吸收操作的特殊问题课件.pptVIP

第三十二讲吸收操作的特殊问题一、多组分吸收简介二、非等温吸收（一）平衡线位置和形状发生变化（二）吸收速率发生变化三、化学吸收（一）过程特点（二）化学吸收机理与增强因子四、吸收剂蒸汽压的影响3/20/2024吸收操作的特殊问题1

一、多组分吸收多组分吸收是指气体混合物中有几个组分同时被吸收的过程。如前所述的用洗油吸收粗笨，实际上同时伴随着苯、甲苯、二甲苯等多组分的吸收。工业中常见的多组分吸收系用液态烃吸收气态烃混合物的情况。设混合物中有三个溶质组分B、C、D，其在溶剂中的溶解符合Henry定律，且，表明B最难溶（轻组分），而D最易溶（重组分）。对低浓度气体，液气比沿塔的变化可忽略，故这些组分的操作线为相互平行的直线。BFCHJ多组分吸收的计算原则是：使其中一个组分(称为关键组分，如C)达到指定的分离要求，再计算其他组分被吸收的程度，由此可得知出塔气体和液体的组成。为使关键组分达到分离要求，可将其作为单组分吸收计算出液气比和理论板数。EDGIO关键组分可选为操作线与平衡线斜率最接近的一个组分，即的组分。3/20/2024吸收操作的特殊问题2

关键组分C：难溶组分B：，全塔多有一定的吸收效果；，EF线与OB线在塔底逼近，此处梯级跨度最短，即经过一块理论板的组成变化最小，说明吸收主要在塔的顶部进行，而且同样经过三层理论板之后的吸收率并不大；易溶组分D：，IJ线与OD线在塔顶逼近，吸收主要在塔底部进行，而且同样经过三层理论板之后的吸收率较组分C大。BFCHJEDGIO关于多组分吸收的计算方法本处不予讲述。3/20/2024吸收操作的特殊问题3

二、非等温吸收（1）平衡线位置和形状发生变化由气、液相平衡原理知，相平衡关系是温度的函数，温度升高时，平衡线向上翘起，对吸收过程不利。如图所示为水吸收空气中NH的非等温情况。3（2）吸收速率发生变化随吸收过程温度的升高，过程推动力将减小。温度对气膜传质系数与液膜图32-1水吸收氨的相平衡曲线传质系数的影响却各不相同，但对的影响比要大得多。3/20/2024吸收操作的特殊问题4

（3）实际相平衡关系的确定解决非等温吸收过程计算的关键在于确定实际的相平衡关系。这可利用积分溶解热数据按下面的步骤确定平衡线：①将吸收剂浓度分区，在吸收塔入口（此处温度已知）至出口之间划分成若干分点；②根据以知积分溶解热数据，计算出每kg液体（吸收剂+溶质）由塔顶至各分点处的溶解热；③根据液体的比热容（一般取吸收剂的比热容，并作为定值），通过塔顶至各分点处的热量衡算，可以算出塔顶至各分点处的温升，从而确定各分点处的温度(塔顶入塔吸收剂温度已知)；④从相平衡手册中查出各分点处温度与液相组成呈平衡的气相浓度。⑤将各分点处的数据标绘在图图32-2非等温相平衡曲线的绘制上，便得到了实际的相平衡曲线，如右图。3/20/2024吸收操作的特殊问题5

?在进行过程估算时，也可采用简化方法，如上图中，根据塔顶、底温度下的平衡曲线，省略中间的计算，直接画出实际平衡线。?对于放热较剧烈的吸收过程，应设法排出部分热量，以控制塔内适宜的操作温度，通常可采用如下方法：①体内冷却：即在吸收塔内装设冷却装置；②体外冷却：即将吸收剂引出吸收塔至外部冷却器冷却后再返回吸收塔；③选用大的喷淋密度，使吸收过程产生的热量以显热方式被大量溶剂带走；④采用吸收剂再循环的方法。（4）吸收塔内的温度分布积分溶解热I:指1mol溶质A溶于某定量（nmol）的溶剂S中，形成具有摩尔分率为x=1/(1+n)的溶液时所产生的热效应，单位为kJ/kmol(A+S)，即热量的计算以溶液为基准。微分溶解热i：指1mol溶质A溶于大量溶液(A+S)中，溶液溶度可认为不变时的热效应，单位为kJ/kmol(A)，即热量的计算以溶质为基准。也称定浓溶解热。3/20/2024吸收操作的特殊问题6

在塔内某一较小的区间内作热量衡算时，当溶液浓度变化较大时宜采用积分溶解热计算。当溶液浓度变化较小时宜采用此区间的平均微分溶解热计算，此时溶液浓度由x变为x，因浓度变化较小，n-1n可将L视为常数。在热量衡算时：常假定热量全部用于升高溶液的温度，这是由于：?液体的热容流量（Lc）通常比气体的大得多，后者可忽略不计。pL?穿过塔壁散失掉的和溶剂汽化所消耗的热量在温度不高时亦可忽略。故有：三、化学吸收工业生产中的吸收过程大多数为化学吸收。在化学吸收中，吸收剂中含有某种活泼组分，能与气相中被吸收组分发生化学反应，这使吸收过程比物理吸收复杂得多。下面简要介绍化学吸收过程的特点及其处理方法。（一）过程特点由于化学反应的存在，使吸收过程具有以下特点：①通过选择吸收剂中的活性组分，使吸收操作具有很高的选择性；②由于液相中的化学反应消耗了部分或大部分被吸收组分，这降低了