版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
化工基础ch42024/4/18化工基础ch4吸收塔的实际计算,一般的已知条件是:
1)气体混合物中溶质A的组成(mol分率)以及流量kmol/(m2.s)
2)吸收剂的种类及T、P下的相平衡关系;
3)出塔的气体组成
需要计算:1)吸收剂的用量kmol/(m2.s)(操作型问题)2)塔的工艺尺寸,塔径和填料层高度(设计型问题)2024/4/18化工基础ch4一、吸收塔的物料衡算与操作线方程
1、物料衡算
目的:确定各物流之间的量的关系以及设备中任意位置两物料组成之间的关系。对单位时间内进出吸收塔的A的物质量作衡算
2024/4/18化工基础ch4吸收率混合气中溶质A被吸收的百分率
2、吸收塔的操作线方程式与操作线在m—n截面与塔底截面之间作组分A的衡算2024/4/18化工基础ch4——逆流吸收塔操作线方程在m—n截面与塔顶截面之间作组分A的衡算——逆流吸收塔操作线方程表明:塔内任一截面的气相浓度Y与液相浓度X之间成直线关系,直线的斜率为L/V。
2024/4/18化工基础ch42024/4/18化工基础ch4并流吸收塔的操作线:
吸收操作线总是位于平衡线的上方,如操作线位于平衡线下方,则应进行解吸过程。
2024/4/18化工基础ch4二、吸收剂用量的确定液气比Y1L/VBB*最小液气比2024/4/18化工基础ch4最小液气比的求法图解法正常的平衡线
2024/4/18化工基础ch4平衡线为上凸形时
2024/4/18化工基础ch4计算法适用条件:平衡线符合亨利定律,可用
表示
例:空气与氨的混合气体,总压为101.33kPa,其中氨的分压为1333Pa,用20℃的水吸收混合气中的氨,要求氨的回收率为99%,每小时的处理量为1000kg空气。物系的平衡关系列于本例附表中,若吸收剂用量取最小用量的2倍,试2024/4/18化工基础ch4求每小时送入塔内的水量。溶液浓度(gNH3/100gH2O)22.53分压Pa160020002427分析:求水量吸收剂用量L求Lmin已知L/Lmin平衡常数解:1)平衡关系
2024/4/18化工基础ch42)最小吸收剂用量:
2024/4/18化工基础ch4其中:
2024/4/18化工基础ch43)每小时用水量
三、塔径的计算
—空塔气速
2024/4/18化工基础ch4四、填料层高度的计算
1、填料层高度的基本计算式
对组分A作物料衡算
单位时间内由气相转入液相的A物质的量为:2024/4/18化工基础ch4微元填料层内的吸收速率方程式为:
2024/4/18化工基础ch4低浓度气体吸收时填料层的基本关系式为
气相总体积吸收系数及液相总体积吸收系数
物理意义:在推动力为一个单位的情况下,单位时间单位体积填料层内吸收的溶质量。2、传质单元高度与传质单元数
1)传质单元高度与传质单元数的概念
2024/4/18化工基础ch4的单位
称为“气相总传质单元高度”,用
表示
——气相总传质单元数
2024/4/18化工基础ch4—液相总传质单元高度,m;—液相总传质单元数,无因次;依此类推,可以写出通式:试写出用膜系数及相应的推动力表示的填料层高度的计算式。填料层高度=传质单元高度×传质单元数
2024/4/18化工基础ch4—气膜传质单元高度,m
—气膜传质单元数
—液膜传质单元高度,m
—液膜传质单元数
2024/4/18化工基础ch42)传质单元高度的物理意义
2024/4/18化工基础ch4气体流经一段填料层前后的浓度变化恰等于此段填料层内以气相浓度差表示的总推动力的的平均值时,那么,这段填料层的高度就是一个气相总传质单元高度。2024/4/18化工基础ch4
吸收过程的传质阻力越大,填料层的有效比面积越小,每个传质单元所相当的填料层高度越大。
传质单元数反映吸收过程的难度,任务所要求的气体浓度变化越大,过程的平均推动力越小,则意味着过程难度越大,此时所需的传质单元数越大。3、传质单元数的求法
平衡线为直线时
对数平均推动力法解吸因数法平衡线为曲线时
图解积分法近似梯级法2024/4/18化工基础ch4a)对数平均推动力法
吸收的操作线为直线,当平衡线也为直线时
——直线函数
1)平衡线为直线时2024/4/18化工基础ch42024/4/18化工基础ch4其中:
——塔顶与塔底两截面上吸收推动力的对数平均,称为对数平均推动力。当
相应的对数平均推动力可用算术平均推动力代替。写出NOL、NG、NL的表达式。2024/4/18化工基础ch42024/4/18化工基础ch4b)解吸因数法
平衡关系用直线
表示时,将代入2024/4/18化工基础ch4令
2024/4/18化工基础ch4——解吸因数。平衡线斜率和操作线斜率的比值无因次。S愈大,解吸愈易进行。
——吸收因数
2024/4/18化工基础ch42024/4/18化工基础ch4分析:横坐标
值的大小,反映了溶质吸收率的高低。
在气液进口浓度一定的情况下,吸收率愈高,Y2愈小,横坐标的数值愈大,对应于同一S值的NOG愈大。S反映吸收推动力的大小
在气液进出口浓度及溶质吸收率已知的条件下,若增大S值,也就是减小液气比L/V,则溶液出口浓度提高,塔内吸收推动力变小,NOG值增大。
2024/4/18化工基础ch4对于一固定的吸收塔来说,当NOG已确定时,S值越小,愈大,愈能提高吸收的程度。
减小S增大液气比
吸收剂用量增大,能耗加大,吸收液浓度降低
适宜的S值:
2024/4/18化工基础ch4
例:某生产车间使用一填料塔,用清水逆流吸收混合气中有害组分A,已知操作条件下,气相总传质单元高度为1.5m,进料混合气组成为0.04(组分A的mol分率,下同),出塔尾气组成为0.0053,出塔水溶液浓度为0.0128,操作条件下的平衡关系为Y=2.5X(X、Y均为摩尔比),试求:1)L/V为(L/V)min的多少倍?2)所需填料层高度。3)若气液流量和初始组成均不变,要求最终的尾气排放浓度降至0.0033,求此时所需填料层高度为若干米?
