化工原理下册第二章-吸收第3次课吸收过程的数学模型与速率方程课件.ppt

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1、2.4 吸收塔的计算吸收塔的计算工业吸收过程的特点工业吸收过程的特点:混合气体中溶质浓度不高，混合气体中溶质浓度不高，510，低浓度气体的，低浓度气体的吸收，流经全塔的混合气体量、液体量变化不大。吸收，流经全塔的混合气体量、液体量变化不大。吸收塔设备吸收塔设备溶质的溶解热引起的温度变化很小等温吸收溶质的溶解热引起的温度变化很小等温吸收板式塔逐级接触板式塔逐级接触 填料塔连续接触填料塔连续接触设计型计算设计型计算（1）确定吸收剂用量；（）确定吸收剂用量；（2）计算塔的主要工艺尺）计算塔的主要工艺尺寸；塔径及塔的有效高度。寸；塔径及塔的有效高度。2.4.1 吸收塔的物料衡算及操作线方程吸收塔的物料

2、衡算及操作线方程一、物料衡算一、物料衡算 逆向接触，逆向接触，v溶剂、惰性气体的流量为常数溶剂、惰性气体的流量为常数v气液浓度使用摩尔比气液浓度使用摩尔比v设计计算设计计算：工艺给定设计条件，即给：工艺给定设计条件，即给定混合气体的处理量定混合气体的处理量G及组成及组成y1。给。给定分离要求定分离要求y或规定溶质组分的回收或规定溶质组分的回收率。率。V,Y1 L,X1V,Y2 L,X2VVV,Y1 X1 LY2 Y 二、逆流吸收塔的操作线方程二、逆流吸收塔的操作线方程V-惰性气体通量，惰性气体通量，kmol/s;L-溶剂用量，溶剂用量，kmol/s;Y，X-任意塔截面上气液相组任意塔截面上气液

3、相组成，摩尔比。成，摩尔比。L，V，X2，Y2均为定值均为定值 稳定吸收，操作线为直线，斜率为稳定吸收，操作线为直线，斜率为L/VY1YY2 X2 X X1 ABP Y=mX气相中气相中溶质分压溶质分压p与液相与液相溶质成溶质成平衡的分压平衡的分压p*操作线在平衡线的上方，操作线在平衡线的上方，操作线由物料衡算得出操作线由物料衡算得出,与其他因素无关。与其他因素无关。塔内任一截面塔内任一截面P气液两相浓度的气液两相浓度的关系关系 A（Y2,X2）：塔顶（稀端）：塔顶（稀端）B（Y1,X1）：塔底（浓端）：塔底（浓端）四、逆流和并流对比四、逆流和并流对比逆流推动力均匀逆流推动力均匀逆流的推动力逆

4、流的推动力 并流的推动力，处理气量较大时常并流的推动力，处理气量较大时常采用并流采用并流气相组成相同时，逆流出塔的液相组成浓度可以气相组成相同时，逆流出塔的液相组成浓度可以更高，所需的液相溶剂的量可以更少。更高，所需的液相溶剂的量可以更少。五、传质推动力五、传质推动力。操作线离开平衡线距离表示吸收过程的总推动力为操作线离开平衡线距离表示吸收过程的总推动力为y,x，液气比（液气比（L/V)是吸收设计中的重要参数是吸收设计中的重要参数随随操作线斜率，即（操作线斜率，即（L/V)减小，操作线向平衡线靠减小，操作线向平衡线靠近，传质推动力减小，完成相同分离要求所需近，传质推动力减小，完成相同分离要求所

5、需Z或或NT板数增大，即塔增高。板数增大，即塔增高。Y1Y2 1 2 3当当（L/V)减小至操作线减小至操作线与平衡线相交时如图所与平衡线相交时如图所示。示。相交处传质推动力相交处传质推动力为零为零，所需，所需 Z无穷高，无穷高，此时相应的液气比为此时相应的液气比为此时相应的液气比为此时相应的液气比为（L L/V V)minmin。2.4.2 吸收剂用量的确定吸收剂用量的确定一、最小液气比和最小溶剂用量一、最小液气比和最小溶剂用量一、最小液气比和最小溶剂用量一、最小液气比和最小溶剂用量二、二、操作液气比及溶剂用量的确定操作液气比及溶剂用量的确定vL/V ,操作线远离平衡线，操作线远离平衡线，Y

6、 ，Z 设备费设备费 出塔液相浓度出塔液相浓度X1 ，吸收剂循环使用，液体处理量吸收剂循环使用，液体处理量增大，操作费增大，操作费v最小液气比最小液气比是操作的一种极限状态，是操作的一种极限状态，实际操作液实际操作液气气比比一定大于该值，取最小液气比（一定大于该值，取最小液气比（L/V)min的的（1.12.0）倍倍vL/V与设备费和操作费有关与设备费和操作费有关【例例2-2】在常压逆流操作的填料吸收塔中用清水在常压逆流操作的填料吸收塔中用清水吸收空气中某溶质，进塔气体中溶质的含吸收空气中某溶质，进塔气体中溶质的含量为量为8%（体积（体积%），吸收率为），吸收率为98%，操作条，操作条件下的平衡关系为件下的平衡关系为y=2.5x，取吸收剂用量为最，取吸收剂用量为最小用量的小用量的1.2倍，试求：水溶液的出塔浓度。倍，试求：水溶液的出塔浓度。