大学课件-化工原理-吸收-3.ppt

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1、7.4低浓度气体吸收简化假定：(1)气、液两相摩尔流率恒定（qnG=qnL=const）(2)等温吸收(3)K=const1.物料衡算qnG,y2qnL,x2qnG,y1qnL,x1qnG,yqnL,x7.4.1吸收塔的物料衡算及操作线方程全塔物料衡算：溶质吸收率（或回收率）：吸收液饱和度从塔顶到任意塔截面对A衡算有：在低浓度条件下,y---x为一直线，以为斜率,过（x1，y1）,（x2，y2）——操作线方程2.传质推动力以气相表示:以液相表示:3.最小液气比和最小溶剂用量对于吸收塔的设计，所处理的气体量qnG、组成y1、y2及液相的最初组成x2为工艺条件所定，而溶剂的用

2、量则在设计中规定，其用量取决于适宜的液气比。操作的液气比是吸收操作中的重要指标，直接影响设备尺寸和操作费用。qnL/qnG对操作线位置的影响x2y2y1x1qnL/qnG(qnL/qnG)minxe1y=y1(qnL/qnG)max最小溶剂用量：4.操作液气比及溶剂用量一般：有时实际选取的液气比比此值大些，因为此时的L值不一定满足填料层最小允许喷淋密度。7.4.2填料层高度的计算（1）基本关系式□过程的操作线方程□传质速率方程□相平衡方程对dh微元段作溶质A衡算：dh微元段的传质速率方程：物料衡算式与传质速率式联立得：填料层高度：Kya—总体积传质系数,kmol/(m3s

3、)以液相传质速率方程表示的计算式：同理：（2）传质单元数与传质单元高度称为气相总传质单元,无因次量。(以y-ye为推动力)气相总传质单元高度，m类似地：于是:传质单元：通过一定高度填料层的传质，使一相组成的变化恰好等于其中的平均推动力，这样一段填料层的传质称为一个传质单元。令——吸收因子★传质单元数（以NOG为例）：可见，传质单元数决定于分离前后气、液相组成和相平衡关系，其大小表示了分离任务的难易。★传质单元高度（以HOG为例）完成一个传质单元分离任务所需的填料层高度。▲影响传质单元高度的因素：填料性能，流动情况▲其值大小反映了填料层传质动力学性能的优劣。▲数值变化范围小

4、，一般在0.2–1.5m范围内。▲传质单元高度数值由实验测定或用Kya计算得出。b：传质单元数的计算1.平衡线为直线时对数平均推动力法吸收因子法计算方法●对数平均推动力法：若平衡线为直线,则△y与y成线性变化：△y1△y2y1y2令—对数平均推动力同理：●吸收因子法:若平衡关系y=mx+b物料衡算：A≠1时A=1时◆A一定时↑NOG↑◆反映吸收过程对溶质的吸收程度y1,x2确定y2↓，对溶质的吸收程度↑◆关于吸收因子A的讨论①传质过程参数A=1推动力不变A≠1推动力变化A↑，NOG↓②A值对塔内推动力的影响要使↑，则塔顶平衡，A＞1.0，一般A=1.4要使x1↑，则塔底

5、平衡，A＜1.0，③适宜的A值，应优化而定A>1推动力↓（塔底到塔顶）hΔy2minimumy2ye2塔顶达到平衡A<1推动力↓（塔顶到塔底）h，Δy1minimumy1ye1塔底达到平衡A=1推动力不变hy1ye1，y2ye2两端达到平衡●吸收因子图解法:NOG－图解法P174fig7.4.92.平衡关系为曲线规律时∵m≠constKya≠const∴应采用图解法若m变化不大，Kya变化不超过10%，近似认为Kya=常数（取一平均值）h的计算又归结到NOG的计算图解或数值积分法：近似梯级图解法：●图解或数值积分法：m≠constK≠const●近

6、似梯级图解法：两点假定：△每一小段平衡线视为直线代替△ym△每一区段内ADFF’MCC’ADFF′MCC′A′填料层高度简化计算：★气膜阻力控制过程Kya≈kya★两相阻力联合控制过程m≠const，宜采用：h=HG·NG或h=HL·NL★液膜阻力控制过程Kxa≈kxa(3)理论级当量高度（HETP）法计算填料层高度HETP：完成一个理论板的分离任务所需的填料层高度。总填料层高度h=NT×HETP称为填料的理论板当量高度。1.图解法2.解析法平衡关系符合亨利定律.Kremserequation３．Kremser,A.图解法Chinesebook,P178fig.7.4.1

7、3A，y2NA，Ny23.实际塔板数或填料层高度计算总板效率ET集中反映传质动力学因素，工业吸收塔ET的范围约为10~50%。作业：P2127、8、9、10、11、13、14plateorpackedtowerforgasabsorptionPlatecolumniscommonforlargeinstallationsDepositionofsolidscouldchokepackedtowerDiameteroftower<2m,packedcolumnsareoftenusedForhandlingofverycor