吸收塔的物料衡算与操作线方程.ppt

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1、欢迎各位莅临指导阜宁县职教中心 李成胜2006年5月26日78吸收塔的物料衡算与操作线方程 第三节吸收塔计算第三节吸收塔计算 学习目标学习目标 v1、知识目标、知识目标v了解物料衡算方程式各字母的含义；了解物料衡算方程式各字母的含义；v了解物料衡算方程式假定要求；了解物料衡算方程式假定要求；v熟悉吸收率的概念、计算式；熟悉吸收率的概念、计算式；v理解物料衡算方程式与操作线方程。理解物料衡算方程式与操作线方程。v2、能力目标、能力目标v掌握物料衡算方程式与操作线方程掌握物料衡算方程式与操作线方程,解决简单的工程解决简单的工程计算计算v能够简单说出操作线与相平衡线之间距离在吸收工能够简单说出操作线

2、与相平衡线之间距离在吸收工业上的含义。业上的含义。v3、情感目标、情感目标v培养学生专注的学习态度，激发学生对化工学习的培养学生专注的学习态度，激发学生对化工学习的兴趣；兴趣；v引导学生理论联系实际，树立工程观念。引导学生理论联系实际，树立工程观念。学习重点学习重点 物料衡算方程式各字母的含义，物料衡算方程式各字母的含义，掌握物料衡算方程式及操作线方程。掌握物料衡算方程式及操作线方程。学习难点学习难点 物料衡算方程及操作线方程的联系物料衡算方程及操作线方程的联系 与区别，及它们的相关方程。与区别，及它们的相关方程。学习手段学习手段多媒体多媒体学习方式学习方式小组讨论问答法：小组讨论问答法：全班

3、分为六组，每组六人，提出问题让每组讨论，全班分为六组，每组六人，提出问题让每组讨论，并推荐发言人回答对应的问题，发言人不会的或回答不并推荐发言人回答对应的问题，发言人不会的或回答不完整的可由本组或它组成员代为回答或补充回答。完整的可由本组或它组成员代为回答或补充回答。一、复习提问：一、复习提问：1、精馏塔的物料衡、精馏塔的物料衡算及其推导；算及其推导；2、恒摩尔流假定的、恒摩尔流假定的内容是什么；内容是什么；3、操作线和相平衡、操作线和相平衡线的距离在精馏工线的距离在精馏工业上的含义。业上的含义。FDWFxFDxDWxW恒摩尔溢流恒摩尔溢流恒摩尔气化恒摩尔气化L1L2常数常数L1L2常数常数V

4、1V2常数常数V1V2常数常数表明推动力的大小表明推动力的大小一、物料衡算一、物料衡算请大家看书并讨论回答以下问题请大家看书并讨论回答以下问题v从图中你看到了哪几个字母符号，并说出它们的从图中你看到了哪几个字母符号，并说出它们的意义意义？v从精馏塔的物料衡算的推导过程中你能得到吸收从精馏塔的物料衡算的推导过程中你能得到吸收塔的物料衡算式吗？并说明推导（注：从衡算范围塔的物料衡算式吗？并说明推导（注：从衡算范围角度思考角度思考）v你得出这个物料衡算方程时，有没有作出一些假你得出这个物料衡算方程时，有没有作出一些假定条件，并说明之定条件，并说明之v书中此段内容中还提到什么知识点。书中此段内容中还提

5、到什么知识点。V，Y1L，X1V，Y2L，X2从图中你看到了哪几个字母符号，并说出它们的意义从图中你看到了哪几个字母符号，并说出它们的意义？vV：vL：vY1、Y2：vX1、X2：Kmol/s;Kmol/s;单位时间内通过吸收塔的单位时间内通过吸收塔的惰性气体量惰性气体量，单位时间内通过吸收塔的单位时间内通过吸收塔的吸收剂量吸收剂量，分别为进塔及出塔气体中吸收质分别为进塔及出塔气体中吸收质的的比摩尔分率比摩尔分率分别为出塔及进塔液体中吸收质分别为出塔及进塔液体中吸收质的的比摩尔分率比摩尔分率从精馏塔的物料衡算的推导过程中你能得到吸收塔的从精馏塔的物料衡算的推导过程中你能得到吸收塔的物料衡算式吗

6、？并说明推导（注：从衡算范围角度思考）物料衡算式吗？并说明推导（注：从衡算范围角度思考）v这是从全塔物料衡这是从全塔物料衡算范围来推导的，算范围来推导的，VYVY1 1LXLX2 2VYVY2 2LXLX1 1V V（Y Y1 1Y Y2 2）L L（X X1 1X X2 2）V，Y1L，X1V，Y2L，X2依据吸收质进塔的依据吸收质进塔的量等于出塔的量：量等于出塔的量：你得出这个物料衡算方程时，有没有作出一些假定条你得出这个物料衡算方程时，有没有作出一些假定条件，并说明之件，并说明之 v在吸收过程中，在吸收过程中，V和和L的量没有变化的量没有变化;v在气相中从在气相中从塔底到塔顶塔底到塔顶吸

