大连理工化工原理课件吸收-2.ppt

8.3 高浓度气体吸收 8.3.1 高浓度气体吸收的特点 (1) qnG 、qnL沿塔高变化较大； (2) 吸收过程中液相有明显升温，为非等温吸收； (3) 传质系数不是常数 （与浓度、流动状态有关）； 由塔底至塔顶逐渐减小。 惰性气体 qnGB=const 纯吸收剂qnLs =const 液相升温影响气、液平衡关系。 计算依据: 物料衡算式、 相平衡关系、 传质速率式。 热量衡算式、 8.3.2 高浓度气体吸收的计算 （1）高浓度气体吸收的操作线方程 E B y1 A x y 高浓度气体吸收图示 y2 x1 x2 h 物料衡算时，以 qnGB和qnLS 表示气、液相流量。 （2）高浓度吸收过程的相平衡关系 简化处理：忽略气体升温和热损失，假定释放热全部用于液体升温，分段求取x ~ t关系，再求ye。 —— 操作线方程 y1 y2 x1 x2 t1 t2 y4 y3 x3 x4 t3 t4 E1 E2 E3 E4 实际平衡线 O 等温平衡线 非等温过程的气液相平衡 （3） 填料层高度的计算 方法：物料衡算式与传质速率式联立，图解（或数值）积分求解。 ① 计算通用方程 对dh微元塔高进行物料衡算得： 所以 同理： ② 填料层高度的简化计算 工程实践表明， ，且其沿塔高变化不大，可以 视为常数，所以有： 若以算术平均浓度代替对数平均浓度，则有： 对于在气膜控制过程条件下的高浓度气体吸收过程，则有： 所以，在气膜控制条件下，可以利用近似梯级法求解传质单元数。 8.4 多组分吸收过程 多组分吸收：气体混合物中，有两个以上的组份被吸收剂吸收。 如 洗油吸收焦炉煤气中的苯、甲苯、二甲苯。 8.4.1 多组分吸收的特点 平衡关系： 操作线： 特点：组份间相互影响，相平衡关系较为复杂，传递性质复杂。若低浓度气体吸收，各组份在液相的溶解度关系均符合亨利定律，则 ： 7.6.2 多组分吸收的计算 ◆ 按关键组分的吸收要求，应用单组分吸收过程计算N（或NOG）； ◆ 各非关键组分按操作型计算。 ◆ 按分离要求选定关键组分； A C B yA1 yA2 yB1 yB2 yC1 yC2 y x 多组分的相平衡曲线和操作线 8.5 化学吸收 化学吸收：溶质A被吸收剂吸收后，能与其中活性组分B发生化学 反应的操作。 如 用NaOH水溶液吸收CO2 ● 同一溶质分压，溶解度↑→吸收容量↑； ● 相同吸收剂用量，吸收过程推动力↑。 增强因子： 8.5.1 化学吸收的特点 特点： ● 气相侧的传递过程与物理吸收完全相同； 说明：增强因子的大小与具体的化学反应类型有关。 一般情况下， E 1。 增强因子随化学反应速度的增大而增大。对于极慢的化学反应增强因子近似为1。 8.5.2 化学吸收的计算 （1）反应在气液相界面上进行 吸收过程的计算可以按照气膜控制的物理吸收过程计算。 液相主体 气相主体 pAi cFi p或c 液膜 气膜 距离 z 界面反应示意图 pA cBL cBi cFL 界面 （2）反应发生在液膜内 液相主体 气相主体 pAi cAi p或c 距离 z 化学反应发生在液膜内的吸收过程 pA cBL cF 相界面 反应面 zR δG δL 8.6 解吸操作 解吸（脱吸）：使溶解了的溶质释放出来的操作； 7.8.1 气提（载气）解吸法 （1） 气提载气 目的： 得到较纯净的溶质，回收溶剂。 实质：气体吸收的逆过程。 ● 惰性气体气提 如空气、氮气、CO2； ● 水蒸气作载气； ● 吸收剂蒸汽作载气。 （2）气提解吸过程的分析计算 原理与吸收相同，只是推动力变负号。 一般问题：已知 L、x1、x2 及 y2， 确定 G、h。 ① 载气用量确定 说明：操作线位于平衡线下方。 全塔物料衡算： 操作线方程： x2 y1 y2 ye=mx x1 y2e 气体解吸过程示意 A A’ B 通常取： ② 填料层高度的计算 传质单元高度计算与吸收过程相同； 传质单元数的计算可以采用平均推动力法和吸收因子法。 平衡关系符合亨利定律，且操作线为直线时： 解吸所需理论板数为： 说明： 解吸因子取值范围为