3/h
92.926
642.283
12178.534
5670.712
18584.455
溶解气所占的百分数%
0.50
3.46
65.53
30.51
100.00
入塔液相及其组成 30℃
体积流量Nm3/h
149.00

149
溶解气所占的百分数%
100.00

100

四、热量恒算
在物料衡算中曾假设出塔溶液的温度为40℃，现通过热量衡算对出塔溶液的温度进行校核，看其是否在40℃之内。否则，应加大溶剂循环量以维持出塔溶液的温度不超过40℃。具体计算步骤如下：
1.混合气体的定压比热容
因未查到真实气体的定压比热容，故借助理想气体的定压比热容公式近似计算。理想气体的定压比热容：，其温度系数如下表：
系数
a
b
c
d
Cp1（30℃）
Cp2（32℃）
CO2
4.728
1.754×10-2
-1.338×10-5
4.097×10-9
8.929/37.38
8.951/37.48
CO
7.373
-0.307×10-2
6.662×10-6
-3.037×10-9
6.969/29.18
6.97/29.18
H2
6.483
2.215×10-3
-3.298×10-6
1.826×10-9
6.902/28.90
6.904/28.91
N2
7.440
-0.324×10-2
6.4×10-6
-2.79×10-9
6.968/29.18
6.968/29.18
表中Cp的单位为（kcal/kmol·℃）/（kJ/kmol·℃）
进出塔气体的比热容

Cpv2=∑Cpiyi
=37.48×0.0050+29.18×0.0346+28.91×0.6553+29.18×0.3051
=29.04 KJ/Kmol·℃
2.液体的比热容
溶解气体占溶液的质量分率可这样计算：
质量分率为
其量很少，因此可用纯PC的比热容代之。本设计题目中：
kJ/kg·℃

文献查得 kJ/kg·℃,据此算得：
kJ/kg·℃； kJ/kg·℃
本设计采用后者。
3.的溶解热
kJ/kmolCO2
文献查得 kJ/kmolCO2（实验测定值）
本设计采用后者。
CO2在PC中的溶解量为7.203×1002.944=7224.206Nm3/h=322.509kmol/h
故Qs=14654×322.509=4726046.886kJ/h
4.出塔溶液的温度
设出塔气体温度为35℃，全塔热量衡算有：
带入的热量（QV1+QL2）+ 溶解热量（Qs）= 带出的热量（QV2+QL1）
现均按文献值作热量衡算，即取 kJ/kg·℃； kJ/kg·℃
Qv1=V1Cpv1(Tv1－T0)=26333.2×31.34×30/22.4=1105289.046kJ/h
QL2=L2CpL2(TL2－T0)=1002.944×1193×0.3795×30=13622291.31kJ/h
Qv2=V2Cpv2(Tv2－T0)=18584.826×29.04×35/22.4=843286.4798kJ/h
QL1=L1CpL1(TL1－T0)=1211270.882×0.3894×TL1=471668.8814 TL1kJ/h
式中：L1=1002.944×1193+(7748.374-0.2×1002.944)×42.775/22.4=1211270.882 kg/h
1105289.046+13622291.31+4726046.886=843286.4798+471668.8814TL1
T L1=39.456℃ 与理论值比较后，取T L1=39.5℃

5.最终的衡算结果汇总
出塔气相及其组成（35℃）
V2=18584.455Nm3/h
CO2
CO
H2
N2

92.926
632.283
12178.534
5670.712
Nm3/h
0.50
3.46
65.53
30.51
%
QV2=843286.4798kJ/h

入塔液相及其组成（30℃）
L2=1002.944m3/h
CO2
CO
H2
N2

149
-
-
-
Nm3/h
-
-
-
-
%
QL2=13622291.31kJ/h

入塔气相及其组成（30℃）
V1=26333.2 Nm3/h
CO2
CO
H2
N2
26333.2
7273.296
658.33
12429.270
5872.304
Nm3/h
28.0
2.5
47.2
22.3
%
QV1=1105289.046kJ/h

