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1、5.4吸收塔的计算5.4.1吸收塔的物料衡算和操作线方程A全塔物料衡算计算吸收剂用量，填料塔高度定常的连续吸收操作，吸收剂和惰性组分的量均无改变采用比摩尔分率表示气液相浓度要求：在保证完成工艺任务的同时，提高逆流操作的吸收塔，以单位时间为衡算基准效率减少消耗，降低生产成本下标1：塔底下标2：塔顶工业处理的多为低浓度气体吸收流入系统时A组流出系统时A组＝系统内A组分－热效应小，可认为等温，不必热量衡算分的摩尔流率分的摩尔流率累积速率流过全塔的气，液量变化不大→气液流动状态变q=q（Y−Y）=q(X−X)n,An,BA,1A,2n
2、,CA,1A,2化不大→全塔范围内kG,kL为常数，平衡线斜率→qY+qX−(qY+qX)=0变化不大→全塔范围内KG，KL为常数n,BA1n,CA,2n,BA2n,CA,1q,Yq,Xn,BA2n,CA2q—单位时间内气体流过全塔被溶剂吸收的溶质量mol/sn,A•由全塔物料衡算，可计算全塔吸收操作的传质速率22’qn,B—单位时间内通过吸收塔的惰性气体量mol/sqn,A,(单位时间内吸收质A由气相向液相转移的物质的量，mol/s)及吸收剂的耗用量qn,C，或尾气浓度YA,2或出塔液体组成XA,1。Y一般地，进塔混合气体的
3、量，AMNqX=n,B(Y−Y)+X组成YA,1及出塔混合气体组成A,1qA,1A,2A,2n,CXAYA,2已知，由工艺条件规定，Y−Y•B操作线方程或溶质吸收率η=A,1A,2YA,1•在逆流操作的吸收塔内，取塔内任一截面M-N至塔顶作11’已知。物料衡算，或由M-N至塔底作物料衡算。qXqn,B，YA1n,C，A,1•吸收操作线表示了塔内任一截面上气相组成与液相组成的关系。说明：(1)操作线上的两个端点之一的B点代表塔底气液组成，浓端qY+qX=qY+qXn,BAn,CA,2n,BA2n,CAqq另一端点A代表塔顶气液组
4、成，稀端n,Cn,C⇒Y=X+(Y−X)AAA,2A,2qqn,Bn,Bqn,BYA,1+qn,CXA=qn,BYA+qn,CXA,1(2)操作线上任意一点，qq或⇒Y=n,CX+(Y−n,CX)代表吸收塔内与之相对应的AAA,1A,1qn,Bqn,B某一截面上的气液两相的组成。两式等价M(X,Y)操作点AA特征：qn,B，qn,C，YA1,YA2,XA1,XA2均为定值，∴操作线为直线，斜率qnc/qnB为塔内液气比（单位气体处理量所用吸收剂的量），且操作线过点B(XA1,YA1)和点A(XA2,YA2)1(3)传质推动力△
5、Y=YA-YA*△X=X*-X(4)吸收操作线方程是根据物料衡算得出的，只与气，液两AA相的流量和组成有关，与系统的平衡关系，操作温度，压操作线与平衡线相距越远，YA强及填料的结构等因素无关。表明操作线偏离平衡线程度YBA2△X越大，传质推动力越大A(5)吸收操作时，填料层内任一截面上溶质在气相中的分压YM总是高于与其接触的液相平衡分压，A△YY*=f(X)∴吸收操作线总是位于平衡线的上方，解吸操作线必然位于AAAA平衡线的下方。XXXAA1XA2A5.4.2吸收剂用量的确定吸收操作中，气体处理量qn,B，气体进出塔组成YA1
6、，YA2和吸收剂进塔组成XA2一般都由生产任务和工艺要求确定。∴操作线的一个端点A已确定，另一端点B的位置随操作线斜率qn,C/qn,B而变化最小液气比的确定qn,CYA1−YA2()=min*qX−Xn,BA1A2*气体量qn,B一定时，qn,C减少→操作线斜率↓，推动力YA-若YA=mXAY*↓→操作线向平衡线靠近，→塔底吸收液组成AXA1↑则(qn,C)=YA1−YA2minYqA1*n,B−X当吸收剂用量减少到操作线与平衡线相交时，XA1=XA1，A2m塔底出塔液体组成与气体进塔组成相平衡，推动力△YA=Y-Y*=0•
7、若操作线与平衡线相切，切点处推动力为0AA•qn,C↑,塔高↓出塔液体浓度最大，出塔尾气中溶质A浓度降至YA2所需填•qn,C↓,塔高↑料塔高度为无穷大，此时液气比为最小液气比q•应使设备费和操作费之和最小，实际液气比一般取最小液(n,C)qmin气比的1.1~2.0倍即qnCqn,Cn,B=1.1~2.0()minqqnBn,B2YqXqA,2n,BA,2n,c5.4.3吸收塔塔径的计算5.4.4吸收塔填料层高度计算4qV由物料衡算式和吸收速率方程D=Tπu式联立求解得到对连续操作的填dHu空塔气速，qV进塔混合气体体积流量
8、m3/S料吸收塔，气，液两相中溶质组成沿填料层高度连续变化，各截求出塔径后，还应按压力容器公称直径标准进行圆整面上传质推动力均不相同，塔内各截面上吸收速率也各不相同∴须进行微元分析，再进行积YqA,1n,B分XqA,2n,cqn,BdYAdH=*KYaSYA−YA•在填料塔内
