4吸收塔的计算.ppt

2.3.3 塔径的计算 根据圆形管路流量公式计算。 例题 【例】在逆流吸收塔中，用洗油吸收焦炉气中的芳烃。吸收塔压强为105kPa ，温度为300K ，焦炉气流量为1000m3/h ，其中所含芳烃组成为0.02（摩尔分率,下同），吸收率为95%，进塔洗油中所含芳烃组成为0.005。若取吸收剂用量为最小用量的1.5倍，试求进入塔顶的洗油摩尔流量及出塔吸收液组成。（操作条件下气液平衡关系为Y*=0.125X ） 进入吸收塔的惰性气体摩尔流量为： 进塔气组成： 出塔气组成： 吸收剂组成： 2.3.4 填料层高度的计算 有传质单元数法和等板高度法。 2.传质单元高度和传质单元数 〖说明〗 ①.传质单元高度 若吸收过程所需填料层高度恰等于一个气相总传质单元高度时，即：Z=NOG，则： ②.传质单元数 NOG的指导意义： 反映了取得一定吸收效果的难易程度。 dY↑，(Y-Ye)↓→NOG↑ （ 难↑） 3.传质单元数的计算 以逆流为例。 ①脱吸因数法 适用情况：平衡关系符合线性关系。 以S为参数，在半对数坐标上标绘NOG~(Y1-Ye2)/(Y2-Ye2)关系。 横标(Y1-Ye2)/(Y2-Ye2)：反映吸收率的大小。 参数S：反映吸收推动力的大小。 脱吸因数S不同时对生产过程的指导意义： 希望得到高的吸收率： 力图使Y2→Ye2 方法时增大液体量，改变操作线方程，从而使L/Vm，即： 在S1时才有可能。 同理： 此式常用于解吸操作的计算 ②对数平均推动力法 适用情况：平衡关系符合线性关系。 〖说明〗 对数平均推动力法适用于平衡线为直线，逆流、并流吸收皆可。 平衡线与操作线平行 时， ③梯级图解法 适用情况：平衡关系为直线或弯曲率不大的曲线。 图解步骤： ④ 图解积分法 适用情况：平衡关系符合曲线且无具体函数关系 步骤： 根据已知条件在Y~X图上作出平衡线和操作线。 在Y1与Y2之间任选若干个Y值，从图中读出相应的Ye值，并计算 值。 在直角坐标系中以 作图得曲线。 曲线与Y=Y1、Y=Y2及恒轴所包围的面积即为NOG。 ⑤数值积分法 适用情况：平衡关系符合曲线且已知函数关系 图解积分法虽为一种理论上严格的方法，但计算起来特别繁琐。可采用数值积分法进行计算，例如采用辛普森(Simpson)数值积分法。其方法是： 在Y1和Y2之间作偶数等分，对每一个Yi值计算出对应的f(Yi) ，并令Y0=Y2(塔顶气相组成)，Yn=Y1(塔底气相组成)，然后按下式进行求解： 2.3.4.2 等板高度法 设填料层由N级组成，吸收剂从塔顶进入第I级，逐级向下流动，最后从塔底第N级流出；原料气从塔底进入第N级，逐级向上流动，最后从塔顶第1级排出。在每一级上，气液两相的组成达到平衡，溶质组成由气相向液相转移。若离开某一级时，气液两相的组成达到平衡，则称该级为一个理论级，或称为一层理论板，NT。 等板高度：分离效果达到一个理论级所需的填料层高度。 Z=HETP×NT NT——完成分离任务，所需的理论级数； HETP——等板高度，由实验测定或经验公式计算。 1. 图解法求NT 步骤： 画平衡线OE，操作线TB； 从T点出发画梯级，直到越过B点。 梯级数为理论板数NT。 解析法 逆流。 平衡线：Yi=mXi+b 操作线： Y2=YI X2=X0 YI Yi XI I i i+1 N Xi Yi+1 Xi+1 YN XN Y1=YN+1 X1=XN Y1 X0 X1 Y2 X2 Y3 X3 Y4 T B o E Y2=YI X2=X0 YI Yi XI I i i+1 N Xi Yi+1 Xi+1 YN XN Y1=YN+1 X1=XN * * 2.3 吸收塔的计算 在此以逆流操作的填料塔为例，介绍选定吸收剂后吸收塔的计算。 吸收塔的工艺计算包括： ⑴确定吸收剂的用量； ⑵计算塔径； ⑶填料塔中填料的有效高度或板式塔的板数。 2.3.1 吸收塔的物料衡算与操作线方程 一、物料衡算 1、作全塔物料衡算图； 2、选择研究范围，定基准； 3、标注各有关物理量； 4、进行物料衡算； V Y1 V Y2 Y L X2 L X1 X 选kmol剂/h为基准 V Y1 V Y2 Y L X2 L X1 X 对吸收质衡算 操作线方程式 对全塔进行吸收质衡算得： 操作线为一条直线 且操作线通过（X1，Y1）（X2，Y2）两点；直线斜率为L/V Y1 X1 Y2 X2 L/V E D 讨论： ①操作线决定于气液两相流量V及L，塔底和任一截面的两相组成； ②操作线与相平衡关系、吸收塔的型式、相接触方式