出塔液相带出气量及其组成（40℃）
L1=1187485.696kg/h
CO2
CO
H2
N2
6946
6526.46
14.59
224.36
180.60
Nm3/h
93.96
0.21
3.24
2.60
%

脱
碳
塔
溶解气量及其组成（40℃）
L1=1211270.882kg/h
CO2
CO
H2
N2
7458.157
7224.206
11.032
156.460
156.460
Nm3/h
95.71
0.15
2.07
2.07
%
Qs=4726046.886kJ/h

五、设备的工艺与结构尺寸的设计计算
计算公式：
塔底气液负荷大，依塔底气液负荷条件求取塔径。
采用Eckert通用关联图法求取泛点气速，并确定操作气速。
入塔混合气体的质量流量：
V’=(26333.2÷22.4)×20.208=23756.308 kg/h
注：20.208为入塔混合气体的平均分子量，11.042为出塔混合气体的平均分子量

Mm2 = 440.005+280.0346+20.6553+280.3051= 11.042kg/kmol
塔底吸收液的质量流量：L’=1211270.882kg/h
入塔混合气的密度（未考虑压缩因子）：

吸收液的密度（40℃）
吸收液的粘度，依下式计算得到：

mPa·s（平均温度35℃时的值）
选mm塑料鲍尔环（米字筋），其湿填料因子，空隙率，比表面积，Bain-Hougen关联式常数。
选用Bain-Hougen关联式求解

根据设计u=0.1m/s
1．求取塔径
Vs=26333.2×(0.1013/1.6)×(303.15/273.15)=1850.331m3/h=0.514m3/s
D=(4×0.514/（3.14×0.1))0.5=2.569m
本次设计取D=2600mm
2.核算操作气速
u=4Vs/(3.14×D2)=4×0.514/(3.14×2.62)=0.0969m/s
则操作气体速度取u=0.10m/s合适
3. 核算径比
D/d=26400/50=52>10~15（满足鲍尔环的径比要求）
4.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=（满足要求）

六、填料层高度的计算
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性气体并视作为恒定不变，那么，惰性气体的摩尔流率
G’=26333.2(1-0.28)/(22.4×3600×∩)=0.0480kmol/(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’=1002.944×1193/(102.09×3600×5.307)=0.6135kmol/(m2·s)
，
吸收塔物料衡算的操作线方程为：

将上述已知数据代入操作线方程，整理得：

采用数值积分法求解，详细结果见表6-1。
步骤如下：
①将气相浓度在其操作范围内10等份，利用操作线方程求取各分点y所对应的x，将计算结果列于表中的第1、2行。
②计算各分点截面处的气液相流率
G= L=
将计算结果列入表中的3、4列。
③计算压力和温度T，压力按浓度分布，温度按计算，将计算结果列于表中第5、6行。
④计算式中的各项参数，按下式计算：
=
取，不变（前已算出塔顶、塔底变化很小）。

将计算结果列于表中7～10行。
⑤计算值，按下式计算：
m/h

将计算结果列于表中11～14行。
⑥计算

将计算结果列于表中15～16行。
⑦计算

将计算结果列于表中17、18行。
⑧计算

将计算结果列于表中19行。
⑨计算
将计算结果列于表中的20～24行。
⑩求取积分项

Z=1.5H=27.48m。实际取Z=28m，分4段，每段7m。
表格 6-1 数值积分结果汇总
项目
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
y
0.005
0.0325
0.06
0.0875
0.115
0.1425
0.17
0.1975
0.225
0.2525
0.28
x
0.00021317
0.002442003
0.004790445
0.007268391
0.009886854
0.012658138
0.015596023
0.018715996
0.02203553
0.025574402
0.029355095
G
0.048241206
0.049612403
0.05106383
0.05260274
0.054237288
0.055976676
0.057831325
0.059813084
0.061935484
0.064214047
0.066666667
L
0.613630808
0.615001836
0.616453085
0.617991806
0.619626153
0.621365328
0.623219749
0.625201265
0.627323404
0.629601687
0.632054006