7、收质的浓度吸收质的浓度是逐渐减小的；是逐渐减小的；v而液相中从而液相中从塔顶到塔底塔顶到塔底吸收质的浓度吸收质的浓度是逐渐增大的。是逐渐增大的。书中此段内容中还提到什么知识点。书中此段内容中还提到什么知识点。v吸收率吸收率还有其它形式：还有其它形式：Y2Y1（1）Y1Y2Y1它是指气相中吸收质的质量与气相中原有的吸收质质它是指气相中吸收质的质量与气相中原有的吸收质质量之比。量之比。（二）吸收塔的操作线方程与操作线（二）吸收塔的操作线方程与操作线：请大家看书并讨论回答以下问题请大家看书并讨论回答以下问题v操作线方程推导的依据是什么，如何得到操作线方操作线方程推导的依据是什么，如何得到操作线方程，

8、并推导；（注：从衡算范围角度思考）程，并推导；（注：从衡算范围角度思考）v操作线方程是否为直线？依据是什么？斜率是什么操作线方程是否为直线？依据是什么？斜率是什么？v操作线方程与物料衡算方程的联系与区别？操作线方程与物料衡算方程的联系与区别？v画出操作线，并指出画出操作线，并指出A端气液相的浓度最端气液相的浓度最_，故，故称称A端为端为_，正好是指塔，正好是指塔底底；B端的气液相浓度最端的气液相浓度最_，故称，故称B端为端为_端，正好是指塔端，正好是指塔_。而。而AB线上线上任一点任一点C实质代表实质代表_.v此操作线为何在平衡线的上方，而不在平衡线的下此操作线为何在平衡线的上方，而不在平衡线

9、的下方，或与平衡线相交？方，或与平衡线相交？v操作线和平衡线之间的距离在吸收工业上代表什么操作线和平衡线之间的距离在吸收工业上代表什么含义。含义。操作线方程推导的依据是物料衡操作线方程推导的依据是物料衡算，应该注意是以塔内任一截面算，应该注意是以塔内任一截面或与塔顶或与塔底作物料衡算得或与塔顶或与塔底作物料衡算得之。若与塔底作物料衡算：之。若与塔底作物料衡算：V，Y1L，X1V，Y2L，X2V LY XNM操作线方程推导的依据是什么，如何得到操作操作线方程推导的依据是什么，如何得到操作线方程，并推导；（注：从衡算范围角度思考）线方程，并推导；（注：从衡算范围角度思考）操作线是否为直线？依据是什

10、么？斜率是操作线是否为直线？依据是什么？斜率是什么？什么？v由前面的假定要求知：式中由前面的假定要求知：式中Y1、X1、L/VL/V都是定值，且都是定值，且Y1在在5%10%之间之间的低浓度吸收，所以此方程式为直线的低浓度吸收，所以此方程式为直线方程，且斜率为方程，且斜率为L/V。操作线方程与物料衡算方程的联系与区别操作线方程与物料衡算方程的联系与区别 v操作线方程其实质就是物料衡算方程，操作线方程其实质就是物料衡算方程，不过是以塔内任一截面或与塔顶或与塔不过是以塔内任一截面或与塔顶或与塔底作物料衡算，故含有变量底作物料衡算，故含有变量X、Y，而前而前面所述物料衡算方程是针对全塔而言。面所述物

11、料衡算方程是针对全塔而言。画出操作线画出操作线并指出并指出A端气液相的端气液相的浓度最浓度最_，故，故称称A端端为为_，正好是指塔，正好是指塔_；B端的气液相浓端的气液相浓度最度最_，故称，故称B端为端为_，正好是指塔，正好是指塔_。而而AB线上任一点线上任一点C实实质代表质代表_。X1XX20ABCY2YY1Y*f(X)XGY大大浓端浓端底底小小稀端稀端顶顶塔的任一截面塔的任一截面此操作线为何在平衡线的上方，而不在此操作线为何在平衡线的上方，而不在平衡线的下方，或与平衡线相交？平衡线的下方，或与平衡线相交？v在在进进行行吸吸收收操操作作时时，塔塔内内任任一一横横截截面面上上，吸吸收收质质在在

12、气气相相中中的的分分压压p总总是是要要高高于于与与其其接接触触的的液液相相平平衡衡分分压压p的的，所所以以吸吸收收操操作作线线的的位位置置总总是是位位于于平平衡衡线线的的上上方方。反反之之，如如果果操操作作线线是是位位于于平平衡衡线线下下方方，则应进行吸则应进行吸脱吸脱吸过程。过程。v另另由由画画图图知知：Y1Y1*，Y2Y2*，YY*。验验证证了了吸吸收收速速率率方方程程NAKY（YY*）。）。Y*Y1*Y2*X1XXX20ABCGY2YY1YY*f(X)操作线和平衡线之间的距离在吸收工业上操作线和平衡线之间的距离在吸收工业上代表什么含义代表什么含义。v距离的大小代表了吸收推动力的大小，距离

