青海大学吸收课件第2章第4节脱吸及其他条件下的吸收.ppt

* 第二章 吸收 第四节 脱吸及其它条件下的吸收 一、脱吸 二、高组成气体吸收 三、非等温吸收 四、多组分吸收 五、化学吸收 * 一、脱吸 使溶解于液相的气体释放出来的操作称为脱吸或解吸。 (1) 脱吸的目的 获得所需较纯的溶质；溶剂再生循环使用。 (2) 脱吸的条件 液相中溶质的平衡分压总是大于气相中溶质气体的分压，溶质才能解吸出来。 (3) 脱吸的推动力 或 (4) 脱吸的方法 1) 气提脱吸（惰性气体或蒸汽） 2) 减压脱吸 3) 加热脱吸 4) 加热-减压脱吸 脱 吸 塔 X2 X1 Y1 Y2 * (5) 脱吸的计算 计算方法与吸收相同，但推动力相反，操作线位于平衡线下方； 操作线方程 最小气液比：当载气量V减少时，解吸操作线斜率增 大，Y2增大，操作线向平衡线靠近，当解吸平衡线为非下凹线时，的极限位置为与平衡线相交于点B’，此时，对应的气液比为最小气液比。 * 2) 填料层高度计算 梯级图解法 对数平均推动力法 吸收因数法 * (1) 气液两相流量沿塔高显著发生变化，因而操作线方程式和吸收速率方程式中的组成采用摩尔分率表示; 高组成气体吸收的特点: 二、高组成气体吸收 当混合气体中溶质含量大于10%以上时，而且被吸收的数量又较多，称为高组成气体的吸收。 (3) 传质系数受气速和漂流因数的影响较大，不能再视为常量。 因而高组成气体吸收的计算相当复杂，必须同时联立物料衡算式、热量衡算式、传质速率方程式和相平衡方程式，通过数值计算方法求解。 (2) 吸收过程伴有显著的热效应，使液体温度升高，为非等温吸收过程，液体的升温使溶质溶解度降低，将直接影响气液平衡关系； * 1． 变化大，且 关系复杂，因此多用x、y表示； 最小液气比： 2．吸收过程是非等温的，沿塔高有温度分布； 3．膜传质系数将与浓度、流动状况、温度有关，不再是常数； 全塔物料衡算： 逆流时操作线方程： * 高浓度气体吸收的计算 填料塔微元段内吸收的溶质量： 同理： 而 填料层高： 求解方法：图解积分 * 三、非等温吸收 气体吸收过程中，因溶解热、反应热的存在，使得液相温度随组成的升高而升高，称为非等温吸收。 热效应使液体温度提高，对吸收不利：气体的溶解度减小；吸收的推动力减小；故需较高的填料层或较多的理论板层数。 非等温吸收采用近似处理方法：假定所有释放出的热量均被液体吸收，即忽略气体的温度变化及其它热损失。据此推算出液体浓度与温度的对应关系，从而得到非等温吸收下的平衡曲线。 当吸收的热效应很大，必须设法排除热量，以控制吸收过程得温度。 可采用如下措施： (1) 在吸收塔内装置冷却元件；如板式塔可以在塔板上安全冷却蛇管或在板 间设置冷却器； (2) 引出吸收剂到外部进行冷却； (3) 采用边吸收边冷却的吸收装置；（如用水吸收氯化氢制备盐酸） (4) 采用大的喷淋密度。 * 变温平衡曲线的确定 如图，塔内各截面处的组成xi各对应一条等温平衡线。 作法： 1.确定xi与ti 的对应关系，这样可在指定的xi下，算出ti ； 2. 取一系列xi值，得到相应ti值； 3. 在x-y坐标上做出一系列ti下的等温平衡曲线； 4. xi与ti线的交点纵坐标即为 5. 连接所有交点得到的曲线即为该过程的变温平衡曲线。 最高 最低 * 确定x-t的关系 微分溶解热? ：每1kmol溶质溶解于浓度为x的大量溶液中所产生的热量，其值与溶液的浓度有关。 假定溶解热将全部用于液体温度的升高，则微元塔高热量衡算式为： 将塔内x的变化范围分成若干段，每段为?x，根据上式，任意塔段n的热量衡算式可近似写成： ?为塔段内的平均值 若取： ?x=0.1 最高 最低 * 四、多组分吸收 气体混合物中若有两个或两个以上的组分同时被吸收的操作，称为多组分吸收。 如用液态烃吸收石油裂解气中的C2、C3、C4等烃类使之与H2、CH4分离；用洗油吸收焦炉气中的苯、甲苯、二甲苯蒸汽回收粗苯都为典型的多组分吸收。 多组分吸收的计算 (1) 多组分吸收中，由于其它组分的存在使得各溶质在气液两相中的平衡关系、扩散系数等有所改变，因而其计算较单组分复杂。但是，对于某些溶剂用量很大的低组成气体吸收，所得稀溶液的平衡关系可认为服从亨利定律，而且各组分的平衡关系互不影响，因而可分别对各溶质组分予以单独考虑; (2) 在进出吸收塔的气体中，各组分组成都