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第四节吸收塔的计算.ppt
* 用对数平均推动力求NOG * * * 利用该图象进行吸收操作参数变化的分析比较方便。 该数群中两个为入塔浓度,只有一个为出塔浓度 * 分析 : 横坐标 值的大小,反映了溶质吸收率的高低。 在气液进出口浓度一定的情况下,吸收率愈高,Y2愈小,横坐标的数值愈大,对应于同一S值的NOG愈大。 S反映吸收推动力的大小 在气液进出口浓度及溶质吸收率已知的条件下,若增大S值,也就是减小液气比L/V,则溶液出口浓度提高,塔内吸收推动力变小, NOG值增大。 * 对于一固定的吸收塔来说,当NOG已确定时,S值越小, 愈大,愈能提高吸收的程度。 减小S 增大液气比 吸收剂用量增大,能耗加大,吸收液浓度降低 适宜的S值: * 出塔液体浓度x1将 。 不确定 低浓度逆流吸收操作中,若其它入塔条件不变,仅增 加入塔气体浓度y1 ,则:出塔气体浓度y2将 例题(1) 低浓度逆流吸收操作,当气液进塔组成不变,而改变操 作条件使解吸因数增大,则y2 ,x1 。 例题(2) * b)对数平均推动力法 吸收的操作线为直线,当平衡线也为直线时 ——直线函数 当平衡线为直线时,推动力△y或△x相对于y或x的变化率皆为常数 * * 其中: ——塔顶与塔底两截面上吸收推动力的对数平均,称为对数平均推动力。 时, 当 相应的对数平均推动力可用算术平均 推动力代替。 写出NOL、NG、NL的表达式。 * * 例:某生产车间使用一填料塔,用清水逆流吸收混合气中有害组分A,已知操作条件下,气相总传质单元高度为1.5m,进料混合气组成为0.04(组分的Amol分率,下同),出塔尾气组成为0.0053,出塔水溶液浓度为0.0128,操作条件下的平衡关系为Y=2.5X(X、Y均为摩尔比),试求: 1)L/G为(L/G)min的多少倍? 2)所需填料层高度。 3)若气液流量和初始组成均不变,要求最终的尾气排放浓度降至0.0033,求此时所需填料层高度为若干米? * 解: 1)L/G为(L/G)min的倍数 * 2)所需填料层高度 脱吸因数法 * 对数平均推动力法 * * 3)尾气浓度下降后所需的填料层高度 尾气浓度 * 2)平衡线不为直线 a)图解积分法 A A* Y Y* X Y Y2 Y1 * * 五、吸收的操作型计算 例:某吸收塔在101.3kPa,293K下用清水逆流吸收丙酮空气混合物中的丙酮,操作液气比为2.1时,丙酮回收率可达95%。已知物系的浓度较低,丙酮在两相间的平衡关系为y=1.18x,吸收过程为气膜控制,总传质系数Kya与气体流率的0.8次方成正比, 1)今气体流率增加20%,而流体及气液进出口组成不变,试求: a)丙酮的回收率有何变化? * b)单位时间内被吸收的丙酮量增加多少? 2)若气体流率,气液进出口组成,吸收塔的操作温度和压强皆不变,欲将丙酮回收率由原来95%的提高至98%,吸收剂用量应增加到原用量的多少倍? 思路: 1)已知L/G、m、吸收率 吸收因数法 求NOG V改变 HOG变 塔高不变 求N’OG 吸收因数法 求改变后的吸收率 2)G不变 吸收因数法 求改变后的S 求L NOG不变 Z不变 * 解: 求原有条件下的传质单元数 NOG 其中: * 当 时, 1)气体流量增加20%时的操作效果 * * 在单位时间内,气量提高后的丙酮回收量之比为: 2)当吸收率由95%提高至98%,由于气体流率没变,因此对于气膜控制的吸收过程HOG不变,塔高是一定的,故NOG仍为5.097 * 用试差法求解 故液气比应提高到: 吸收剂用量应增至: * 六、解吸 * 1、流程 ——吸收的逆过程 2、计算 1)操作线 与吸收的区别与联系 位置——平衡线下方 最小蒸汽用量 * 2)最小气液比的计算 * * 3)传质单元数的计算 ①对数平均推动力法 ①解吸因数法 * 例:由石蜡系碳氢化合物(分子量113)与另一不挥发的有机溶剂(分子量135)组成的溶液,其中碳氢化合物的质量百分数为4%,要在100℃及101.33下用过热水蒸汽进行脱吸,使脱吸后溶液中残存的浓度在0.2%以内,若溶液通过塔内的摩尔流率为50kmol/(m2.h)(以纯有机剂计)。水蒸气用量为最小用量的2倍,所以填料在操作条件下吸收系数 * ,试求所需填料层高度。 已知物系的平衡关系为: 解: 进塔溶液浓度 脱吸后溶液浓度 以单位塔截面积为基准,在最小蒸汽用量下对全塔的溶质作物料衡算: * 其中:
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