5.4吸收塔计算（课件）《化工原理（第五版）》同步教学（化学工业出版社）

1 5.4.1 物料衡算与操作线方程 一、全塔物料衡算 条件：定态逆流，假设S不挥发，B不溶解 全塔范围内，对A作物料衡算 ： G,Y2 G,Y1 L,X2 L,X1 ——A被吸收的百分率，称为回收率或吸收率 5.4 吸收塔的计算 2 二、操作线方程式及操作线 （1）逆流吸收 G,Y2 G,Y1 L,X2 L,X1 G,Y L,X GY+LX2=GY2+LX Y2=Y1（1－） ——操作线方程式 3 同理： 逆流吸收操作线具有如下特点： X Y1 Y2 X1 X2 A B Y 4 3）操作线仅与液气比、浓端及稀端组成有关； 与系统的平衡关系、填料及操作条件无关 。 2）操作线通过：塔顶（稀端） A （X2，Y2）； 塔底（浓端） B （X1， Y1）。 1）定态，L、G、Y1、 Y2、 X2恒定； 操作线在X～Y坐标上为一直线，斜率为L/G； L/G为吸收操作的液气比 。 4 5 5）平衡线与操作线共同决定吸收推动力 操作线离平衡线愈远吸收的推动力愈大 4）吸收操作线在平衡线的上方 解吸操作线在平衡线下方 A B K . Y X X* Y* 水平线：X=X*-X 垂直线： Y= Y-Y* 6 5.4.2. 吸收剂用量的确定 在G,Y1,Y2,X2一定 LX1 B2点Lmin, X1max B1 Y1 Y2 A B O E X2 X1 X1* B2 7 一、最小液气比 （1）平衡曲线一般情况（直线、凹线） 对一定的分离任务，操作条件和物系一定，塔内某截面吸收推动力为零，达到指定分离程度所需塔高无穷大时的液气比。 计算 定义 与Y1达平衡的液相组成 8 （2）平衡曲线为凸形曲线情况 9 二、操作液气比 总费用最小 10 5.4.3 填料层高度的计算 一、基本计算式 气相传入液相的A =气相所失A=液相所得A Z Y Y+dY X X+dX dZ Y2 X2 X1 Y1 从微元塔段dZ分析 a：单位体积填料层所提供的有效传质面积， m2/m3 11 以气相为例： 12 填料层高度 气相总传质单元数（无因次） 气相总传质单元高度，m 13 Z计算通式： Z =传质单元高度×传质单元数 14 1）传质单元数 定义 气相总传质单元数 （2）传质单元数与传质单元高度 以 为例 15 NOG的大小反映了取得一定分离效果的难易程度。 气体流经一段填料，溶质组成变化等于该段填料平均传质推动力（Y－Y*）m 时，该段填料为一个传质单元。 高, (Y1-Y2) NOG，吸收困难 一定, (Y-Y*)，推动力NOG，吸收困难 15 16 2）传质单元高度 定义： 气相总传质单元高度，m 意义： 完成一个传质单元分离效果所需的填料层高度； 影响因素： 物性、操作条件、填料性能、流动状况 HOG的大小反映了吸收设备效能的高低 。 16 17 HOG变化范围：0.1～1.0m 体积总传质系数与传质单元高度的关系 气膜控制 17 18 同理 ： 比较上式： 各种传质单元高度之间的关系 19 （3）传质单元数的计算 1）对数平均推动力法 相平衡线为直线 操作线为直线 底：Y1=Y1-Y1* 顶：Y2=Y2-Y2* 中：Y=Y-Y* Y1 Y2 Y1 Y2 Y 20 Y~Y呈直线 代入 21 同理： 对数平均浓度差 22 平衡线与操作线平行时 注意： 平衡线为直线，逆或并流皆可 当 、 时 22 23 2）吸收因数法 平衡关系服从亨利定律 逆流为例： 注意：L/G=m 时，不能用此式；此时采用平均推动力法。 23 24 L/mG 25 5.4.4 吸收塔的操作计算 核算 Z一定时，操作条件与吸收效果间的分析和计算 （１）定性分析 步骤： 1）根据条件定HOG、mG/L 2）用 Z=HOGNOG ，确定NOG的变化 3）用吸收因数法确定Y2的变化 4）由全塔物料衡算分析X1变化 （2）定量计算 26 解吸过程：A从吸收液中分离出的操作 目的：获得所需较纯的溶质 5.4.5 解吸塔的计算 吸收的逆过程 溶剂再生循环使用 27 （1）气提解吸： （2）减压解吸： （3）加热解吸： 解吸方法： 或 解吸能耗大，整个吸收分离的能耗主要在解