废氯吸收塔的计算

废氯吸收塔的计算

1、吸收塔计算

1.1 计算塔径

设事故状态下氯气最长累计连续排放时间为10分钟，氯气排放速率为每小时2.0吨，瞬时质量流量wV=2000Kg/h。

22.4=631NM3/h?标准状态**积Vm=(2000/71)

取30℃下进入吸收塔此温度（273+30）/273=700M3/h?**积流量V=631

V=2000/700=2.86 Kg/M3ρ则入塔时Cl2的密度

L=1190ρ设用20%的NaOH溶液吸收量150M3/h，密度150=178500 Kg/h。?Kg/M3(二院数据)，则NaOH溶液吸收喷淋量wL=1190

因为此吸收为化学吸收，主要反应：

Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O

其反应为不可逆气膜控制的吸收反应，Cl2进入NaOH溶液后立即反应而消耗掉，界面Cl2分压极低，可以设塔内绝对压强为101.3kPa.

(2.86/1190)0.5=4.36?L)0.5=(178500/2000)ρV/ρ(?(wL/wV)

由埃克特通用关联式乱堆填料泛点线查得：横坐标为4.36时，纵坐标为0.0035

L)=0.0035ρl0.2）/(gμVρψφ即（uF2

=1000/1190=0.84ψ=103m2/m3，吸收液密度校正系数σ=82m-1 比表面积φ50塑料鲍尔环填料（乱堆方式）填料因子φ建议选用

l=2.5mpa.sμ20%的NaOH溶液粘度

则泛点气速

l0.2)μVρψφL）/(ρuF2=（0.0035g

2.50.2)=0.173?2.86?0.84?1190)/(82?9.81?=(0.0035

解的泛点气速uF=0.42m/s

0.42=0.167?因碱液与氯气反应易起泡沫，泛点率应小于45%后更低，取空塔气速为泛点气速的40%计算：u=0.4uF=0.4 m/s

3600)=1.48?0.176?700/(3.14?u = 4πD2=4Vs/

D=1.22 m

因D大于1米，调整塔径1.4米

π计算空塔气速u=4Vs/ 3600)?1.42?700/(3.14?D2=4

=0.126 m/s

安全系数u/uF=0.126/0.44=28%

塔径与填料尺寸之比：1400/50=28 （大于8）

计算最小喷淋密度Umin,因填料尺寸小于75mm, (Lw)min=0.08m3/(m.h)

103=8.24 m3/(m2.h)?=0.08σ?Umin=(Lw)min

操作条件下的喷淋密度

1.42)=97.5 m3/(m

2.h) 远远大于最小喷淋密度8.24m3/(m2.h)?150/(

3.14?U=4

因此吸收塔可取直径1.4米。

1.2 吸收塔有效高度（填料高度）的计算

因为用碱液吸收氯气为快速的化学吸收，全塔处于气膜控制（即KG=kG）.设计计算方法和物理吸收相近。并且可认为界面Cl2分压y*=0 ，为不可逆气膜控制的吸收。

ln(y1/y2)?p) σ则吸收塔填料高度L=(G/ kG

式中G为吸收塔中气体的空塔摩尔流率，kmol/(m2.s)

kG为传质系数，kmol/(m2.MPa.s)

为传质比表面积，m2/m3

y1，y2分别为进、出吸收塔气体中Cl2的摩尔分率

（计算过程中吸收传质系数kG在现有资料无法查找,无法计算填料高度）填料高度参照光化碱吸收系统的经验值可选4米。

塔高根据填料高度、塔内再分布器等需重新核算。