第二章 吸收第四次課

第二章吸收第四次課1第一頁，共十九頁，2022年，8月28日2-3-1吸收塔的物料衡算及操作線方程1、物料衡算

逆向接觸，溶劑、惰性氣體的流量為常數(shù)氣液濃度使用摩爾比設(shè)計(jì)計(jì)算：工藝給定設(shè)計(jì)條件，即給定混合氣體的處理量G及組成y1。給定分離要求y２或規(guī)定溶質(zhì)組分的回收率。

V,Y1L,X1V,Y2L,X22第二頁，共十九頁，2022年，8月28日VVV,Y1X1LY2

Y

二、逆流吸收塔的操作線方程V-惰性氣體通量，kmol/h;

L-溶劑用量，kmol/s;

Y,X-任意塔截面上氣液相組成，摩爾比。

3第三頁，共十九頁，2022年，8月28日L，V，X2，Y2均為定值穩(wěn)定吸收，操作線為直線，斜率為L/VY1YY2

X2

X

X1ABP

Y=mX操作線由物料衡算得出,與其他因素?zé)o關(guān)。氣相中溶質(zhì)分壓p>與液相溶質(zhì)成平衡的分壓pe操作線在平衡線的上方塔內(nèi)任一截面P氣液兩相濃度的關(guān)系A(chǔ)（Y2,X2)：塔頂B(Y1,X1):塔底4第四頁，共十九頁，2022年，8月28日3.并流吸收操作線APBV,Y2L,X2

V,Y

L,XV,Y1L,X1Y2Y1X2X1

Y=mXBA5第五頁，共十九頁，2022年，8月28日4.逆流和并流對比逆流的推動力>并流的推動力，處理氣量較大時常采用并流逆流推動力均勻氣相組成相同時，逆流出塔液相組成濃度高。6第六頁，共十九頁，2022年，8月28日2－3－2吸收劑用量的確定1.傳質(zhì)推動力。操作線離開平衡線距離表示吸收過程的總推動力為Δy,Δx，7第七頁，共十九頁，2022年，8月28日2、最小液氣比和最小溶劑用量液氣比（L/V)是吸收設(shè)計(jì)中的重要參數(shù)隨操作線斜率，即（L/V)減小，操作線向平衡線靠近，傳質(zhì)推動力減小，完成相同分離要求所需Z或NT板數(shù)增大，即塔增高。Y1Y2

123此時相應(yīng)的液氣比為（L/V)min。當(dāng)（L/V)減小至操作線與平衡線相交時如圖所示。相交處傳質(zhì)推動力為零，所需Z＝無窮高，8第八頁，共十九頁，2022年，8月28日對于相平衡關(guān)系不同的體系，則（L/V)min的確定方法也不相同，在塔底氣液達(dá)到平衡狀態(tài)，X1=X1max=X1eX1e的求法：（1）由相平衡方程求得：如X1e＝Y(jié)1/m(2)由圖解法求得：(3)對于相平衡關(guān)系不同的體系，則（L/v)min的確定方法也不相同，如圖(b)所示。由其切點(diǎn)E確定9第九頁，共十九頁，2022年，8月28日3.操作液氣比及溶劑用量的確定L/V,操作線遠(yuǎn)離平衡線，△Y

，Z設(shè)備費(fèi)出塔液相濃度X1，吸收劑循環(huán)使用，液體處理量增大，操作費(fèi)最小液氣比是操作的一種極限狀態(tài)，實(shí)際操作液氣比一定大于該值，取最小液氣比（L/V)min的（1.1～2.0）倍L/V與設(shè)備費(fèi)和操作費(fèi)有關(guān)10第十頁，共十九頁，2022年，8月28日2.3.3填料層高度的計(jì)算對傳質(zhì)微元進(jìn)行物料衡算。氣液兩相經(jīng)dZ的吸收傳質(zhì)量

dGA=-VdY=LdX

(kmol/s)V,Y2L,X2

V,Y

L,XV,Y1L,X1V,Y+dYL,X+dXZdZ-VdY=KY(Y-Ye)(αSdZ)LdX=KX(Xe-X)(αSdZ)dA-微元填料層內(nèi)的傳質(zhì)面積a=填料有效表面積/填料層的體積在微元內(nèi)的吸收速率單位(kmol/s.m2)

NA=KY(Y-Ye)=KX(Xe-X)dGA=NAdA=NA(αSdZ)

11第十一頁，共十九頁，2022年，8月28日

1.填料層高度計(jì)算基本方程Z－填料層高度α-單位體積填料層所提供的有效傳質(zhì)面積Kyα－總體積傳質(zhì)系數(shù)－kmol/m3.s實(shí)驗(yàn)測定物理意義：推動力＝1時，單位時間單位體積填料內(nèi)吸收的溶質(zhì)量12第十二頁，共十九頁，2022年，8月28日2.傳質(zhì)單元高度與傳質(zhì)單元數(shù)填料層高度＝傳質(zhì)單元高度×傳質(zhì)單元數(shù)13第十三頁，共十九頁，2022年，8月28日14第十四頁，共十九頁，2022年，8月28日15第十五頁，共十九頁，2022年，8月28日16第十六頁，共十九頁，2022年，8月28日點(diǎn)評：此題是對吸收章節(jié)的全面復(fù)習(xí)，涉及到下面五個重要的知識點(diǎn)。1．吸收平衡關(guān)系——亨利定律，涉及了m與H的換算公式，H的單位，也復(fù)習(xí)到了。2．操作線方程和最小液氣比的計(jì)算。3．傳質(zhì)系數(shù)及其關(guān)系的換算，4．平均推動力法求算填料層高度。5．吸收因數(shù)法求算填料層高度。還有吸收率和理想氣體狀態(tài)方程等均有涉及。17第十七頁，共十九頁，2022年，8月28日【例3-2】在常壓逆流操作的填料吸收塔中用清水吸收空氣中某溶質(zhì)Ａ，