16.02
16.05
16.08
16.11
16.14
16.17
16.2
16.23
16.26
16.29
16.32
T
303.15
304.15
305.15
306.15
307.15
308.15
309.15
310.15
311.15
312.15
313.15
气相平均分子量
11.12
12.03
12.94
13.85
14.76
15.67
16.58
17.49
18.39
19.3
20.21

12.13
13.14
14.13
15.13
16.12
17.12
18.11
19.09
20.08
21.06
22.04

1.55
1.5
1.45
1.4
1.35
1.3
1.25
1.2
1.15
1.1
1.05

0.601330671
0.637106841
0.673854309
0.712817316
0.753657591
0.797327162
0.843569303
0.892799527
0.94630424
1.003647418
1.065982639

2.595700506
2.547241815
2.500307498
2.454834482
2.410762877
2.36803579
2.326599142
2.286401515
2.247393992
2.209530016
2.172765259

1192.34
1191.308
1190.276
1189.244
1188.212
1187.18
1186.148
1185.116
1184.084
1183.052
1182.02

3.53003E-06
3.60905E-06
3.68888E-06
3.76953E-06
3.85098E-06
3.93323E-06
4.01627E-06
4.1001E-06
4.18471E-06
4.2701E-06
4.35627E-06

0.973665641
0.997919239
1.022539582
1.047535802
1.072918371
1.098699325
1.124892511
1.151513901
1.178581959
1.206118097
1.234147222
H
0.132409389
0.129908288
0.127495824
0.125167367
0.122918605
0.120745514
0.118644338
0.116611566
0.114643911
0.112738293
0.110891824

0.801769932
0.829195264
0.856779758
0.88478615
0.913130731
0.941969966
0.971232615
1.000965553
1.031325085
1.062208462
1.093728249

520953.12
519475.68
517998.24
516520.8
515043.36
513565.92
512088.48
510611.04
509133.6
507656.16
506178.72

0.768013696
0.772281627
0.776598752
0.780969414
0.785398444
0.789891239
0.794453849
0.799093091
0.80381668
0.808633392
0.813553255

274.4846466
265.176451
256.4166298
248.0849174
240.1754891
232.6200926
225.4152693
218.529181
211.9115558
205.5709703
199.4725338
1-x
0.99978683
0.997557997
0.995209555
0.992731609
0.990113146
0.987341862
0.984403977
0.981284004
0.97796447
0.974425598
0.970644905

0.0801
0.521625
0.9648
1.409625
1.8561
2.304225
2.754
3.205425
3.6585
4.113225
4.5696

6.91027E-05
0.000442661
0.000805473
0.001157892
0.001500257
0.001832895
0.002156122
0.00247024
0.002775541
0.003072307
0.003360809
-x
0.0066971
0.041824102
0.075756866
0.108520793
0.140138837
0.170631395
0.20001617
0.228307992
0.255518593
0.28165633
0.306725833
积分项
6677.669487
1111.748802
637.745351
462.4529363
371.8670651
317.1051491
280.8338179
255.4021638
236.9306588
223.1854573
212.8581807
七、填料层的压降
用Eckert通用关联图计算压降
横坐标：（前已算出）
纵坐标：0.00133
查图得：30mmH2O/m

八、附属设备及主要附件的选型
1.塔壁厚
操作压力为1.6Mpa
壁厚：
圆整后取22mm
选用 22R钢板
2．液体分布器
液体分布器是保持任一横截面上保证气液均匀分布。本次使用分布较好的槽盘式分布器。它具有集液、分液和分气三个功能，结构紧凑，操作弹性高，应用广泛。
3．除沫器
除沫器用于分离塔顶端中所夹带的液滴，以降低有价值的产品损失，改善塔后动力设备的操作。此次设计采用网丝除沫器。
U=
除沫器直径
4．液体再分布器
液体向下流动时，有偏向塔壁流动现象，造成塔中心的填料不被润湿，故使用液体再分布器，对鲍尔环而言，不超过6m。故在填料3m处装一个再分布器。
本次使用截锥式再分布器。
5．填料支撑板
填料织成板是用来支撑填料的重量，本次设计使用最为常用的栅板。本次塔径为2600〉1400mm，使用四块栅板叠加，直径为850mm
6．塔的顶部空间高度
塔的顶部空间高度指顶第一层塔盘到塔顶封头的切线距离。为减少雾沫夹带的液体量，一般取1.2~1.5m，本次设计取1.2m

