化工单元操作技术樊英鸽60课件.pptVIP

化工单元操作技术樊英鸽Contents目1认识气体吸收过程2认识填料吸收塔3吸收基础知识4吸收工艺条件的确定录化工单元操作技术吸收技术5填料吸收塔的设计与计算化工单元操作技术吸收技术吸收塔的物料衡算与操作线方程

1.物料衡算目的：计算给定吸收任务下所需的吸收剂用量L或吸收剂出口浓度X1。混合气体通过吸收塔的过程中，可溶组分不断被吸收，故气体的总量沿塔高而变，液体也因其中不断溶入可溶组分，其量也沿塔高而变。但是，通过塔的惰性气体量和溶剂量是不变的。化工单元操作技术吸收技术以逆流操作的填料塔为例：对稳定吸收过程，单位时间内气相在塔内被吸收的溶质A的量必须等于液相吸收的量。通过对全塔A物质量作物料衡算，可得：下标“1”代表塔内填料层下底截面，下标“2”代表填料层上顶截面。V——单位时间通过塔的惰性气体量；kmol(B)/s；L——单位时间通过吸收塔的溶剂量；kmol(S)/s；Y——任一截面的混合气体中溶质与惰性气体的摩尔比；kmol(A)/kmol(B)；X——任一截面的溶液中溶质与溶剂的摩尔比；kmol(A)/kmol(S)。化工单元操作技术吸收技术若GA为吸收塔的传质负荷，即气体通过填料塔时，单位时间内溶质被吸收剂吸收的量kmol/s，则进塔气量V和组成Y1是吸收任务规定的，进塔吸收剂温度和组成X2一般由工艺条件所确定，出塔气体组成Y2则由任务给定的吸收率?求出在填料塔内，对气体流量与液体流量一定的稳定的吸收操作，气、液组成沿塔高连续变化；在塔的任一截面接触的气、液两相组成是相互制约的；全塔物料衡算式就代表L、V一定，塔内具有最高气、液浓度的截面“1”（浓端），或具有最低气、液浓度的截面“2”（稀端）的气、液浓度关系。V,Y2V,Y1L,X1L,X2V,YL,X化工单元操作技术吸收技术2.操作线方程与操作线同理，若在任一截面与塔顶端面间作溶质A的物料衡算，有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。（L/V）称为吸收塔操作的液气比。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的物料衡算式为化工单元操作技术吸收技术逆流吸收操作线具有如下特点：（1）当定态连续吸收时，若L、V一定，Y1、X2恒定，则该吸收操作线在X～Y直角坐标图上为通过塔顶A（X2，Y2）及塔底B（X1，Y1）的直线，其斜率为L/V，L/V称为吸收操作的液气比；（2）此操作线仅与吸收操作的液气比、塔底及塔顶溶质组成有关，与系统的平衡关系、塔型及操作条件T、p无关。（3）吸收操作时，吸收操作线在平衡线的上方，且塔内某一截面mn处吸收的推动力为操作线上点K（X，Y）与平衡线的垂直距离(Y－Y*)或水平距离(X*－X)。操作线离平衡线愈远吸收的推动力愈大；解吸操作时，YY*或X*X，故解吸操作线在平衡线的下方。化工单元操作技术吸收技术当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，称为吸收操作线。线上任一点的坐标(Y，X)代表了塔内该截面上气、液两相的组成。操作线上任一点P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。化工单元操作技术吸收技术并流操作线方程对气、液两相并流操作的吸收塔，取塔内填料层任一截面与塔顶（浓端）构成的控制体作物料衡算，可得并流时的操作线方程，其斜率为（-L/V）。化工单元操作技术吸收技术3.吸收塔内流向的选择在Y1至Y2范围内，两相逆流时沿塔高均能保持较大的传质推动力，而两相并流时从塔顶到塔底沿塔高传质推动力逐渐减小，进、出塔两截面推动力相差较大。在气、液两相进、出塔浓度相同的情况下，逆流操作的平均推动力大于并流，从提高吸收传质速率出发，逆流优于并流。这与间壁式对流传热的并流与逆流流向选择分析结果是一致的。工业吸收一般多采用逆流，本章后面的讨论中如无特殊说明，均为逆流吸收。与并流相比，逆流操作时上升的气体将对借重力往下流动的液体产生一曳力，阻碍液体向下流动，因而限制了吸收塔所允许的液体流率和气体流率，这是逆流操作不利的一面。《精细化工