大气污染控制工程吸收法.ppt

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1、物理吸收要解决的问题:（1）确定吸收剂的量（操作费用）;（2）设计塔的主要结构尺寸，塔高、直径：即操作容量，相接触面积（投资费用）.计算依据：（1）相平衡方程（2）吸收速率NA的表达式（3）操作线方程。一、物料衡算：（质量守衡）采用摩尔分子比X、Y的概念来推导：Y=气相中溶质的摩尔数/载气的摩尔数(kmol吸收质/kmol惰性气体)X=液相中溶质的摩尔数/溶剂的摩尔数(kmol吸收质/kmol纯吸收剂)假设：(1)等温、低浓度的吸收；(2)溶剂不挥发，混合气体中的惰性组分不溶解，L、G为常数；LS：纯吸收剂的量，kmol/（m2·h）GB：惰性

2、气体的量，kmol/（m2·h）(3)逆流操作。一、物料衡算：（质量守衡）1、总物料平衡：对塔顶和塔底进行守衡计算：进塔物料组成=出塔物料组成GBY1+LSX2=GBY2+LSX1GB（Y1-Y2）=LS（X1-X2）一、物料衡算：（质量守衡）2、操作线方程：对塔底和通过塔的任一截面所进行的物料衡算：GBY1+LSX=GBY+LSX1GB（Y1-Y）=LS（X1-X）操作线方程：一、物料衡算：（质量守衡）LS/GB称为液气比物理含义为处理单位惰性气体所消耗的纯吸收剂的量。操作线与平衡线的关系：操作线必须在平衡线之上，否则为解吸过程。操作线与平衡

3、线之间的距离表示吸收推动力的大小：操作线与平衡线不能相交或相切。一、物料衡算：（质量守衡）一、物料衡算：（质量守衡）操作线（方程式）的作用：（1）说明塔内气液浓度变化情况；（2）确定吸收推动力，进行吸收速率计算；（3）确定吸收剂的最小用量，计算出吸收剂的操作用量。二、最佳液气比的确定1、最小液气比：（LS/GB）min已知：气相进塔浓度Y1已知、Y2（大气标准要求）、液相进塔浓度X2和惰性气体流量GB为基本设计参数，未知：纯吸收剂的喷淋量L和液相出塔浓度X1。先确定LS（根据操作线斜率LS/GB），再根据物料衡算求出X1。二、最佳液气比的确定1

4、、最小液气比：（L/G）min（1）图解法:根据Y1在平衡线上读出X1﹡后用下式求LSmin：（2）平衡关系符合亨利定律：二、最佳液气比的确定2、最佳液气比的确定：确定原则：（1）否则不可能实现，通常取（2）喷淋密度：每平方米塔截面上每小时的喷淋量（m3/m2h），最小喷淋密度一般为5~12m3/m2h,如果按照上式计算出来的吸收剂用量,不能满足最小喷淋密度,应选用更大的液气比；（3）权衡投资费用和操作费用：综合考虑。三、填料塔直径和阻力的计算:1、空塔速度U（空塔气速、空速）（m/s）：在操作条件下，填料塔内未放置填料时的气流速度。其中：Qs

5、：处理气体体积流量（m3/h）DT：塔径，（m）U：空塔气速,（m/h）三、填料塔直径和阻力的计算:2、填料塔的流体力学特性：喷淋量L=0，干填料情况，，斜率为1.8-2.0直线①持液区：特点a：填料层内的液体向下流动几乎与气速无关。特点b：在恒定的喷淋量下，单位体积填料层上覆盖的液膜厚度不变，故填料层持液量不变。三、填料塔直径和阻力的计算:2、填料塔的流体力学特性：②载液区：填料层的持液量随气速的增大而不断增加，这种现象称之为“拦液现象”特点：ΔP~U关系曲线斜率通常大于2。三、填料塔直径和阻力的计算:2、填料塔的流体力学特性：③液泛区：液泛

6、：气速超过泛点速度后，液体被气体大量带出塔顶。“液泛”即因填料内液体不能及时流下而出现局部积液ΔP~U关系曲线斜率高达10以上。三、填料塔直径和阻力的计算:2、填料塔的流体力学特性：（2）液泛速度vf的计算：步骤：根据已知条件计算关联图横坐标数值在关联图上查出纵坐标数值根据已知条件计算出vf实际：空塔气速U=（0.5~0.8）vf三、填料塔直径和阻力的计算:3、塔径和阻力计算：（1）塔径：其中：Qv：气体的体积流量，m3/h，U：空塔气速，m/h核算，塔径/填料尺寸大于10。三、填料塔直径和阻力的计算:3、塔径和阻力计算：（2）压降ΔP的计算（

7、即阻力的计算）：影响因素：塔器的不稳定操作，液气比增大，陶瓷填料的破损，塑料填料的致密与变形。步骤：1.根据计算选定的空塔气速及已知条件计算关联图中纵坐标数值2.根据已知条件计算关联图中横坐标数值3.在关联图中查得实际压强降四、填料层高度的计算：1、微分衡算法：假设：塔的内截面积：S（m2），单位体积填料层所提供的有效接触比表面积：a（m2/m3），微分段总的接触面积为：a·S·dz单位时间内，溶质由气相转入液相的量GB·S·dY（或LS·S·dX）四、填料层高度的计算：传质速率为NA，单位时间内从气相传入液相的溶质为：NA·S·a·dz，且则

8、：气体中溶质减少量为：得：四、填料层高度的计算：1、微分衡算法：得：常常把KY和a结合成一个系数加以确定，体积传质系数，单位是kmol/m3h，四、填