九、设计概要表

入塔混合气体的质量流量V’
23756.308kg/h
塔底吸收液的质量流量L’
1085385kg/h
入塔混合气的密度p
12.83Kg/m3
吸收液的粘度
2.368mPa·s
填料因子
120m-1
空隙率
0.9
比表面积
106.4m2/m3
Bain-Hougen关联式常数A
0.0942
Bain-Hougen关联式常数K
1.75
uf
0.120m/s
u
0.1m/s
塔径
2600mm
喷淋密度L
117.903m3/m2h
塔截面积A
5.307m2
溶剂的摩尔流率L
0.6068kmol/(m2·s)
惰气的摩尔流率G
0.0438kmol/(m2·s)
CO2在PC中扩散系数
1.17×10-5㎝2/s
气液两相的粘度
0.015mPa·s
吸收液与填料的表面张力
39.1 mPa·s
聚乙烯塑料的表面张力
33.0 mPa·s
设计高度H
28m
填料层的压降
30mmH2O/m
塔体壁厚
22mm
除沫器气速
1.02m/s
除沫器直径
0.58m
填料支撑板
850mm
顶部空间高度
1.2m

十、设计评价及总结
经过2周的时间，终于完成了这次的课程设计。在本学期，通过学习了《化工原理》这一门重要的专业基础课，了解到化工单元操作的基本原理、典型设备的结构原理、操作性能和设计计算。化工单元操作是组成各种化工生产过程、完成一定加工目的的基本过程，其特点是化工生产过程中以物理为主的操作过程，包括流体流动过程、传热过程和传质过程。这次我的课程设计题目是PC吸收过程填料吸收塔的设计，这是关于吸收中填料塔的设计。填料塔是以塔内装有大量的填料为相接触构件的气液传质设备。填料塔的结构较简单， 压降低，填料易用耐腐蚀材料制造等优点。
本设计中，开始的时候我采用 Eckert 通用关联图计算泛点气速，在填料的选择中，我几乎是用排除法来选择的，就是一种一种规格的算，后来认为使用钢制鲍尔环（规格为 50m×m×50mm0.9mm）计算得的结果比比较好。在同类填料中，尺寸越小的，分离效率越高，但它的阻力将增加，通量减小，填料费用也增加很多。解决了上面的问题之后就是通过查找手册之类的书籍来确定辅助设备的选型，我们选择孔管型支承装置作为填料支撑，选压紧栅板作为填料压紧装置。本设计我们所设计的填料塔持液量小，填料塔结构较为简单，造价适合。不过，它的操作范围小，填料润湿效果差，当液体负荷过重时，易产生液泛，不宜处理易聚合或含有固体 悬浮物的物料等。
通过这次的课程设计，让我从中体会到很多。课程设计是我们在校大学生必须经过的一个过程，通过课程设计的锻炼，可以为我们即将来的毕业设计打下坚实的基础。

参考文献：
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[2] 傅家新,刘烈琼.PC吸收CO2传质系数简化计算之我见[J].小氮肥设计技术,2005,(05) .
[3] 段全军,周桂亭,樊守传.填料塔的填料层高度和塔径计算实例[J].氯碱工业,2005,(04) .
[4] 梁锋. 碳酸丙烯酯脱碳脱硫技术的改进[J]. 氮肥技术, 2007, (01) .
[5] 白鹏,刘建新,王世昌. 规整填料塔的设计计算模型[J]. 化工机械, 2001, (04) .
[6] 柴诚敬, 王军, 张缨．化工原理课程设计[M]. 天津科学技术出版社 2006.
[7] 马晓迅, 夏素兰．化工原理[M]曾庆荣主编化学工业出版社 2010.