化工原理课件教学课件作者十一五杨祖荣5.5吸收塔的计算课件.ppt

讨论： m、Y1、X2、S一定时： 注意：图的适用范围为 20及S0.75。 的意义：反映了A吸收率的高低。 参数S的意义：反映了吸收过程推动力的大小， 其值为平衡线斜率与吸收操作线斜率的比值。 S范围在0.7～0.8 ——吸收因数 3）数值积分法 平衡线曲线时 图解积分法步骤如下： 操作线上任取一点（X, Y），其推动力为(Y - Y*)。 系列Y～ 作图得曲线。 积分计算Y2至Y1范围内的阴影面积。 5.5.4. 吸收塔塔径的计算 D——吸收塔塔径，m; Q ——实际体积流量，m3/s; u ——空塔气速， m3/s。 5.5.5. 吸收塔的设计型与操作型计算 命题：物系、操作条件一定，计算达到指定 分离要求所需塔高。 分离要求 ：残余浓度Y2或溶质的回收率? 1．设计型 （1）流向的选择 逆流特点：1) 逆流推动力大，传质速率快； 2）吸收液的浓度高； 3）溶质的吸收率高. 4）液体受到上升气体的曳力，限制了液体流量和 气体流量。 （2）吸收剂进口浓度的选择及其最高允许浓度 （3）吸收剂流量的确定 例 在填料吸收塔内，用清水逆流吸收混合气体中的SO2，气体流量为5000标准m3/h，其中含SO2的摩尔比为0.1，要求SO2的吸收率为95％，水的用量是最小用量的1.5倍。在操作条件下，系统平衡关系为Y*＝2.7X，试求： （1）水用量； （2）吸收液出塔浓度； （3）当气相总体积传质系数为0.2kmol/（m3·s）, 塔截面积为0.5㎡时，所需填料层高度。 解：（1） 实际用水量L=1.5Lmin=1.5×515.3=773kmol/h （2）吸收液出塔浓度通过全塔物料衡算求得 X1 = X2+V（Y1－Y2）/L=0+ （3）平均推动力法： =6.38×0.558=3.56m 脱吸因数法 =6.37×0.558=3.56m 2．吸收塔的操作型计算 命题：塔高一定时，吸收操作条件与吸收效果间的 　　　分析和计算; 吸收塔的核算。 （１）定性分析 例 在一填料塔中用清水吸收氨－空气中的低浓氨气，若清水量适量加大，其余操作条件不变，则Y2、X1如何变化？（已知体积传质系数随气量变化关系为 ） 定性分析步骤： 1）根据条件确定HOG、S； 2）利用 ，确定 的变化; 3）采用吸收因数法确定Y2的变化; 4）利用全塔物料衡算分析X1变化。 水吸收混合气中的氨为气膜控制过程 因气体流量V不变 近似不变，HOG不变 、 NOG不变 返回 北京化工大学化工原理电子课件 5.5.吸收塔的计算 5.5.1. 物料衡算与操作线方程 5.5.2. 吸收剂用量与最小液气比 5.5.3. 填料层高度的计算 5.5.5. 吸收塔的设计型与操作型计算 5.5.6. 解吸及其计算 5.5.4. 吸收塔塔径的计算 传质设备： 板式塔 填料塔 操作型：核算； 操作条件与吸收结果的关系。 计算依据：物料衡算 相平衡 吸收速率方程 吸收塔的计算内容： 设计型：流向、流程、吸收剂用量、 吸收剂浓度、塔高、塔径 5.5.1. 物料衡算与操作线方程 1．物料衡算 定态，假设S不挥发，B不溶于S 全塔范围内，对A作物料衡算 ： VY1+LX2=VY2+LX1 V（Y1－Y2）=L（X1－X2） V,Y2 V,Y1 L,X2 L,X1 X1=X2＋V（Y1－Y2）/L 2．操作线方程式及操作线 （1）逆流吸收 V，Y2 V，Y1 L，X2 L，X1 V，Y L，X VY+LX2=VY2+LX Y2=Y1（1－?） ?——A被吸收的百分率，称为回收率或吸收率。 同理： 逆流吸收操作线具有如下特点： X Y1 Y2 X1 X2 A B Y 3）操作线仅与液气比、浓端及稀端组成有关，与系 统的平衡关系、塔型及操作条件T、p无关。 2）操作线通过塔顶（稀端） A （X2，Y2）及塔底 （浓端） B （X1， Y1）; 1）定态，L、V、Y1、X2恒定，操作线在X～Y 坐标上为一直线，斜率为