化工原理第五章-气体吸收第5节.ppt

《化工原理第五章-气体吸收第5节.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2021/9/21第5章气体吸收5.5.1物料衡算与操作线方程5.5.2吸收剂用量的确定5.5.3塔径的计算5.5.4填料层高度的计算5.5.5高浓度气体的吸收5.5.6解吸过程及其计算5.5吸收塔的计算2021/9/21吸收塔的设计计算，一般的已知条件是：1）气体混合物中溶质A的组成（mol分率）以及流量kmol/(m2.s)2）吸收剂的种类及T、P下的相平衡关系；3）出塔的气体组成需要计算：1）吸收剂的用量kmol/(m2.s)；2）塔的工艺尺寸，塔径和填料层高度2021/9/212021/9/21一、吸收塔的物

2、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假设：定态、溶剂不挥发、惰性气体不溶解对单位时间内进出吸收塔的溶质A的物质的量作衡算2021/9/212、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的衡算吸收率混合气中溶质A被吸收的百分率2021/9/21——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2021/9/21说明：（1）定态连续操作时，若L、V一定，则吸收操作线为通过塔顶和塔底的一条直线（2）操作线

3、与吸收操作的液－气比、塔底及塔顶溶质的组成有关（3）吸收操作线总是位于平衡线的上方，操作线位于平衡线下方，则应进行脱吸过程。2021/9/21二、吸收剂用量的确定液气比Y1L/VBB*最小液气比2021/9/21计算法适用条件：平衡线符合亨利定律，或可用表示最小液气比的求法2021/9/21图解法正常的平衡线2021/9/21平衡线为上凸形时例：用清水洗涤含SO2气体，吸收塔的操作温度为20oC，压力为101.3kPa，混合气的流量为1000m3/h，其中SO2体积分数为9%，要求SO2的回收率为90%。若吸收剂用量

4、为理论最小用量的1.2倍，试计算：（1）吸收剂用量及塔底吸收液的组成X1；（2）当用含SO20.0003（摩尔比）的水溶液作吸收剂时，保持SO2回收率不变，吸收剂用量为多少？塔底吸收液的组成？解：2021/9/21由表5-9中X－Y数据，采用插入法得到与气相进口组成Y1相平衡的液相组成X1*=0.00322021/9/21实际吸收剂用量L＝1.2Lmin=1.2×1054=1265kmol/h塔底吸收液的组成X1由全塔物料衡算求得：X1=X2+V(Y1-Y2)/L=0+37.85(0.099-0.0099)/1265

5、=0.00267(2)吸收率不变，即Y2＝0.0099，而X2＝0.00032021/9/21实际吸收剂用量L＝1.2Lmin=1.2×1163=1395kmol/h塔底吸收液的组成X1由全塔物料衡算求得：X1=X2+V(Y1-Y2)/L=0.0003+37.85(0.099-0.0099)/1395=0.00272在（2）的基础上，如果将SO2吸收率提高到95%，其他条件不变，则吸收剂用量为多少？塔底吸收液的组成将如何变化？L＝1473kmol/h；X1＝0.002722021/9/21三、塔径的计算—空塔气速20

6、21/9/21四、填料层高度的计算1、填料层高度的基本计算式对溶质A作物料衡算单位时间内由气相转入液相的A的物质量为：2021/9/21微元填料层内的吸收速率方程式为：2021/9/21低浓度气体吸收时填料层的基本关系式为气相总体积传质系数及液相总体积传质系数物理意义：在单位推动力下，单位时间、单位体积填料层内吸收的溶质量。2、传质单元高度与传质单元数1）传质单元高度与传质单元数的概念－－填料层高度计算基本公式2021/9/21的单位称为“气相总传质单元高度”，用表示——气相总传质单元数2021/9/21—液相总传质

7、单元高度，m；—液相总传质单元数，无因次；依此类推，可以写出通式：填料层高度=传质单元高度×传质单元数传质单元数NOG、NOL等计算式（积分式）中的分子为气相或液相组成变化，即分离效果（分离要求）；分母为吸收过程的推动力。所以传质单元数反映了吸收过程的难易程度。2021/9/212021/9/21传质单元的意义　　　当气体流经一段填料，其气相（或液相）中溶质组成变化（Y1－Y2）等于该段填料平均吸收推动力（Y－Y*)m，即NOG=1或NOL=1，该段填料即为一个传质单元。2021/9/21传质单元高度完成一个传质单元

8、分离效果所需的填料高度。它反映了吸收设备传质效能的高低。传质单元高度越小，吸收设备传质效能越高，完成一定分离任务所需的填料层高度越小。体积总传质系数(KYα)与传质单元高度(HOG)的关系传质单元高度在工程中应用更加广泛，主要是由于：（1）传质单元高度的单位与填料层高度单位相同，避免了传质系数单位的复杂换算；（2）流体流量对HOG的影响较小，一