2024/4/18化工基础ch4解:
1)L/V为(L/V)min的倍数2024/4/18化工基础ch42)所需填料层高度解吸因数法
2024/4/18化工基础ch4对数平均推动力法2024/4/18化工基础ch4
2024/4/18化工基础ch43)尾气浓度下降后所需的填料层高度
尾气浓度
2024/4/18化工基础ch42)平衡线不为直线a)图解积分法
AA*YY*XYY2Y12024/4/18化工基础ch4b)近似梯级法MM’M1F1F2024/4/18化工基础ch4分析梯级TF1F
在梯级
T*A*FT中,——平均推动力
2024/4/18化工基础ch4五、理论板层数的计算
1、图解法
2024/4/18化工基础ch42、解析法求理论板层数
1)理论板数的解析表达式
当吸收涉及的浓度区间内平衡关系为直线
时
在
层板间任一截面到塔顶范围内作组分A的衡算
若相平衡关系可采用
表示
2024/4/18化工基础ch42024/4/18化工基础ch4在板间任一截面到塔顶范围内作组分A的衡算
2024/4/18化工基础ch4将
代入,得:同理,可以推到第N与N+1板与塔顶,即塔顶与塔底间组分A的物料衡算式:两端同减
2024/4/18化工基础ch4相对吸收率
溶质的吸收率与理论最大吸收率的比值
分析相对吸收率与吸收率的区别与联系2024/4/18化工基础ch4——克列姆塞尔方程2024/4/18化工基础ch42024/4/18化工基础ch42)理论板数与NOG的关系
2024/4/18化工基础ch4当
时,
当
时,
当
时,
2024/4/18化工基础ch4六、吸收的操作型计算
例:某吸收塔在101.3kPa,293K下用清水逆流吸收丙酮空气混合物中的丙酮,操作液气比为2.1时,丙酮回收率可达95%。已知物系的浓度较低,丙酮在两相间的平衡关系为y=1.18x,吸收过程为气膜控制,总传质系数Kya与气体流率的0.8次方成正比,1)今气体流率增加20%,而流体及气液进出口组成不变,试求:a)丙酮的回收率有何变化?2024/4/18化工基础ch4b)单位时间内被吸收的丙酮量增加多少?2)若气体流率,气液进出口组成,吸收塔的操作温度和压强皆不变,欲将丙酮回收率由原来95%的提高至98%,吸收剂用量应增加到原用量的多少倍?思路:1)已知L/V、m、吸收率解吸因数法求NOGV改变HOG变塔高不变求N’OG解吸因数法求改变后的吸收率2)V不变解吸因数法求改变后的S求LNOG不变Z不变2024/4/18化工基础ch4解:求原有条件下的传质单元数NOG其中:
2024/4/18化工基础ch4当
时,
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 人教版五年级下册数学期末测试卷附参考答案(满分必刷)
- 机械专业综合实训报告总结
- 汽车焊接实训总结
- 酒店管理实训项目报告
- 小学语文浅析课堂小练笔的设计策略
- 小学剪纸教学设计方案及反思
- 旅游节推介会项目方案策划
- 二年级上数学教案-排列-人教新课标
- 2024年酸碱平衡调节药项目融资计划书
- 四年级下册美术教案-第17课《会游的玩具》人教新课标
- 完整版IC反应器的设计
- 消防机器人设计说明书
- 疯狂动物城歌词.doc
- FIRST THOUGHT BEST THOUGHT 108 POEMS
- 屈光性弱视治疗中的双眼视重建
- (完整word版)《明天会更好》完整歌词.doc
- 预应力空心板吊装专项安全施工方案(完整版)
- 柴油发电机组安装施工工艺
- (最新)年产20万吨生物质秸秆固体成型燃料项目可研报告
- 光伏电站监控系统调试报告(模板)
- 优良农作物种子选育加工研发中心项目建议书写作模板
评论
0/150
提交评论