填料塔的计算
设计方案的确定
(一) 操作条件的确定
1．1吸收剂的选择
1．2装置流程的确定
1．3填料的类型与选择
1．4操作温度与压力的确定
45℃ 常压
（二）填料吸收塔的工艺尺寸的计算
2．1基础物性数据
①液相物性数据
对于低浓度吸收过程，溶液的物性数据可近似取质量分数为30%MEA的物性数据
7.熔
根据上式计算如下：
混合密度是：
混合粘度 Pa·s
暂取CO2在水中的扩散系数
表面张力б=
②气相物性数据
混合气体的平均摩尔质量为
Mvm=
yiMi=*44+*64+*14+*96+*18
=
混合气体的平均密度ρvm= *
混合气体粘度近似取空气粘度，手册28℃空气粘度为
μV=×10-5Pa·s=
查手册得CO2在空气中的扩散系数为
DV=×10-5m2/s=
由文献时CO2在MEA中的亨利常数：
在水中亨利系数E=
相平衡常数为m=
溶解度系数为H=
物料衡算
进塔气相摩尔比为Y1 =
出塔气相摩尔比为Y2= ×=
进塔惰性气相流量为V=
该吸收过程为低浓度吸收，平衡关系为直线，最小液气比按下式计算，即
对于纯溶剂吸收过程，进塔液组成为X2=0
=（）/（
取操作液气比（？）为L/V=
L=×=
∵V(Y1-Y2)=L(X1-X2)
∴X1=
①塔径计算
采用Eckert通用关联图计算泛点气速
气相质量流量为 WV=
液相质量流量计算
即WL=×（*18+*54）=
Eckert通用关联图横坐标为
查埃克特通用关联图得（查表相差不多）
查表（散装填料泛点填料因子平均值）得
Uf=
取u==×=
由
=
圆整塔径，取D=
泛点率校核 u= =
﹪=％(在允许范围内)
= =%
填料规格校核：=1900/25=76》8
液体喷淋密度校核，取最小润湿速率为
（LW）min=
查塑料阶梯环特性数据表得：
型号为DN25的阶梯环的比表面积 at=228 m2/m3
Umin=(LW)minat=×228=
U=
经校核可知，塔径D=600mm不合理
经反复校核仍得不出合理的D值
经综合考虑，取操作液气比为
15*=
L=×=
=*=
X1=
X1=
此时气相质量流量为WV=1500×=2007kg/h
WV=
此时液相质量流量为WL=×=
即WL=×（*18+*54）=
Eckert通用关联图横坐标为
查埃克特通用关联图得
改选型号为D38的阶梯环
查表（散装填料泛点填料因子平均值）得
取u==×=
由
圆整塔径，取D=
泛点率校核 u=
﹪=％(在允许范围内)%
填料规格校核：
液体喷淋密度校核，取最小润湿速率为
（LW）min=
查塑料阶梯环特性数据表得：
型号为DN38的阶梯环的比表面积
at=
Umin=(LW)minat=×=
U=
U=
经以上校核可知，填料塔直径先用D=800mm合理
若选择丙烯鲍尔环50*50*
其比表面积为93 m2/m3
Umin=(LW)minat=×93=
填料因子为127m-1
Uf=
取u==×=
=
取
U= >Umin
②填料层高度计算
Y=mX1 =×=
Y=mX2=0
脱因系数为 S=
气相总传质单元数
NOG=
=
=
气相总传质单元高度采用修正的恩田关联式计算
查常见材质的临界表面张力值表得
c=33dyn/cm=427680kg/h2
液体质量通量为
EMBED =
吸收系数由下式计算
质量通量为
= ×××
=
吸收系数由下式计算
=
查常见填料的形状系数表得
u/uF=％>50﹪
得
得
HOG=
Z=HOGNOG=×=
得Z′=×=
取填料层高度为Z′=2m
查散装填料分段高度推荐值表
对于阶梯环填料 hmax≤6m
取h/D=8 则h=8×800=6400mm
计算得填料层高度为2000mm，故不需分段
