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关于HTU的讨论 * Department of Chemical Engineering CTGU Lai Qingke * Department of Chemical Engineering CTGU Lai Qingke * Department of Chemical Engineering CTGU Lai Qingke Department of Chemical Engineering CTGU Lai Qingke * Department of Chemical Engineering CTGU Lai Qingke * Department of Chemical Engineering CTGU Lai Qingke （二）、吸收因数法 主要是积分项的求取 原理: y*∝y 直线函数 令： 脱吸因数 几何意义：操作线斜率L/G与平衡线斜率m之比（无因次） 吸收因数 常写成 图9-13 A ↑ S↓ NOG ↓ ， A ↑ S ↓吸收程度↑推动力↑ 。 图9-13 半对数坐标 纵坐标 横坐标 表示吸收的要求和程度 从图可以看出： (yb-ya*)/(ya-ya*) ↑ NOG ↑，吸收率↑（浓度变化↑）。 NOG A越大越好 ？ A ↑?L/G↑?L↑?能耗↑，xb ↑ 设计和操作时选择适宜的A值 同理： 计算ho两种方法（对数平均推动力法和吸收因数法）的优缺点： 过原点的直线 为直线（不一定过原点） 相平衡线 缺点 优点 准确性不高 进出塔的四个组成均要知道 只需要有三个组成知道 简明 吸收因数法 对数平均推动力法 [补例] 在常压填料吸收塔中，以清水吸收焦炉煤气中的氨气。标准状态下，焦炉气中氨的浓度为10g/m3，流率为5000m3/h，要求同吸收率不低于99%。若吸收剂用量为最小用量的1.5倍，混和气体进塔温度为30℃，空塔速度为1.1m/s。操作条件下平衡关系为Y*=1.2X。气相体积吸收总系数KYa=200kmol/(m3h)。试分别用对数平均推动力法及解析法求总传质单元数及填料层高度。 解：1. NOG （1）对数平均推动力法 由全塔物料衡算可知 或 得 所以 则 两者计算结果接近 2.填料层高度ho （2）解析法 查图得： 二、平衡线不为直线 平衡关系不满足亨利定律y≠mx （一）、图解积分法 y yb ya 0 A B xb xa 操作线 x E y-y* 0 yb ya y NOG A’ B’ （一）图解积分法 气膜控制为例 此法适用于气、液膜控制 中等溶解度 推动力（xi-x）、 （y-yi） （二）近似梯级法（图解法） 近似法，但误差不大 原理：近似将一段不长的平衡曲线作为直线，并以此线两端推动力的算术平均值代替对数平均值。 O E A B y x xb xa yb ya M M’ M1 D F’ F M2 J M3 G H H’ 图解步骤： (1)作出OE与操作线AB (2)作MM’线，等分AB与OE的垂直距离 (3)自A点起作 C C’ (4) DF=CC’ 梯级ADF为一个传质单元 表明在该梯级之中的组成变化与其平均推动力正好相等 (5) 数出梯级得到NOG，不满一个按比例求个数 同样，可作等分AB与OE的水平距离的MM’线?求NOL 9-7 传质单元 上面近似梯级法中： 一个梯级DF=CC’ yk-yk-1=(y-y*)m,k 这样一个填料段称为气相总推动力而言的传质单元，称气相总传质单元。 物理意义 气相总传质单元数——NOG 若：分离要求愈高（组成变化愈大）或推动力愈小 NOG? 任一第k个气相总传质单元有： 一个气相总传质单元的填料层高度HOG为： 对低浓度气体，各个传质单元的这一高度都相等，称HOG为气相总 传质单元高度，HTU。 反映传质阻力的大小，填料的优劣及润湿情况的好坏。 若吸收过程的传质阻力?，填料层的有效比表面?，?每个传质单元 相当的填料层高度? 传质单元数 填料层高度 传质单元高度 传质单元高度的关系： 满足亨利定律得条件下： 同理 由于 其大小主要取决于物系、填料几何特性和操作条件。 HTU? ? 传质效果愈佳 计算ho用HTU优于用k： ①、HTU单位简单，与ho相同 ②、HTU数值变化范围较窄，0.2~1.5m 注意：几种传质单元高度间的关