5 吸收简介与气液平衡.pdf

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1、•吸收效果与设备费用•吸收与解吸（主要操作费用）•气体浓度与吸收剂类型•填料塔与板式塔(阶梯与微分)–其他形式•低浓度等温吸收的设计计算吸–计量概念：吸收率、摩尔比浓度–平衡级与传质单元（洗一遍）收–操作线与平衡线•相平衡关系简•物料平衡（总体、组分）–传质速率的影响介–温度影响与非等温吸收•吸收过程操作计算（定性变化规律分析）•定性分析–解吸与增湿、高浓度吸收、化学吸收强化作用•过程模拟吸收质或溶质(solute）惰性气体(inertgas)吸收剂(absorbent)吸收液(strongliquor)：吸收操作后得到的溶液。吸收尾气(d

2、ilutegas)解吸或脱吸(desorption)溶剂溶剂气体气体a微分接触b级式接触图9-2填料塔和板式塔吸收不能独立作为分离的手段冷却器CO2冷却器吸解收吸塔塔原料气(CO)2换热器再沸器图9-3乙醇胺水溶液吸收CO流程2PallringC6油吸收裂解气中的C4组分，C4组分的相平衡关系气液or汽液?吸收分类物理吸收化学吸收吸收剂的选择等温吸收1．溶解度对溶质组分有较大的溶解度非等温吸收解吸难度！2．选择性对溶质组分有良好的选择性，单组分吸收即对其它组分基本不吸收或吸收甚微，多组分吸收3．挥发性应不易挥发4．粘性粘度

3、要低5．其它无毒、无腐蚀性、不易燃烧、不发泡、价廉易得，并具有化学稳定性等要求。吸收设备、流程吸收剂吸收尾气（a）气、液串联（逆流）（b）气体串联、液体并联（逆流）吸多塔吸收流程收塔混合气吸收液逆流吸收操作示意图吸收剂再循环流程•气液平衡关系（多级逆流平衡：如何用最少的水洗净最多衣服？）–定性变化趋势（溶解度与组分、温度压力关系）–对吸收过程的影响（方向与极限、传质推动力）吸–热力学计算的问题与途径–ASPEN计算方法、参数设定与意义收–级联方式影响•传质单元数（衣服洗几遍？）原–如何通过物料衡算确定吸收的操作线？–如何通过平衡关系确定操作

4、单元的分离效果？理–分析吸收计算的等温假定造成的计算误差。•ASPEN计算比较等温假定的误差（不同的吸收放热量）•相际传质速率~相际传热速率（理论能力）目–影响因素？计算方法？标•吸收过程设备与工艺（实践）–流量、持液量；流动阻力与气液混合状况(比表面）问–填料种类如何体现传质速率的影响？–填料塔正常操作工况的含义？气体流速的限制？题–最小液气比的意义？如何确定吸收液用量？–吸收塔的塔径与塔高如何确定？–解吸过程的作用？操作线特征？气液平衡&汽液平衡可凝汽不可凝气溶解度不大时近似：GLsf2f2p2p222（常数）sppx2

5、222•平衡关系*mXY–定量（亨利定律的不同形式）1(1m)X**piExiciHyimxi气–定性：温度、压力、物系*液YmX–理想溶液与稀溶液：EHm常数及关系平CCAEx衡pAAHCpAEyxmxAAAPP吸溶收质•平衡关系外延传质方向和极限释放解吸推动力大小作业2、30℃亨利常数E=71.6MPa*pExAymx液体浓度计算忽略溶质mol数压力对E的影响？E越大，表明溶解度越---？E随温度变化而变化，T，E？m越大，表明溶解度越---？m随温度、总压变化而变化，T，m

6、？；P，m？相际传递现象分子传递对流传递热间冷流流吸收剂相界面T体壁体t1气相主体液相主体2xiy流界面向xyi12流向气相扩散液相扩散气体传热相际传递←→相内传递←→分子传递T1t2•均相分子传递：扩散•均相分子传递：热传导–费克定律§2.2.1–傅立叶定律–扩散系数§2.2.4–热传导系数•主体相与界面之间传质•主体相与界面之间传热–传质模型-浓度差§2.2.5–牛顿冷却定律-温度差–传质系数k–对流传热系数（膜系数）hα–解析方法：1、2情形§2.2.2–解析方法：平板层流–量纲分析：Sh/Sc§2.4.3–量纲分析：Nu/P

7、r•两种流体相间传质冷热流体间壁传热–总传质系数K§2.2.7–总传热系数K–控制步骤？–控制步骤？–传质极限（相平衡）–传热极限（热平衡）–稳态？§2.2.6–稳态！•1$的边界层（双膜理论）•100$的边界层（温度分布）–传质面积与单元数–传热面积与单元数•特性→传质速率是设计的辅助途径–分子传递的多种推动力与多组分特性传质知识体系与参比线索–总体流动与扩散参照系、扩散系数–固体内的扩散与传质问题相界面传传递传递平衡层流传递总传递速率方递速率方其他判据表述程现象程通过壁面热平衡傅立叶的热量传定律AtKATt传热递温度相等dt单

8、元数qT=tdnNTU通过相界相平衡费克定律*面的质量化学位JDdcAkAcKLAcGcL传质AABLA传递相等dn单元数NOL能否用类似方法获取？dTh