第三章节36吸收与解吸2课件(912KB).pptVIP

收因子An,i也与组分流率及相平衡常数有关，而相平衡常数是温度的函数，温度确定之后，相平衡常数也就确定了。所以我们只要对组分流率vn与ln的初值进行设定，就可以得到温度、相平衡常数及吸收因子，那么我们就可以进行吸收塔的逐级计算了。我们在前面已经讲了，吸收塔与精馏塔的区别是，它不能像精馏塔那样按恒摩尔流假定的办法对初值进行设定。由于吸收过程只进行单项传质，所以，可以按“恒流 率比”的概念来设定流率初值。假定全塔各相邻级间气相流率之比值相等，则 将各比值连乘，得到： (6-42) (6-43) 由上式可以推导出各级气相流率的计算公式： 其中，v0 — 原料气流率 vN — 吸收后离塔尾气的流率 vN我们可以根据各组分吸收率估定。这样我们就可以估计出各级的气相流率。 液相流率可以根据全塔的物料衡算式求出： ln+1 =vn+ l1 -v0 其中：l1 — 富吸收液流率，可由各组分收率估算 (6-44) (6-45) 各级温度初值不能按线性分布设定，吸收塔内温度变化主要取决于溶解热，我们假定温度变化与吸收质溶解量成比例，温升比应等于溶解量比，所以得到： 整理上式，则可得到自第2级至第N级温度初值的计算公式： (6-47) (6-46) 式中T1是未知的，我们必须要先把它解决。从全塔看，T0，TN+1为已知条件，假设离开吸收塔的气体温度TN较进入吸收塔的吸收液温度高2~6oC，那么就可以利用全塔的热量平衡解出离塔的富吸收液的温度T1。利用式(6-47)求出各级温度后，估算各级各组分的相平衡常数Kn,i，算出各级各组分的吸收因子An,i，就可以进行首轮逐级计算。 6-2-4 流率与温度的校正 用假定的流率与温度初值，逐级算出气相，液相组分流率分布后，必须通过迭代计算对流率与温度假设值不断加以修正，使之逐步逼近，最后达到收敛要求，为避免同时修正诸变量的复杂性，采取流率与温度分布校正的办法。 (1). 流率分布的校正 当用式(6-39)逐级计算出气相组分流率后，逐级将组分流率值加和即得新一轮气相流率值： 这种迭代法为直接迭代法，收敛判据规定前后两次算出的各级气相流率差值应小于最大允许偏差。计算中如发现新vn值有过度修正情形时，可以采取适当的阻尼措施。流率校正的具体步骤可按下述顺序进行： (1). 输入原始数据，包括用简捷估算的级数，吸 收率，并估算塔两端出料状态。 (6-48) (2).?假设vn(k), ln及Tn(Kn,i)初值。（k纪录迭代次数，此时，k=0）。 (3). 计算An,i=ln/(vn(k) Kn,i) (4). 用式(6-39)自第N级至第1级逐级算出全部vn,i及ln,i。 (5). 计算新的 (6). 从各级的流率偏差中找出最大者： (7). 考察?vmax ? ?v(0.001)?如果满足此条件，则流率校正完成，向下做温度校正。 (8). 否则，返回(3)，用新的vn(k+1)，ln重新计算 (2) 温度分布的校正 温度的校正利用热量平衡解决。有关符号定义如下。 温度Tn下i组分摩尔焓： 气相焓 Hn,i=Hi(Tn); 液相焓 hn,i=hi(Tn) n级物流摩尔焓： 气相焓 液相焓 其中 yn,i=vn,i/vn , xn,i=ln,i/ln n级物流焓： 气相焓 液相焓 当vn，ln，yn,i及xn,i已知时，物流焓仅为Tn的函数，例如组分摩尔焓可表示为温度多项式 Hn,i=Ai+BiTn+CiTn2 hn,i=ai+biTn+ciTn2 将此关系式代入上式，由Tn可求出物流焓值 由于温度隐含于热量平衡关系式，需要迭代求解。首先解决塔两端温度，作全塔热量平衡 lN+1hN+1+v0H0 = vNHN+l1h1 由于TN+1及T0为已知条件，假定TN=TN+1+(2~6oC)，则可分别求出 lN+1hN+1 = lN+1· v0H0 = v0· vNHN = vN· 得出关于T1的关系式 l1h1（T1）= lN+1hN+1+v0H0 -vNHN=C1 式中C1为已知量。假定液相组分摩尔焓的具体表达式为 h1,i=ai+biT1+ciT12 则上式为 取收敛函数为： 导函数为： 则可方便地用牛顿迭代法求得T1值，其步骤是先设T1(r)初值，r代表迭代次数，算出F(T1(r))后，考察是否满足?F(T1(r))???T，如不满足判据要求，则按下式求出新的T1(r+1)，重新计算，直至满足收敛要求。 T1(r+1)= T1(r)-F(T1(r))/ F’(T1(r)) 如此求出第