第八章 气体吸收4 (课件)《化工原理第四版》同步教学（化学工业出版社）

第八章 气体吸收 tan (t) - 6 高浓度气体吸收 6.1 特点： 正是低浓度气体吸收的三个假定不再成立 ①G,L沿塔变化—用GB,LS作基准 ②吸收过程非等温—按溶解度计算， 温度变化，平衡线为曲线 ③传质系数与浓度有关—吸收为单向扩散 将 视作与浓度无关 6.2 数学描述： 全塔分段计算，数值解 物料衡算 热量衡算 相平衡 传质速率 n段的差分段高度 五个式子,解五个未知数 而 例4 某填料吸收塔用清水逆流吸收空气混合气中的丙酮。原工况下，进塔气体y进=0.015(摩尔分率，下同)，操作液气比为最小液气比的1.5倍，丙酮回收率可达0.99，现气体入塔浓度降为y进’=0.010，进塔气体量提高20%，吸收剂用量、入塔浓度、温度等操作条件均不变。已知操作条件下平衡关系满足亨利定律，总传质系数Kya∝G0.8。试求： (1)新工况下丙酮的回收率； (2)若仍将回收率维持在0.99，则新工况下所需 填料层高度为原工况的多少倍？ 解：①y进=0.015, x进=0, η=0.99 原工况 新工况下，H不变 , 得 η=0.97 ② 7 化学吸收 工业实例 用酸性溶液吸收氨； 用碱性溶液吸收HCl或Cl2; 用浓硫酸吸收气相中的水份； 用碱性溶液吸收SO2； 用强碱液吸收低浓度H2S 例：聚氯乙烯生产 氯乙烯单体中的HCl必须除净 先用水吸收，再用NaOH溶液吸收 7.1 化学吸收优点(与物理吸收相比)： ①提高了选择性; ②提高了吸收速率(ky不变, Ky增加, 溶解度增大); ③减少了吸收剂用量; ④可较彻底除去微量物质. 7.2 反应对相平衡的影响 不可逆反应：A(气)→A(液)→ AB(液)， 溶解度=∞; m=0 可逆反应：A(气) A(液)游离态 AB(液) 相平衡 化学平衡 A的溶解度=[A]+[AB] 例： 溶解的氯有三种状态Cl2, HOCl,Cl - 溶液中按Cl2计的总浓度 , 7.3 反应加快吸收速率 ①降低了液相主体浓度 ②溶质在界面液膜内已部分 反应掉，界面处NA增大 慢反应：吸收为容积过程， 选持液量大的设备 快反应：吸收为表面过程 7.4 增强因子 7.5 化学吸收塔高的计算方法 按化学吸收速率计算塔高 RAa=βkxaxi= kya(y-yi) 若 yi=mxi RAα= Kyα·y 例1：常压、逆流操作的填料塔中，用清水吸收混合气中的A组分，混合气的流率为30kmol/h, 入塔时A组分浓度为0.08(摩尔分率),回收率0.875,相平衡y=2x,设计液气比为最小液气比的1.43倍, Kya=0.0186kmol/m2s, 且Kya∝G0.8，塔径1m。 求： ①所需填料层高度为多少？ ②设计成的吸收塔用于实际操 作时，采用10%吸收剂再循环 流程，新鲜吸收剂用量及其它 条件不变，问回收率为多少？ 操作线如何变化？ 解：①m=2, y进=0.08, x进=0, η=0.875 ②新条件下，H不变, L’=L+0.1L’ 过程气膜控制HOG不变 , 得 按物料衡算 解得 , 操作线变化，原设计 操作线变化 例：某厂现有一新型填料塔用以清水吸收排放气中的低浓度NH3气。为测量该填料的传质单元高度HOG，应如何组织现场测量，取得哪些数据，如何计算HOG？ 解： 1）保持该塔处于稳定操作状态； 2）计量气液相流量L, G; 温度t; 现场取样分析气体进、出口浓度(y进,y出)和 液体进、出口浓度(x进,x出)； 3）查取物性、相平衡数据； 4）计算传质单元数NOG； 5）由实际塔高H计算 Thanks. 24 $$