化工原理吸收ppt课件.ppt

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1、5.5.吸收塔的计算5.5.5.吸收塔塔径的计算5.5.2.吸收剂用量与最小液气比5.5.3.吸收塔填料层高度的计算5.5.4.吸收塔理论级数的计算5.5.6.吸收塔的设计型计算5.5.7.吸收塔的操作型计算5.5.8.强化吸收过程的措施5.5.1.物料衡算与操作线方程本节教学要求吸收剂用量的确定、传质单元数的计算（平均推动力、吸收因数法）；1、重点掌握的内容：传质单元数的计算（图解法）、理论级的计算；2、了解的内容：吸收操作线、吸收操作线的特点、、传质推动力、最小液气比及计算、体积传质系数、传质单元数的定义及物理意义、传质单元高度的定义及物理意义、吸收因数

2、及物理意义、解吸因数、吸收过程的设计（吸收条件的确定）及计算（吸收剂用量、填料层高度的计算、塔径的计算、塔核算）、吸收过程的强化措施；解吸的特点、解吸的计算；3、熟悉的内容：4、难点：吸收过程的操作分析与计算。工业上通常在塔设备中实现气液传质。塔设备一般分为逐级接触式连续接触式本章以连续接触操作的填料塔为例，介绍吸收塔的设计型和操作型计算。吸收塔的计算内容：流向、流程、吸收剂用量、吸收剂浓度、塔高和塔径的设计计算；1、设计型：2、操作型：（1）在物系、塔设备一定的情况下，对指定的生产任务，核算塔设备是否合用；（2）操作条件发生变化，吸收结果将怎样变化等问题。

3、设计型和操作型计算的依据：物料恒算吸收速率方程气液平衡关系5．5．1.物料衡算和操作线方程1．物料衡算定态逆流吸收塔的气液流率和组成如图5-19所示，图中符号定义如下：V——单位时间通过任一塔截面惰性气体的量，kmol/s；L——单位时间通过任一塔截面的纯吸收剂的量，kmol/s；Y——任一截面上混合气体中溶质的摩尔比；X——任一截面上吸收剂中溶质的摩尔比。在定态条件下，假设溶剂不挥发，惰性气体不溶于溶剂。以单位时间为基准，在全塔范围内，对溶质A作物料衡算得：VY1+LX2=VY2+LX1或（5-78）溶质回收率定义为：——A被吸收的百分率，称为回收率或吸

4、收率。所以由式（5-78）可求出塔底排出液中溶质的浓度X1=X2＋V（Y1－Y2）/L（5-80）（5-79）2．操作线方程式及操作线逆流吸收塔内任取mn截面，在截面mn与塔顶间对溶质A进行物料衡算：VY+LX2=VY2+LX或（5-81）若在塔底与塔内任一截面mn间对溶质A作物料衡算，则得到或（5-82）由全塔物料衡算知，方程（5-81）与（5-82）等价。塔内任一截面上气相组成Y与液相组成X之间的关系。方程（5-81）与（5-82）称为逆流吸收操作线方程式。逆流吸收操作线方程：操作关系：逆流吸收操作线具有如下特点：图5-21逆流吸收操作线图5-22吸收操

5、作线推动力示意图（1）当定态连续吸收时，若L、V一定，Y1、X2恒定，则该吸收操作线在X～Y直角坐标图上为一直线，通过塔顶A（X2，Y2）及塔底B（X1，Y1），其斜率为L/V，见图5-21。L/V称为吸收操作的液气比；（2）吸收操作线仅与液气比、塔底及塔顶溶质组成有关，与系统的平衡关系、塔型及操作条件T、P无关。（3）因吸收操作时，Y>Y*或X*>X，故吸收操作线在平衡线的上方，操作线离平衡线愈远吸收的推动力愈大；解吸操作时，Y

6、Y图5-23并流吸收操作线斜率=-L/V4、逆流与并流的比较：1）逆流推动力均匀，且2）Y1大，逆流时Y1与X1在塔底相迂有利于提高X1；X2小，逆流时Y2与X2在塔顶相迂有利于降低Y2。1．最小液气比:针对一定的分离任务，操作条件和吸收物系，当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。表示为：5．5．2.吸收剂用量与最小液气比2、确定操作液气比的分析：若增大吸收剂用量，操作线的B点将沿水平线Y=Y1向左移动，如图5-24所示的B、C点。在此情况下，操作线远离平衡线，吸收的推动力增大，若欲达到一定吸收效果，则所需的塔高将减小，设备投资也

7、减少。液气比增加到一定程度后，塔高减小的幅度就不显著，而吸收剂消耗量却过大，造成输送及吸收剂再生等操作费用剧增。考虑吸收剂用量对设备费和操作费两方面的综合影响。应选择适宜的液气比，使设备费和操作费之和最小。根据生产实践经验，通常吸收剂用量为最小用量的1.1～2.0倍，即：3、吸收剂用量的确定：注意：L值必须保证操作时，填料表面被液体充分润湿，即保证单位塔截面上单位时间内流下的液体量不得小于某一最低允许值。4、最小液气比的计算：（1）图解法：最小液气比可根据物料衡算采用图解法求得，当平衡曲线符合图5-24所示的情况时，（5-83）若平衡关系符合亨利定律，则采用

8、下列解析式计算最小液气比（2）解析法：（5-84）如