13、越大，推动力越大。Y*f(X)X1XXX20ABCGY*Y2YY1*Y1YY2*例题讲解例题讲解 用油吸收混合气体中的苯，已知苯的摩尔分率用油吸收混合气体中的苯，已知苯的摩尔分率是是0.04，出塔时苯的摩尔分率为，出塔时苯的摩尔分率为0.008，平衡关系为，平衡关系为Y*0.12X，混合气体流量混合气体流量为为1200kmol/h，溶液溶液出塔时浓度摩尔分率为出塔时浓度摩尔分率为0.006，求吸收率及吸收，求吸收率及吸收剂用量。剂用量。分析：分析：y1Y1V混混V惰惰x1X1X2已知：已知：V V（Y Y1 1Y Y2 2）L L（X X1 1X X2 2）X20V惰V混（1y1）1200（1

14、0.04）1152kmol/h课堂小结课堂小结 v本节课我们主要学了本节课我们主要学了v物料衡算物料衡算V(Y1Y2)=L(X1X2)；v吸吸收收率率，及及相相关关的的其其它它表表达达式式Y2Y1（1），），Y1Y2Y1；v操作线方程操作线方程v操作线与相平衡线的位置关系；操作线与相平衡线的位置关系；以及运用方程进行简单的计算。以及运用方程进行简单的计算。课堂作业课堂作业v1、Y为吸收质在气相主体中的浓度，为吸收质在气相主体中的浓度，Y*为吸收质在气相为吸收质在气相主体中与液相主体浓度成平衡的气相浓度，则当（主体中与液相主体浓度成平衡的气相浓度，则当（）时发生吸收过程。（时发生吸收过程。（99

15、一一9）A、YYB、YYC、YYD、YYv2、在一定温度下，吸收过程若能进行、在一定温度下，吸收过程若能进行,则气相中溶质的分则气相中溶质的分压压p与液相中的溶质组成平衡的分压与液相中的溶质组成平衡的分压p关系为（关系为（）（03一一一一6）A、ppB、ppC、ppD、无法判断无法判断v3、在吸收操作中，吸收塔某一截面总推动力（以气相浓、在吸收操作中，吸收塔某一截面总推动力（以气相浓度差表示）为（）度差表示）为（）（05一一一一20）A、YYB、YYC、YYiD、YiYACA4、吸收塔的操作线是直线，主要基于如下原、吸收塔的操作线是直线，主要基于如下原因（）因（）A、物理吸收、物理吸收B、化学

16、吸收、化学吸收C、高浓度物理吸收、高浓度物理吸收D、低浓度物理吸收、低浓度物理吸收5、以（、以（YY）表示总推动力的吸收速率方）表示总推动力的吸收速率方程式为：程式为：；以（以（XX）表示总推动力的吸收速率方程）表示总推动力的吸收速率方程式为：。式为：。（02二一二一13）6、在、在yx图中，如果吸收操作线在平衡线下图中，如果吸收操作线在平衡线下方，则表明该传质过程是方，则表明该传质过程是过程。过程。（05三三39）脱吸脱吸DNAKY（YY*）NAKX（X*X）课后作业vv1、写写出出吸吸收收塔塔物物料料衡衡算算方方程程的的表表达达式式，并并说说明明式式中中各各项项的的物物理理意意义。义。v2

17、、简述吸收操作线方程的推导、物理意义、及图示方法。、简述吸收操作线方程的推导、物理意义、及图示方法。vv3、何谓吸收率？其表达式是什么？、何谓吸收率？其表达式是什么？vv4、若若气气体体混混合合物物中中溶溶液液的的组组成成Y10.02，平平衡衡关关系系为为Y2.0X，液气比为液气比为0.8，纯吸收剂吸收，则吸收的最大吸收率为（，纯吸收剂吸收，则吸收的最大吸收率为（）vA、100%B、80%C、60%D、40%v5、某某逆逆流流吸吸收收塔塔，用用纯纯溶溶剂剂吸吸收收混混合合气气中中易易溶溶组组分分，设设备备高高为为无无穷大，入塔穷大，入塔Y10.08，平衡关系平衡关系Y*2X，试问：试问：v若液气比（摩尔分率，下同）为若液气比（摩尔分率，下同）为2.5时，吸收率时，吸收率_。v若液气比为若液气比为1.5时，吸收率时，吸收率_。v6、用用清清水水吸吸混混合合气气体体中中的的CO2，已已知知混混合合气气体体中中的的CO2含含量量为为13%（体体积积），吸吸收收率率为为90%，气气液液平平衡衡关关系系为为Y*0.126X，混混合合气气体体的的流流量量为为2240m3/h（标标况况），吸吸收收剂剂用用量量为为297kg/h，问问溶液出塔时浓度为多少？溶液出塔时浓度为多少？谢谢指导谢谢指导