Aspen吸收塔的设计.doc
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1、Aspen吸收塔的设计SO2吸收塔的设计计算矿石焙烧炉送出的气体冷却到25后送入填料塔中,用20清水洗涤以除去其中的SO2。入塔的炉气流量为2400,其中SO2摩尔分率为0.05,要求SO2的吸收率为95%。吸收塔为常压操作。试设计该填料吸收塔。解 (1)设计方案的确定用水吸收SO2属于中等溶解度的吸收过程,为提高传质效率,选用逆流吸收过程。因用水作为吸收剂,且SO2不作为产品,故采用纯溶剂。(2)填料的选择对于水吸收SO2的过程,操作过程及操作压力较低,工业上通常选用塑料散装填料。在塑料散装填料中,塑料阶梯环填料的综合性能较好,故此选用聚丙烯阶梯环填料。(3)工艺参数的计算步骤1:全局性参数
2、设置。计算类型为“Flowsheet”,选择计量单位制,设置输出格式。单击“Next”,进入组分输入窗口,假设炉气由空气(AIR)和SO2组成。在“Component ID”中依次输入H2O,AIR,SO2。步骤2:选择物性方法。选择NRTL方程。步骤3:画流程图。选用“RadFrac”严格计算模块里面的“ABSBR1”模型,连接好物料线。结果如图3-1所示。图3-1 水吸收SO2流程图步骤4:设置流股信息。按题目要求输入进料物料信息。初始用水量设定为400kmol/h。步骤5:吸收塔参数的输入。在“Blocks|B1|Setup”栏目,输入吸收塔参数。吸收塔初始模块参数如表3-1所示。其中塔
3、底气相GASIN由第14块板上方进料,相当于第10块板下方。Calculation typeEquilibriumNumber of stages13CondenserNoneReboilerNoneValid phasesVapor-LiquidConvergenceStandardFeed stageWATER1GASIN14Pressure(kPa)Stage 1101.325表3-1 吸收塔初始参数至此,在不考虑分离要求的情况下,本流程模拟信息初步设定完毕,运行计算,结果如图3-2所示。此时SO2 吸收率为。图3-2 初步计算结果步骤6:分离要求的设定,塔板数固定时,吸收剂用量的求解。
4、运用 “Design Specifications”功能进行计算,在“Blocks|B1|Design Spec”下,建立分离要求“1”。在“Blocks|B1|Design Spec|1| Specifications”页面,定义分离目标。按题目要求进行设定。结果如图3-3所示。在“Blocks|B1|Design Spec|1|Components”页面,选定 “SO2”为目标组分;在“Feed/Product Streams”页面,选择“LOUT”为参考物流。 图3-3 Design Spec-1的定义 图3-4 Vary-1的定义在“Blocks|B1|Vary”下,定义变量“1”。在
5、“Blocks|B1|Vary|1|Specifications”页面,设定进料流量“Feed rate”为变量,上下限分别为5、1000。结果如图3-4所示。至此,分离要求已设置完毕,运行计算,结果如图3-5所示。当塔板数为13时,要达到95%的吸收率,需用水386.44kmol/h。图3-5 吸收剂用量计算结果步骤6:吸收塔的优化,吸收剂用量对塔板数灵敏度分析。使用“Sensitivity”功能进行分析。在“Modle Analysis Tools|Sensitivity”目录,创建一个灵敏度分析文件“S-1”。在“S-1|Input|Define”页面,定义因变量“FLOW”,用于记录进
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