04- 气体 吸收.ppt

吸收操作的类型： 4.1 汽液平衡 4.1.1物理吸收的相平衡 气液两相达到平衡 4.1.2伴有化学反应的吸收相平衡 溶质的溶解度既服从汽液平衡关系，又服从化学平衡关系。 亨利定律只反应气相中P2与液相中未反应的溶质浓度的关系。 化学反应的溶解度大于物理过程的溶解度 设溶质A与溶剂中的B发生反应 4.2吸收和解吸过程 4.2.1吸收和解吸过程流程 4.2.1.2伴有吸收剂再生循环的吸收—解吸流程 用蒸汽或惰气的蒸出塔的吸收流程 用再沸器的蒸出塔的吸收流程 用蒸馏塔的吸收流程 4.2.2 多组分吸收和蒸出过程分析4.2.2.1吸收和蒸出过程的设计变量数和关键组分 吸收塔 Nx： 吸收剂 C‵+ 2 原料气 C+2 压力等级数 N 和 C+C‵+4+N Na： 串级单元数 1 蒸出塔 Nx： 蒸出剂 C‵+ 2 吸收液 C+2 压力等级数 N 和 C+C‵+4+N Na： 串级单元数 1 4.2.2.2 单向传质过程 精馏过程：双相传质过程 吸收过程：单相传质过程 ——不能视为恒摩尔流（图4-7 a ） 流量 L和V从上向下↑； 蒸出过程：单向传质过程 L和V上到下↓ ，恒摩尔流假定不成立。 4.2.2.3 吸收塔内组分分布 分布曲线（图4-7 c、d）： 从物系挥发度看 C1、C2最大，进塔几乎不被吸收，塔顶稍有变化。 C5、C4最小，进塔立即吸收，上部几乎不变。 C3适中 ，上段吸收快，在塔某板出现最大值。 一般情况： 1.不同组分在不同段吸收程度不同 2.难溶组分（LNK），一般只在靠近塔顶几级被吸收，其他级吸收较小；易溶组分（HNK），一般只在靠近塔釜几级被吸收。 3.关键组分在全塔范围内被吸收。 4.2.2.4 吸收和解吸过程的热效应 每板温度Tn 由于溶解热大，Tn与溶解吸收量有关，难预测，不能用泡、露点方法计算Tn，要用热量衡算求Tn。 吸收释放Q在液体和气体的分配与LMCP，L和GMCP,V有很大关系。 （1）若LMCP，LGMCP,V，Q传给L，塔顶尾气温度与进塔吸收剂温度相近，Q用于提高L的温度；在塔底，高温吸收液加热进塔气体，使部分Q返回塔内，气体T分布出现极大值。 （2）若LMCP，L≈GMCP,V，且有明显的热效应，则出塔尾气和吸收液的温度分别大于其进口温度。 （3）若LMCP，LGMCP,V，则Q大部分被气体带走，吸收液出口温度接近于原料气进料温度。 此外： 1.若吸收剂挥发性明显，在塔釜几块板上部分汽化，使该汽化的吸收剂与进料气中吸收剂的含量趋于平衡。 于是有一个相反作用：吸收放出热量→加热液体→吸收剂汽化→冷却液体——塔中部出现温度极大值 2. 溶解热的影响 溶解热大，温度变化大，对吸收率影响大 a、温度升高，相平衡常数大，吸收推动力小。 b、由于吸收过程要放热，使汽液温差大，除发生传热过程外，还有传质过程发生。——复杂性大 吸收和精馏的对比 ： 4.3. 多组分吸收和蒸出的简捷计算法 4.3.1吸收过程工艺计算的基本概念 4.3.1.1 吸收、解吸作用发生的条件 4.3.1.3吸收过程的平衡级 4.3.1.4吸收过程的计算内容 吸收因子和蒸发因子 4.3.2 吸收因子法4.3.2.1哈顿-富兰格林方程的推导 （1）基本方程 ①物料平衡 (2)推导过程（略） 哈顿-富兰克林方程 讨论： ⑴式的左端 试差步骤： 4.3.2.2 平均吸收因子法 ⑴克雷姆塞尔方程的导出 假设： ①全塔温度变化不大（T取平均值），Ki可视为常数； ②V、L沿塔变化不大，取全塔平均值； ③溶液是理想溶液或接近理想溶液（稀溶液） 由式（4-26）作图?-A-N关系（图4-12） 吸收因子（解吸因子）图 ⑵克雷姆塞尔方程讨论 ①应用此法计算时，注意推导公式中引进的三点假设，当与假设距离太大时，误差大。最好用逐级计算法进行设计计算； ③求解思路 （3）吸收因子法在计算中的应用 ①已知条件 ③?步骤及概念 即最小液气比时， 3）理论板数N的确定 7）吸收剂L0的确定 6）平均液气比 ④计算中注意几点 1）全塔平均吸收因子A平均的求取： 2）若吸收液中不含溶质 3）该方法适用于贫气吸收，即L/V变化不太大，吸收量少的情况 例4-1 某厂裂解气分离车间采用中压油吸收分离工艺，脱甲烷塔进料100kmol/h，进料组成如下： 该塔操作压力3.6兆帕（绝），吸收剂入塔温度-36℃，原料气入塔温度-10℃，乙烯回收率98%。试求： （1）完成分离要求所需的操