（精）第5章吸收5.ppt

* 学习目的 与要求 * 通过本章学习，应掌握吸收的基本概念和吸收过 程的平衡关系与速率关系；掌握低浓度气体吸收的计 算方法；了解传质与分离过程的基本概念及吸收系数 的获取途径、解吸过程的概念。 本章小结 一、概念 分子扩散、对流传质、扩散通量、双模理论要点、对流传质机理、影响对流传质的因素 等摩尔逆向扩散与单向扩散的特点 吸收推动力、吸收阻力（总的、气相侧、液相侧）、影响吸收阻力的因素 传质单元高度、传质单元数、影响传质单元高度的因素 亨利定律的三种形式及应用 二、相平衡关系 * * 三、物料衡算与操作线方程 四、液气比 平衡关系符号亨利定律时： 实际吸收剂用量 本章小结 Y2 X2 五、填料层高度 平衡关系为直线时 1、 * 2、 六、塔径的确定 * [习题1]在连续逆流操作的填料吸收塔中，用清水吸收原料气中的甲醇蒸汽,已知处理的混合气量为1000m3(标准)/h,原料气中含甲醇100g/m3(标准)，要求甲醇回收率达98%，吸收后水中甲醇含量等于最大可能浓度的67%，操作条件为常压，25℃。在此条件下汽液平衡关系为Y*=1.15X，气相总体积吸收系数KYa=120kmol/(m3?h)，气体的空塔速度为0.5m/s，试求：①水的用量；②塔径；③填料层高度。 习题课 解①水的用量： * ∴ ②塔径： ∴ 圆整塔径，取 习题课 * ③填料层高度： ∵ ∴ 习题课 * Y=1.18X kYa ?V0.8 气体流量增加20% [习题2]某吸收塔在101.3kPa、293K下用清水逆流吸收丙酮?空气混合气体(可视为低浓气体)中的丙酮。当操作液气比为2.1时,丙酮回收率可达95%。已知物系平衡关系为Y*=1.18X,吸收过程大致为气膜控制,气相传质系数kYa?V0.8。今气体流量增加20%,而液体流量及气液进口浓度不变,试求: (1)回收率变为多少？ (2)单位时间内被吸收的丙酮量增加多少倍？ 习题课 * 原工况下： 解： (1)回收率变为多少？ 新工况下： 因为是气膜控制，故有 * (2)单位时间内被吸收的丙酮增加量 ∴ 习题课 [习题3]某厂有一填料吸收塔，直径为880mm ，填料层高6m ，所用填料为56mm的拉西环。在25 ℃及1atm时，每小时处理2000m3含5%丙酮(体积% ,下同) 的空气-丙酮混合气。处理时用水作溶剂。塔顶送出的尾气中含丙酮 0.263%，塔底送出的溶液中每千克含丙酮61.2克。已知在此操作条件下的平衡关系为Y=2X ，试计算气相总体积传质系数KY a。 * * 解：∵ ∴ 则 * ∴ 则 而 ∴ * [习题4]在逆流操作的填料吸收塔内，用纯溶剂吸收某气体混合物中的溶质，气体混合物中溶质的浓度很低。若在操作条件下，平衡线和操作线均为直线，两直线斜率之比为0.8，塔高为18米，气相总传质单元高度为1.5米，试求此吸收塔的回收率。 习题课 解：已知 z=18 m * 因为平衡线为直线， 即 ∴ 而 ∴ 习题课 解：用水吸收混合气中的氨为气膜控制过程，故 , 因气体流量不变，所以 近似不变。由于 ，所以HOG 不变。 因塔高不变,故根据 可知NOG不变。 * [习题5]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 将如何变化？（已知体积传质系数随气体量变化关系为 ） 当清水量L加大时，因 ，故A增大，由教材P233图7-18可以看出 会减小，故Y2 将下降。 * 根据物料衡算： 清水量加大时，可近似推出X1将下降。 [习题6]在一填料塔内用纯溶剂吸收气体混合物中的某溶质组分，进塔气体溶质浓度为0.01（摩尔比，下同），混合气质量流量为1400kg/h，平均摩尔质量为29，操作液气比为1.5，在操作条件下气液平衡关系为Y*=1.5X，当两相逆流操作时，工艺要求气体吸收率为95％，现有一填料层高度为7m、塔径为0.8m的填料塔，气相总体积传质系数为0.088kmol/(m3·s)，问： （1） 操作液气比是最小液气比的多少倍？ （2）出塔液体的浓度； （3） 该塔是否合适？ * 解：（1）操作液气比与最小液气比 （2）出塔液体的浓度 * （3） * 19×0.30=5.7m z需要=5.7mz实际＝7m，故该塔合适 * 作业：P244: