吸收第五节讲稿.ppt

第八章  气体吸收 二 吸收剂用量的确定 三 填料层高度计算 五 吸收的操作型计算 例：某生产车间使用一填料塔，用清水逆流吸收混合气中有害组分A，已知操作条件下，气相总传质单元高度为1.5m，进料混合气组成为0.04（A组分的mol分率，下同），出塔尾气组成为0.0053，出塔水溶液浓度为0.0128，操作条件下的平衡关系为y=2.5x，试求： 1）L/G为(L/G)min的多少倍？ 2）所需填料层高度。 3）若气液流量和初始组成均不变，要求最终的尾气排放浓度降至0.0033，求此时所需填料层高度为若干米？ 解： 1）L/G为(L/G)min的倍数 2）所需填料层高度 脱吸因数法 对数平均推动力法 3）尾气浓度下降后所需的填料层高度 四 塔径的计算 qv：混合气体积流量，m3/s； u：空塔速度，m/s； 算出的D应按压力容器公称直径标准进行圆整。 例8－7， 8－8 作业20，21，22 例：某吸收塔在101.3kPa，293K下用清水逆流吸收丙酮空气混合物中的丙酮，操作液气比为2.1时,丙酮回收率可达95%。已知物系的浓度较低，丙酮在两相间的平衡关系为y=1.18x，吸收过程为气膜控制，总传质系数Kya与气体流率的0.8次方成正比， 1)今气体流率增加20%,而流体及气液进出口组成不变,试求： a）丙酮的回收率有何变化？ b）单位时间内被吸收的丙酮量增加多少？ 2）若气体流率，气液进出口组成，吸收塔的操作温度和压强皆不变，欲将丙酮回收率由原来95%的提高至98%，吸收剂用量应增加到原用量的多少倍？ 思路： 1）已知L/G、m、吸收率 脱吸因数法 求NOG G改变 HOG变 塔高不变 求N’OG 脱吸因数法 求改变后的吸收率 2）G不变 脱吸因数法 求改变后的S 求L NOG不变 H不变 解： 求原有条件下的传质单元数 NOG 其中： 1）气体流量增加20%时的操作效果 在单位时间内，气量提高后的丙酮回收量之比为： 2）当吸收率由95%提高至98%，由于气体流率未变，因此对于气膜控制的吸收过程HOG不变，塔高是一定的，故NOG仍为5.097 用试差法求解 故液气比应提高到： 吸收剂用量应增至： 习题课 某厂拟安装填料吸收塔，用水回收尾气中的组分A。每小时处理2000m3（标准状态）含5％(体积百分比)A的空气尾气 。塔顶送出的尾气含0.263％A(体积百分率)，塔底送出的每公斤溶液含61.2g A，在此操作条件下，平衡关系为y=2.0x，问: 1）每小时能回收多少A？ 2）若在此操作条件下传质单元高度为0.7m，填料高为多少？ 已知A的分子量为58。 3) 欲使A的回收量增加2％，填料高应增加多少？ 解： 1） 回收A量：NA=G(y1-y2)=89.28×(0.05-0.00263) = 4.23kmol/h 2） H=HOG×NOG=8.38×0.7 = 5.89m 3） N’A=1.02NA 即1.02NA=G(y1-y2’) 1.02×4.23=89.28(0.05-y2’) 解得 y2’＝0.0016 x1=G/L(y1-y2) x1’=1.02x1=1.02×0.0198 = 0.0202 或 已知：吸收塔G＝0.5kmol/s，y1＝0.05，y2＝0.005（摩尔分率），塔径为0.8m，Kya＝0.85kmol/m3.s，x2=0，采用液气比L/G=1.5(L/G)min，平衡关系为y=1.5x，试求： 1）出塔液体组成x1？ 2）填料高度为多少？ 3) 若填料层高度增加2m，则回收率为多少？ 解： 1） L/G =1.5(L/G)min=1.5×1.35 = 2.205 * * 第五节 低含量气体吸收 一 吸收过程的数学描述 二 吸收剂用量的确定 三 填料层高度计算 四 塔径的计算 五 吸收的操作型计算 吸收塔的设计型计算 已知条件： 1）气体混合物中溶质A的组成（mol分率）以及 气相流量G (kmol/m2.s) ； 2）吸收剂的种类及T、P下的相平衡关系； 3）出塔的气体组成。 待计算： 1）吸收剂用量L (kmol/m2.s) ； 2）塔的工艺尺寸、塔径和填料层高度。 低浓度气体(贫气)吸收：进塔气浓度5~10%。 贫气吸收特点： 混合气与液体流率为常数 被吸收的溶质量少； 传质系数可视为常量 经全塔的混合气量和液体量变化不大； 吸收过程可视为等温过程 由于溶解量少，因溶解热引起的温度变化不显著。 一 吸收过程的数学描述 1 全塔物料衡算式 G：混合气流率，kmol/m2.s； L：液体流率， kmol/m2.s 2 操作线方程 在m-n截面与塔底截面之间对组分A衡算