吸收5节填料吸收塔的计算.ppt

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1、§5填料吸收塔的计算本节重点讨论气液逆流操作时填料塔的有关计算。、具体内容主要包括对于给定的生产任务（、、已知），计算吸收剂用量、塔底完成、塔高、塔径。液浓度5.1吸收塔的物料衡算在进行物料衡算时，以不变的惰性组分流量和吸收剂流量作为计算基准，并用摩尔比表示气相和液相的组成将很方便。逆流吸收塔模型原料气：A＋B吸收剂：S尾气：B(含微量A)溶液：S+AV(kmolB/s)Y1(kmolA/kmolB)L(kmolS/s)X2(kmolA/kmolS)L(kmolS/s)X1(kmolA/kmolS)mnYX

2、V(kmolB/s)Y2(kmolA/kmolB)稳定操作，在两端面间，对溶质A作物料衡算5.1.1全塔物料衡算VY1LX2LX1VY2(2)直接规定出塔气体中吸收质的残余浓度吸收程度可有两种方式表征:（1）用吸收率表示操作线方程式直线的斜率为(即液气比)5.1.2操作线方程与操作线逆流吸收塔中的操作线斜率L/V（液气比）Y*=f(X)操作线推动力推动力吸收塔的最小液气比Y*=f(X)5.2吸收剂的用量L是与浓度为的进塔气体平衡的液相浓度，即理论上出塔液体的最大浓度。若符合亨利定律，则处理量V一定L～L/V

3、～操作费用～设备费用填料层高度～动力消耗推动力讨论适宜的液气比:适宜液气比适宜溶剂用量工程设计通常取根据生产实践经验，取吸收塔的最小液气比（非正常曲线）P96例3-45.3填料塔直径的计算在计算填料塔的直径时，主要考虑的是气体在塔内的流速。气体在塔内的流速通常用空塔气速表示，空塔气速是假定当塔内无填料时气体通过的速度。正常操作时，通常空塔气速为液泛速度的50%~80%5.3.1液泛气速如液体流量（或喷淋密度）固定，增大气速压强降与空塔气速呈阶段性变化：当气速较低时，即段内；因为这时液体湿润填料的一部分表面，

4、填料的持液量(单位体积填料层上附着的液体体积)较小，液体并未占据多少空间，气相与液相干扰较小，当然这是对传质不利的。当气速增大到点B时，填料层的持液量增加了，流通截面积减小，使压强较前增大。开始拦液的B点称为拦液点（或载点），与其相应的气速称为拦液气速（或载点气速）。当气速增大到C点时，液体充满了整个空隙，气体的压强降几乎是垂直上升。同时填料层顶部开始出现泡沫层，进而充满整个塔，气体以气泡状通过液体，这种现象称为液泛现象。把开始出现此现象的点称为泛点。泛点对应的气速称为液泛速度。要使塔的操作正常及压强降不致

5、过大，气速必须低于液泛速度，但要高于载点气速。由于，从低持液量到载点的转变不十分明显，无法目测，即载点及载点气速难以明确定出。而液泛现象十分明显，可以目测，即液泛点及液泛气速可明确定出。液泛速度较易确定，通常以液泛速度为基础来确定操作的空塔气速。影响液泛速度的因素很多——填料的形状、大小，气、液相的物理性质，气、液相的相对流量等常用的液泛速度关联式如下：——填料的有效比表面积，单位——填料的空隙率（自由空间），单位为——液泛速度，单位为——重力加速度，单位为——气体与液体的密度之比；——液体与20水的粘度之

6、比；——液体对气体的质量流量之比；——常数，对拉西环为0.022，对弧鞍填料为0.26。5.3.2塔径的计算——通过塔的实际气量，单位为；——选定的空塔气速，单位为；——塔的直径5.4填料层高度的计算5.４.1填料层高度的基本计算式——塔的横截面积，m2；——单位体积填料层提供的有效传质面积，m2·m-3。、分别称为气相总体积吸收系数、液相总体积吸收系数，单位均为kmol·m-3·s-1。体积传质系数可以由实验测得，其物理意义是在推动力为一个单位的情况下，单位时间里单位体积填料层内吸收的吸收质的量。5.４.

7、2传质单元高度与传质单元数气相总传质单元高度，单位m气相总传质单元数液相总传质单元高度，单位m液相总传质单元数传质单元可理解为：当气体经过一段填料层后，其浓度的变化刚好等于该段填料层气相平均总推动力时，则称该段填料层为一个传质单元。整个填料层就是由若干这样的传质单元构成。传质单元高度即为一个传质单元的高度只与体系的相平衡及气体进出口的浓度有关，它反映了吸收过程的难易程度。分离要求高或吸收剂性能差，过程的平均推动力小，则表明吸收过程难度大，相应传质单元数就多。与设备的型式及操作条件有关，是吸收设备效能高低的反

8、映。吸收过程的传质阻力大，填料层的有效比表面积小，则一个传质单元所相当的填料层高度就大。5.4.3传质单元数的计算吸收塔顶部的推动力为吸收塔底部的推动力为、分别为与塔底液相、塔顶液相平衡的气相浓度。气相对数平均推动力当相差不大时，可取二者的算术平均值作为。注意：当时，例空气和氨的混合气体，在直径为0.8m的填料吸收塔中用清水吸收其中的氨。已知进入塔的空气流量为1450kg/h，混合气体中氨的分压为10mmHg,吸