吸收塔的物料衡算与操作线方程课件.ppt

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1、第六章吸收第四节吸收塔的计算一、吸收塔的物料衡算与操作线方程1、物料衡算目的：确定各物流之间的量的关系以及设备中任意位置两物料组成之间的关系。对单位时间内进出吸收塔的A的物质量作衡算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。1．吸收剂的单位耗用量由逆流吸收塔的物料衡算可知（8-23）在、、、已知的情况下，吸收塔操作线的一个端点A（）已经固定，另一个端

2、点B则在的水平线上移动，点B的横坐标取决于操作线的斜率，如图8-6所示。操作线的斜率称为液气比，是吸收剂与惰性气体摩尔流量的比，即处理含单位千摩尔惰性气的原料气所用的纯吸收剂耗用量大小。液气比对吸收设备尺寸和操作费用有直接的影响。二、吸收剂用量的确定操作线的斜率称为液气比，是吸收剂与惰性气体摩尔流量的比，即处理含单位千摩尔惰性气的原料气所用的纯吸收剂耗用量大小。液气比对吸收设备尺寸和操作费用有直接的影响。吸收塔的最小液气比当吸收剂用量增大，即操作线的斜率增大，则操作线向远离平衡线方向偏移，如图8-6中AC线所示，此时操作线与平衡线间的距离增大，即各截面上吸收推动力（）增大。若在

3、单位时间内吸收同样数量的溶质时，设备尺寸可以减小，设备费用降低；但是，吸收剂消耗量增加，出塔液体中溶质含量降低，吸收剂再生所需的设备费和操作费均增大。若减少吸收剂用量，减小，操作线向平衡线靠近，传质推动力（）必然减小，所需吸收设备尺寸增大，设备费用增大。当吸收剂用量减小到使操作线的一个端点与平衡线相交，如图8-6中AD线所示，在交点处相遇的气液两相组成已相互平衡，此时传质过程的推动力为零，因而达到此平衡所需的传质面积为无限大（塔为无限高）。这种极限情况下的吸收剂用量称为最小吸收剂用量，用表示，相应的液气比称为最小液气比，用表示。显然，对于一定的吸收任务，吸收剂的用量存在着一个最

4、低极限，若实际液气比小于最小液气比时，便不能达到设计规定的分离要求。由以上分析可见，吸收剂用量的大小，从设备费与操作费用两方面影响到生产过程的经济效益，应选择一个适宜的液气比，使两项费用之和最小。根据实践经验，一般情况下取操作液气比为最小液气比的1.1～2.0倍较为适宜。即；2．最小液气比的求法最小液气比可用图解或计算法求出：（1）图解法一般情况下，平衡线如图所示的曲线，则由图读出与相平衡的的数值后，用下式计算最小液气比：如果平衡线为图8-6（b）所示的曲线，则应过点作平衡曲线的切线，由图读出点的横坐标的数值，代入式（8-25）计算最小液气比。（2）计算法若平衡线为直线并可表示

5、为时，则上式可表示为最小液气比的求法图解法正常的平衡线计算法适用条件：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)22.53分压Pa160020002427分析：求水量吸收剂用量L求Lmin已知L/Lmin平衡常数解：1）平衡关系2）最小吸收剂用量：其中：3）每小时用水量随堂习题1.在逆流吸收塔中，用纯溶剂吸收

6、混合气体中的溶质，当进塔气体y1组成增加，而其他条件不变，则出塔气体组成y2和吸收率的变化为（）A.y2增大，吸收率减小B.y2减小，吸收率增加C.y2增大，吸收率不变D.y2增大，吸收率不确定2.对于操作中的吸收塔，下列说法正确的是（）A.塔顶气相浓度大于塔底气相的浓度B.塔底气相浓度大于塔顶气相的浓度C.塔顶气相流量等于塔底气相的流量D.塔顶液相流量等于塔底液相的流量3.用水吸收空气中的二氧化碳,在Y1,Y2不变的情况下,当液气比减小,出口二氧化碳溶液的浓度X1()A．增大；B.减少；C.不变；D.不确定随堂习题4、清水吸收焦炉气中的氯化氢，已知混合气体中氯化氢的比摩尔分率

7、0.015kmolHCl/kmol载体，载体流量200kmol/h，氯化氢的吸收率为90%，吸收剂用量为最小流量的2倍，操作条件下平衡关系Y*=1.2X，求吸收剂的用量。随堂习题5、在常压逆流填料吸收塔中，用清水吸收焦炉气中氨，焦炉气处理量为100Kmol/h，进塔气体组成5%（摩尔分率）。氨的回收率为90%。水的用量为最小用量的2倍。操作条件下平衡关系为Y*=1.5X（X,Y为摩尔比）。求水的用量及出塔溶液浓度。