化工原理第六章吸收分析.pptVIP

三、用气液平衡关系分析吸收过程 二 操作线方程 吸收塔的设计计算，一般的已知条件是： 1）气体混合物中溶质A的组成（mol分率）以及流量kmol/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 需要计算： 1）吸收剂的用量kmol/s； 2）塔的工艺尺寸，塔径和填料层高度 吸收率 混合气中溶质A 被吸收的百分率 2、吸收塔的操作线方程式与操作线 在 m—n截面与塔底截面之间作组分A的衡算 ——逆流吸收塔操作线方程 在m—n截面与塔顶截面之间作组分A的衡算 ——逆流吸收塔操作线方程 表明 ： 塔内任一截面的气相浓度Y与液相浓度X之间成直线关系，直线的斜率为L/V。 吸收操作线总是位于平衡线的上方， 操作线位于平衡线下方，则应进行脱吸过程。 并流吸收塔的操作线： 二、吸收剂用量与最小液汽比 液气比 Y1 L/V B B* 最小 液气比 最小液气比的求法 图解法 正常的平衡线 平衡线为上凸形时 计算法 适用条件： 平衡线符合亨利定律，可用 表示 例：空气与氨的混合气体，总压为101.33kPa，其中氨的分压为1333Pa，用20℃的水吸收混合气中的氨，要求氨的回收率为99%，每小时的处理量为1000kg空气。物系的平衡关系列于本例附表中，若吸收剂用量取最小用量的2倍，试 求每小时送入塔内的水量。 溶液浓度(gNH3/100gH2O) 2 2.5 3 分压Pa 1600 2000 2427 分析： 求水量 吸收剂用量L 求Lmin 已知L/Lmin 平衡常数 1）平衡关系 2）最小吸收剂用量： 其中： 3）每小时用水量 三、填料层高度的计算 1、填料层高度的基本计算式 对组分A作物料衡算 单位时间内由气相转入液相的A的物质量为： 微元填料层内的吸收速率方程式为： 低浓度气体吸收时填料层的基本关系式为 气相总体积吸收系数及液相总体积吸收系数 物理意义 ： 在推动力为一个单位的情况下，单位时间单 位体积填料层内吸收的溶质量。 2、传质单元高度与传质单元数 1）传质单元高度与传质单元数的概念 的单位 称为“气相总传质单元高度”（HTU）用 表示 ——气相总传质单元数 —液相总传质单元高度，m ； —液相总传质单元数，无因次 ； 依此类推，可以写出通式： 填料层高度=传质单元高度*传质单元数 2）传质单元高度的物理意义 气体流经一段填料层前后的浓度变化恰等于此段填料层内以气相浓度差表示的总推动力的的平均值时，那么，这段填料层的高度就是一个气相总传质单元高度。 思考： HTU越大越好，还是越小越好？ 吸收过程的传质阻力越大，每个传质单元所相当的填料层高度越大。 传质单元数反映吸收过程的难度，任务所要求的气体浓度变化越大，或者过程的平均推动力越小，则意味着过程难度越大，此时所需的传质单元数越大。 传质单元数的物理意义？ 低浓气体吸收时 * 第六章 吸收 第一节 吸收概述 一、什么是吸收？ 二．吸收目的 三．吸收分类 1、吸收设备-----塔设备 四．吸收设备、流程 （3）吸收剂在吸收塔内再循环流程 （4）吸收-解吸流程 五．吸收剂的选择 1．溶解度 对溶质组分有较大的溶解度 2．选择性 对溶质组分有良好的选择性， 即对其它组分基本不吸收或吸收甚微， 3．挥发性 应不易挥发 4．粘性 粘度要低 5．其它 无毒、无腐蚀性、不易燃烧、不发泡、 价廉易得，并具有化学稳定性等要求。 第二节 气液相平衡 一．溶解度 (对双组分气体) 吸收剂、温度T、P 一定时，不同物质的溶解度不同。 温度、溶液的浓度一定时，溶液上方分压越大的物质越难溶。 对于同一种气体，分压一定时，温度T越高，溶解度越小。 对于同一种气体，温度T一定时，分压P越大，溶解度越大。 加压和降温对吸收操作有利。 不同气体的溶解度差异很大 对于稀溶液，有 是物性，通常由实验测定。可从有关手册中查得。 H越大，表明溶解度越大，越易溶 H随温度变化而变化，一般地，T?，H? 或kmol/m3·atm 二 亨利定律 1）用溶质A在溶液中的摩尔浓度和气相中的分压表示的亨利定律 E越大，表明溶解度越小； E随温度变化而变化， T?，E?， 2) 用亨利系数表示的亨利定律 3) 气液相中溶质的摩尔分数表示的亨利定律 m越大，表明溶解度越小； m随温度、总压变化而变化， T?，m?，P?，m? m与E的关系： 即： P：系统的总压 k