化工原理 北京化工大学55.pdf

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1、北京化工大学化工原理电子课件5.5.吸收塔的计算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.填料层高度的计算5.5.4.吸收塔的计算5.5.5.塔板数的计算返回北京化工大学化工原理电子课件5.5.吸收塔的计算吸收塔的计算内容：•设计型：流向、流程、吸收剂用量、吸收剂浓度、塔高、塔径•操作型：核算；操作条件与吸收结果的关系。计算依据：物料恒算相平衡吸收速率方程返回北京化工大学化工原理电子课件5.5.1.物料衡算与操作线方程返回北京化工大学化工原理电子课件1．物料衡算定态，假设S不挥发，B不溶于SG，YL，XBaSa全塔范围

2、内，对A作物料衡算：GY+LsX=GY+LXBbaBaSbG（Y－Y）=L（X－X）BbaSbaGB(Yb−Ya)Yb−YaGB，YbLS，Xbη==GYYBbb返回北京化工大学化工原理电子课件η——A被吸收的百分率，称为回收率或吸收率。Y=Y（1－η）abX=X＋G（Y－Y）/LbaBbaSG，YL，XBaSa2．操作线方程式及操作线G，YB（1）逆流吸收Ls，XGY+LX=GY+LXBSaBaSLLSSY=X+(Y−X)G，YL，XaaBbSbGGBB返回北京化工大学化工原理电子课件LLSS同理：Y=X+(Y−X)bbGGBB逆流吸收操作线具有

3、如下特点：YBYb*Y=f(X)LSGBAYaXaXbX返回北京化工大学化工原理电子课件1）定态，L、G、Y、X恒定，操作线在X～YSBba坐标上为一直线，斜率为L/G。L/G为吸收SBSB操作的液气比；2）操作线通过塔顶（稀端）A（X，Y）及塔底aa（浓端）B（X，Y）;bb3）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。返回北京化工大学化工原理电子课件4）吸收操作线在平衡线的上方，解吸操作线在平衡线OE下方。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；YB*Y=f(X)YK.Y

4、*AXX*X返回北京化工大学化工原理电子课件（2）并流吸收GY+LX=GY+LXBSBaSaY=−LSX+(Y+LSX)GB，YaLS，XaaaGGBBYAYaL，XG，YSYBBbG，YL，XBbSbXXXba返回北京化工大学化工原理电子课件逆流与并流的比较：1）逆流推动力均匀，且∆Y>∆Ym逆流m并流2）Y大，逆流时Y与X在塔底相迂有利于提高Xbbbb；X小，逆流时Y与X在塔顶相迂有利于降低Y。aaaa逆流与并流操作线练习返回北京化工大学化工原理电子课件Y3X1Y1YCX12DY2BACY3ABDXY2X23X1X2X3Y2返回北京化工大学化工

5、原理电子课件5.5.2.吸收剂用量的确定返回北京化工大学化工原理电子课件EBB1YbYPAYaOXXabX*Xb返回北京化工大学化工原理电子课件1．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。⎛L⎞⎜S⎟⎜⎟G⎝B⎠min最小液气比的计算（1）平衡曲线一般情况返回北京化工大学化工原理电子课件⎛L⎞Y−Y⎜S⎟ba=⎜⎟*GX−X⎝B⎠minbaX*——与Y相平衡的液相组成。bb平衡关系符合亨利定律时：⎛L⎞Y−Y⎜S⎟ba=⎜G⎟Y⎝B⎠minb−Xam2）平

6、衡曲线为凸形曲线情况返回北京化工大学化工原理电子课件*Y=f(X)YbYaXaXbXb,max⎛L⎞Y−Y⎜S⎟ba=⎜⎟GX−X⎝B⎠minb,maxa返回北京化工大学化工原理电子课件2．操作液气比LS↓⇒∆Y↓,h↑,设备费↑oGBLS↑⇒∆Y↑,h↓,设备费↓，并不总有效oGB⇒L↑,再生费↑SL⎛L⎞S⎜S⎟=(1.1−2.0)⎜⎟GB⎝GB⎠min返回北京化工大学化工原理电子课件【例5-5】某矿石焙烧炉排出含SO的混合气体，除2SO外其余组分可看作惰性气体。冷却后送入填料吸2收塔中，用清水洗涤以除去其中的SO。吸收塔的操2作温度为20℃，

7、压力为101.3kPa。混合气的流量为1000m3/h，其中含SO体积百分数为9%，要求SO的回22收率为90%。若吸收剂用量为理论最小用量的1.2倍，试计算：（1）吸收剂用量及塔底吸收液的组成X；1返回北京化工大学化工原理电子课件2）当用含SO0.0003（摩尔比）的水溶液作吸收剂2时，保持二氧化硫回收率不变，吸收剂用量比原情况增加还是减少？塔底吸收液组成变为多少？已知101.3kPa，20℃条件下SO在水中的平衡数据：2与Y相平衡的液相组成=0.00321低浓度吸收的特点：G≈GBL≈LSY≈yX≈xk、k近似为常数LG返回北京化工大学化工原理

8、电子课件5.5.3.填料层高度的计算yaxa1．传质单元数法（1）塔高计算基本关系式yxhh单位时间，dh内吸收A的量：o