第五章 气体吸收3.ppt

*第四节吸收塔的计算一、物料衡算与操作线方程二、吸收剂的用量最小液气比三、填料层高度的计算四、吸收塔的操作计算五、解吸塔的计算*传质设备：*操作型：核算；操作条件与吸收结果的关系。计算依据：物料衡算相平衡吸收速率方程吸收塔的计算内容：设计型：流向、流程、吸收剂用量、吸收剂浓度、塔高、塔径*一、物料衡算与操作线方程物料衡算定态，假设S不挥发，B不溶于S全塔范围内，对A作物料衡算：GY1+LX2=GY2+LX1G（Y1－Y2）=L（X1－X2）G,Y2G,Y1L,X2L,X1?——A被吸收的百分率，称为回收率或吸收率。G—惰性气体流率，kmol/sL—吸收剂流率，kmol/s*X1=X2＋G（Y1－Y2）/L操作线方程式及操作线（1）逆流吸收G，Y2G，Y1L，X2L，X1G，YL，XGY+LX2=GY2+LXY2=Y1（1－?）?——A被吸收的百分率，称为回收率或吸收率。*同理：逆流吸收操作线具有如下特点：XY1Y2X1X2ABY塔底塔顶G,Y2G,Y1L,X2L,X1*3）操作线仅与液气比、浓端及稀端组成有关，与系统的平衡关系、塔型及操作条件T、p无关。2）操作线通过塔顶（稀端）A（X2，Y2）及塔底（浓端）B（X1，Y1）;1）定态，L、G、Y1、X2恒定，操作线在X～Y坐标上为一直线，斜率为L/G。L/G为吸收操作的液气比；XY1Y2X1X2ABY塔底塔顶*5）平衡线与操作线共同决定吸收推动力。操作线离平衡线愈远吸收的推动力愈大；4）吸收操作线在平衡线的上方，解吸操作线在平衡线下方。XABYK.YXX*Y**（2）并流吸收G,Y2G,Y1L,X2L,X1G,YL,XGY+LX=GY2+LX2塔底塔顶Y2Y1X2X1ABXY*逆流与并流的比较：1）逆流推动力均匀，且2）Y1大，逆流时Y1与X1在塔底相遇有利于提高X1；X2小，逆流时Y2与X2在塔顶相遇有利于降低Y2。XY1Y2X1X2ABY塔底塔顶Y2Y1X2X1ABXY塔底塔顶*Y3X2X1Y1Y2X2Y2X3CDABY1Y2Y3X1X2X3CDAB逆流与并流操作线练习*二、吸收剂的用量最小液气比B1Y1Y2ABOEXYX2X1X*1P*（一）最小液气比最小液气比定义：针对一定的分离任务，操作条件和吸收物系一定，塔内某截面吸收推动力为零，达到分离程度所需塔高无穷大时的液气比。B1Y1Y2ABOEXYX2X1X*1*X*1——与Y1相平衡的液相组成。平衡关系符合亨利定律时：1.平衡曲线一般情况B1Y1Y2ABOEXYX2X1X*1最小液气比的计算*2.平衡曲线为凸形曲线情况*（二）操作液气比*三、填料层高度的计算传质单元数法（一）填料层高度的基本计算式ZYY+dYXX+dXZdZY2X2X1Y1单位时间，dZ内吸收A的量：?——塔截面积，m2;GA——A的流率，kmol/(s)；G——惰性气体流率，kmol/(s)；L——吸收剂流率，kmol/(s)；a——单位体积填料的有效传质面积，m2/m3。*填料层高度ZYY+dYXX+dXZdZY2X2X1Y1*同理：*同理：*——气相总体积传质系数，kmol/（m3·s）——液相总体积传质系数，kmol/（m3·s）填料层高度可用下面的通式计算：Z=传质单元高度×传质单元数体积传质系数的物理意义：在单位推动力下，单位时间，单位体积填料层内吸收的溶质的量。*以为例（1）传质单元数、—液相总传质单元高度、总传质单元数——气相传质单元高度、传质单元数——液相传质单元高度、传质单元数—气相总传质单元高度、总传质单元数定义：气相总传质单元数（二）传质单元数与传质单元高度