2013-05-16-吸收教案.pptVIP

§2.3.1 吸收塔的物料衡算与操作线方程 二、操作线方程与操作线 §2.3.2 吸收剂用量的决定 吸收剂用量的确定 最小液气比(L/V)min 2、传质单元数与传质单元高度 3、传质单元数的计算(解析及图解法) 1.吸收因数法 液相传质单元数的计算，类似有： §2-4填料塔 §2-4-2 填料塔的流体力学性能 §2-4-3 填料塔计算 §2-4-5板式塔与填料塔的比较及塔设备选型 二. 选型原则 同理，若在任一截面与塔顶端面间作溶质A的物料衡算，有： V, Y2 V, Y1 L, X1 L, X2 V, Y L, X 上两式均称为吸收操作线方程，代表逆流操作时塔内任一截面上的气、液两相组成 Y 和 X 之间的关系。 若取填料层任一截面与塔的塔底端面之间的填料层为物料衡算的控制体，则所得溶质A 的物料衡算式为： V, Y2 V, Y1 L, X1 L, X2 V, Y L, X （L/V）——吸收塔操作的液气比。 吸收操作线——当 L/V 一定，操作线方程在 Y-X 图上为以液气比 L/V 为斜率，过塔进、出口的气、液两相组成点(Y1，X1)和(Y2，X2)的直线。 Y X o Y*=f(X) B Y1 X1 X2 Y2 T Y X X* Y* O 操作线上任一点 O 与平衡线间的垂直距离 (Y-Y*) 为塔内该截面上以气相为基准的吸收传质推动力；与平衡线的水平距离 (X*-X) 为该截面上以液相为基准的吸收传质推动力。 两线间垂直距离（Y-Y*）或水平距离（X*-X）的变化显示了吸收过程推动力沿塔高的变化规律。 Y- Y* X*-X 吸收操作线方程： 吸收剂用量 L 或液气比 L/V在吸收塔的设计计算和塔的操作调节中是一个很重要的参数。 吸收塔的设计计算中，气体处理量 V，以及进、出塔组成 Y1、Y2 由设计任务给定，吸收剂入塔组成 X2 则是由工艺条件决定或设计人员选定。 可知吸收剂出塔浓度 X1 与吸收剂用量 L 是相互制约的。 由全塔物料衡算式 选取的 L/V ?，操作线斜率?，操作线与平衡线的距离? ，塔内传质推动力 ? ，完成一定分离任务所需塔高 ?； L/V ?，吸收剂用量? ，吸收剂出塔浓度 X1 ? ,循环和再生费用? ； 若L/V ? ，吸收剂出塔浓度 X1 ? ，塔内传质推动力? ，完成相同任务所需塔高? ，设备费用?,循环和再生费用 ? 。 讨论： 不同液气比L/V 下的操作线图直观反映了这一关系。 Y X o Y*=f(X) B Y1 X1 X2 Y2 T L/V Y- Y* B’ X1’ (L/V)’ X1,max (L/V)min 最小液气比(L/V)min ： 当 L/V 下降到某一值时，操作线将与平衡线相交或者相切，此时对应的 L/V 称为最小液气比，用(L/V)min表示，而对应的 X1 则用 X1,max 表示。 可见：要达到规定的分离要求，或完成必需的传质负荷量 VA=V(Y1-Y2)，L/V 的减小是有限的。 B* 随 L/V的减小，操作线与平衡线是相交还是相切取决于平衡线的形状。 Y X o Y*=f(X) Y1 X2 Y2 T X1,max=X1* (L/V)min Y X o Y*=f(X) Y1 X2 Y2 T X1* (L/V)min C X1,max 两线在 Y1 处相交时，X1,max=X1*； 两线在中间某个浓度处相切时， X1,maxX1* 。 最小液气比的计算式： B* B* B’ 在最小液气比下操作时，在塔的某截面上（塔底或塔内）气、液两相达平衡，传质推动力为零，完成规定传质任务所需的塔高为无穷大。对一定高度的塔而言，在最小液气比下操作则不能达到分离要求。 实际液气比应在大于最小液气比的基础上，兼顾设备费用和操作费用两方面因素，按总费用最低的原则来选取。 根据生产实践经验，一般取 注意：必须使填料表面能被液体充分润湿以保证两相均匀分散并有足够的传质面积，因此所取吸收剂用量 L 值还应不小于所选填料的最低润湿率，即单位塔截面上、单位时间内的液体流量不得小于某一最低允许值。 讨论: §2.3.3 填料层高度的计算 1、填料层高度的基本计算式 填料层高度的计算仍然离不开物料衡算，另外还与传质速率方程和相平衡关系有关。下面具体来分析填料层高度的计算方法。 本节重点讨论低浓度吸收中填料层高度的计算。 填料层高度Z 填料层体积 塔截面积 =填料层体积/塔截面积 填料层体积=总传质面积/气液有效接触面积/每立方米填料 总传质面积=塔吸收负荷（kmol/s）/传质速率（kmol/m2·s）。 塔吸收负荷依据物料衡算关系，传质速率依据吸收速率方程 吸收速率中的推动力总是实际浓度与某种平衡浓度之差额，因此须知相平衡关系 此传质量也就是