氫氧化鈉吸收二氧化碳填料塔設計設計目的通過對氣態污染物凈化系統的工藝設計，初步掌握氣態污染物凈化系統設計的基本方法。培養學生利用所學理論知識，綜合分析問題和解決實際問題的能力、繪圖能力、以及正確使用設計手冊和相關資料的能力。設計任務試設計常壓填料塔，采用逆流操作，以氫氧化鈉為吸收劑，吸收混合氣體中的二氧化碳。設計資料混合氣體（空氣、二氧化碳）處理量為G=150kmol/h；氣體的平均分子量為32kg/mol；進塔混合氣體含二氧化碳的體積分數為0.1%，要求降低到0.05%；操作壓力為常壓，1atm，即101.325kpa；進塔吸收液采用加活性組分NaOH，和二氧化碳發生了快速不可逆的反應，化學反應式為：CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O假定氫氧化鈉濃度為CB=0.7kmol/m3;假定吸收操作為等溫吸收，溫度為30攝氏度；氣液平橫關系：H=8kmo/(m3.atm)；kGa=30kmol/(m3.atm)；kLa=2.78*10-5s-1;采用的液體流量L=700kmol/h，液體總分子濃度為CT=56kmol/m3，且假設不變；可認為DA=.DB設計方案的確定吸收工藝流程采用常規逆流操作流程，流程如下：混合氣體進入吸收塔，與吸收劑逆流接觸后混合氣體得到凈化，然后排放；吸收丙酮后的水，取樣計算其組分的量，若符合國家相應的標準，則直接排入地溝，若不符合，待處理之后再排入地溝。五、物料計算進塔混合氣體中各組分的量近似取塔平均操作壓力為101.3Kpa，故：混合氣體量=150*（273/（273+30））=135.15kmol/h混合氣體中二氧化碳=135.15*0.001=0.13515kmol/h混合氣體進出塔組成Y1=0.001/(1-0.001)=0.001Y2=0.0005/(1-0.0005)=0.0005進塔惰性氣體流量V=150*（1-0.001）=149.85kmol/h氣液平衡關系：H=8kmol/(atm.m3)=0.079kmol/kpa.m3對于稀溶液，E和H有近似的關系：，式中：分子為溶液密度，M為溶劑相對分子質量。對于低濃度吸收過程，溶液的物性數據可近似純水的物性數據。相平衡關系：m=E/P該吸收過程為低濃度吸收，平衡關系為直線，最小液氣比：,對于純水吸收過程，X2=0，則，根據生產經驗，取操作液氣比（L/V）=1.5(L/V)min。設計資料所給吸收劑的量為L=700kmol/h，無需計算。塔底吸收液的組成依據：可得：=0+149.85/700*(0.001-0.0005)=0.0001吸收塔操作線方程：=4.67X+0.0005填料的選擇下表為國內金屬鮑爾環特性數據材質外徑高*厚比表面積空隙率個數堆積密度干填料因子填料因子金屬1615*0.82390.9281430002162994003838*0.81290.945130003651531405050*1112．30.9496500395131300選擇外徑為38mm，比表面積為129m2/m3，填料因子=140m-1塔徑的計算采用Eckert通用圖計算泛點氣速選用材料d=38mm由于溫度為30，故：Vm=(273+30)/273*22.4=24.8橫坐標：=