第十章 吸收.ppt

若用算术平均值来代替对数平均值，即 代入NG,c的积分式，得 HG,c的计算可用塔顶、塔底的平均值计算 　 五、理论板数的计算 若在板式塔内进行吸收操作，则需计算完成分离任务所需的理论板数。 理论板：塔板上气液两相接触良好，传质充分，以致气液两相在离开该塔板时达到平衡。 理论板数需用物料衡算和气液平衡方程来计算，常用的方法有以下两种：图解法和解析法 1、解析法：适用于Ye=mX情况 公式推导时，联合使用操作线方程和相平衡关系，最后可导出下式： 通过计算可知，当S＜1时N＜NOG．S＞1时则N＞NOG。还可证明，当S＝l时理论板数N和气相总传质单元数NOG相等。 (3)再从点E1作垂线交AB于点P1(X1、Y2)，则点P1的纵坐标Y2代表离开第二层理论板的上升气体组成；依此，在AB与OE线之间作梯级，直至达到或越过B点为止。 （2）从点A出发，作水平线与平衡线OE交于点E1，则点El示出离开第一层理论板的液、气组成X1、Y1； 图解法求理论板数步骤如下 （1）在X? Y坐标中绘出平衡线与操作线，如图所示； 在梯级图解法求理论板数时，气液组成的表示方法既可采用摩尔比Y、X，也可用摩尔分率y、x或气相分压p与液相摩尔浓度C。而且此法既可用于低浓度气体吸收，也可用于高浓度气体吸收及解吸过程。 由于一个梯级或梯级在平衡线上的一个端点(如E1，E2——EN)即代表一层理论板，所以所画的梯级数即为达到规定分离要求所需的理论板数N。 六、解吸 使溶解于液相中的气体释放出来的操作称为解吸或脱吸； 解吸是吸收的逆过程，总传质推动力为 (ye-y) 或 (x-xe)； 降低气体溶解度(如减压、加温)和降低气相主体的溶质分压(如气提或汽提)都有利于解吸过程的进行； 工业解吸过程通常是将溶液由塔顶引入，惰性气体或蒸汽由塔底引入，使两相在塔内逆流接触传质。此过程也称为气提或汽提； 解吸操作过程和设备的计算方法及气液传质理论和吸收过程相同，相对应的计算式形式也类似； 当Ye=mX时 若用板式塔，则所需理论板数 第五节 传质系数和传质理论(自学) 第六节其他条件下的吸收 一、非等温吸收 实际上，在气体吸收过程中总会产生溶解热，当有化学反应发生时，还要放出反应热，因此，吸收塔内液相温度是随着液相中溶质浓度的增加而升高的，即为非等温吸收。 非等温吸收特点： (1)吸收剂用量计算、填料层高度计算方法同等温吸收过程。 (2)由于温度上升，会使平衡线上移，传质推动力减小，所以需增大操作线斜率或增大填料层高度。 (3)相平衡线用变温平衡曲线。 二、多组分吸收 混合气中有二个或二个以上组分同时被吸收的操作称为多组分吸收。 炼焦工业中用洗油吸收焦炉气中的苯、甲苯、二甲苯等组分以及用挥发性极低的烃类来吸收石油裂解气中的多种烃类组分，使之与其中的CH4、H2分离都属多组分吸收。 1、关键组分 多组分吸收的计算，通常是根据工艺要求，首先规定某一溶质组分的吸收率或出塔气相中该组分的浓度。据此决定液气比及所需的理论板数。再根据此理论板数计算其他溶质组分的吸收率及出塔气体与出塔液体的组成。这个首先被规定了分离要求的组分称为关健组分。 2、特点 (1)每一个溶质组分的相平衡常数不同，即有Yie=miXi。 (2)进出塔的气液相各组分浓度不同。(每个组分均有操作线) (3)各组分操作线平行。 3、计算： (1)图解法： ①先定出关键组分，再由关键组分 的L/V和Y=mX求得理论板数。 ②求其他组分的产品分配。 φ：相对吸收率，是吸收塔中溶质的吸收率与理论最大吸收率(即在塔顶达到气液平衡时的吸收率)的比值 (2)解析法：适用于Y=mX 吸收原理与基本概念 相平衡关系 亨利定律 溶解度大，E小，m小，H大。 传质速率 传质速率方程 传质系数 （1）以传质分系数表示的传质速率方程（推动力为一相主体与界面处的溶质组成之差） （2）以总传质系数表示的传质速率方程（推动力为一相主体组成与其平衡组成之差） （3）各传质系数间关系 （4）总传质系数与分传质系数间关系 吸收塔的计算 物料衡算 吸收操作线方程 全塔物料衡算 溶质的回收率φ 最小液气比(L/V)min 填料层高度的计算 计算表达式 传质单元高度 传质单元数 吸收塔的调节与操作型计算 理论板数计算 　 ?Yb＝Yb-Ybe，?Ya＝Ya-Yae 3、图解积分法： 适用各种条件，主要用于相平衡线为曲线的情况。 4、近似梯级图解法：适用条件：相平衡线为直线或曲率不大的曲线。 1、对数平均推动力法：适用条件： 2、解析法：适用条件： 　S=mV/L 其他类型的吸收 高浓度气体吸收 非等温气体吸收 多组分气体吸收 * * 当平衡线为曲线时传质单元数的计算不能再用解析的方法,可用图解积分法. (3)图解积分法 图解积分法的关键在