化工原理课程设计

0.15 0.10 0.023 0.016 0.42 0.28 0.0213 0.0254 0.011 0.006 1.08 0.63 平均溶解度系数H?0.01698

CA-------------30度时二氧化硫在水中的平衡浓度，单位为kmol/m3

x----------------------30度时二氧化硫在水中溶解平衡时的摩尔分数

H---------------30度时二氧化硫在水中达到平衡时的溶解度系数，单位为kmol/kpa*m3

y----------------30度时气相中二氧化硫的摩尔分数

*--------------30度时气相中二氧化硫的平衡分压，单位为 kpa PA

由以上的y和x，以x的值为横坐标，y的值为纵坐标作平衡曲线，如图1.1：

0.70.60.50.4系列10.3y0.20.1005x/10001015

3.2物料衡算

进口气体的体积流量G'=1000m3/h

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二氧化硫的摩尔分数为y1=0.09

进塔气相摩尔比为 Y1=y1/1-y1=0.09/(1-0.09)=0.0989 效率 ??1?Y2/Y1?94.9%

出塔气相摩尔比 Y2= Y1?1???=0.00504 进塔惰性气相流量

G=(G'/22.4)?(1-y1)?273/303=(1000/22.4)?(1-0.09)?273/303=36.603kmol/h 空气的体积流量 VG=G'?(1-y1)=1000?0.91=910m3/h 出口液体中溶质与溶剂的摩尔比 X2=0

*由图1.1平衡曲线可以读出y1=0.09所对应的溶质在液相中的摩尔分数x1

=0.00252

*x10.00252对应的液相中溶质与溶剂的摩尔比为X???0.00253 *1?x11?0.00252*1LY?Y2?37.099最小液气比 ()min?1【1】 *GX1?X2取液气比

LL?1.5()min?55.649【1】 GGLX?Y2 【1】 代入数据得：Y?55.649X?0.00504 G故 L=G?55.649=2036.920kmol/h 操作线方程：Y?

3.3塔径计算

该流程的操作压力及温度适中，避免二氧化硫腐蚀，故此选用??25mm型的塑料鲍尔环填料。

其主要性能参数为：

比表面积 at?20m92/m3【4】 空隙率 ??0.90m3/m3【4】 形状修正系数 ?=1.45【4】

填料因子平均值 A=0.0942 【4】 K=1.75【4】

?p=232 m【4】

?1 7

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3.3.1 塔径的计算

吸收液的密度近似看成30度水的密度：?L??水?995.7Kg/m3

30度时空气的密度?空气?1.165Kg/m3 【1】 ?二氧化硫?2.927Kg/m3【1】

__??PV?MRT?1.293Kg/m3 M水?18Kg/kmo l采用Eckert关联式计算泛点气速： 气相质量流量为：

WV?G??空气?（G,?G）??二氧化硫?273/303

?910?1.165?90?2.927?273/303?1297.5Kg/h 液相质量流量为：

WL?L?M水?2036.92?18?36664.56Kg/h

选用??25mm型的塑料鲍尔环 A=0.0942 【4】 at?209m2/m3 ??0.90m3/m3

2l[uFat?Vg(0.2??A?K(WL)1/4(?Vg3)()?L]?)1/8【4】 LWV?L代入数值得：uF?0.77m/s 取空塔气速：u,?0.6uF?0.462m/s 塔径D?G,??0.875m【1】

4u,圆整塔径，取 D=0.9m

则算得u?G'0.785D2?1000/36000.785?0.92?0.437m/s 3.3.2泛点率校核：

u?G'1000/0.785D2?36000.785?0.92?0.437m/s 8

K=1.75【4】