化工原理课件教学课件PPT吸收塔的计算.ppt

第三节吸收塔的计算 3 吸收过程的操作型计算 在塔设备条件下 填料层高度 理论或实际板数及塔径等 已知的前提下 计算在不同操作条件下分离一定的混合物所能达到的分离效果 目的 指导吸收塔的操作和调节 以在操作参数变化或波动的情况下 采取适宜操作措施保证达到分离的工艺要求 1 气体流量对吸收操作的影响 某塔在101 3kn m2 293k下 用清水逆流吸收丙酮 空气混合物中的丙酮 当操作时的液气比为2 丙酮的回收率为95 y 1 18x 气膜控制 v增加20 l y1 x2均不变 塔截面积为1m2 1 丙酮的回收率有何变化 2 单位时间内被吸收的丙酮量增加了多少 3 吸收塔的平均推动力如何变化 解题思路 已知条件 p 101 3kpat 293kx2 0l v 2 0 95m 1 18kya v0 8v 1 2vl y1 x2均不变 y2 y2 z不变 x1y1y2m 解 由 得 单位时间内新旧工况下回收的丙酮的量比为 由物料衡算式 可得 平均推动力 则 v则z一定 nog 定性分析 v增加 气膜控制 hol基本不变 nol不变 2 液体流量对吸收操作的影响 联合或液膜控制过程 气膜控制 3 温度或压力的影响 kxa kxa 联合或液膜控制过程 气膜控制 定性分析总结 v增大 y2增大 x1增大l增大 y2减小 x1减小t下降 y2减小 x1增大p增大 y2减小 x1增大 操作型计算定性分析步骤 1 根据命题给条件确定的hog s的变化情况 2 利用判别的变化趋势 3 确定的变化情况 4 确定的变化趋势 5 最后确定的变化趋势 有3种方法 利用确定的变化趋势 须与对数平均推动力法结合用 很繁琐 根据 a 根据题给条件确定hol a的变化趋势 b 利用判别的变化趋势 c 确定的变化情况 确定的变化趋势 近似法高吸收率时 强化吸收过程的途径 自学 从na ky y可以看出 影响吸收的主要因素 ky 吸收推动力 y 相接触面积s一 提高吸收总系数ky 或kg 或kx 或kl 吸收过程的主要阻力集中在滞流膜上 要提高吸收总系数 必须设法降低气膜和液膜的厚度 通过加大流体的流动速度 增加流体的湍动程度 则可减小滞流膜层的厚度 对于易溶气体 kg约等于kg 是气膜控制过程 关键是降低气膜层的厚度 增加气体总压 增加气流速度 增大气相的湍动程度 则膜分系数增大 ky p kg 但是 气流速度应根据设备大小来考虑 不能超过液流速度 对于难溶气体 kl约等于kl 是液膜控制过程 关键是降低液膜厚度 提高吸收剂的流速 增大液相的湍流程度 使液膜分系数增大 kx约等于c kl 溶解度适中的气体 其吸收速度由两个膜控制 同时增大气相和液相流速 增大两相的湍动程度 从而减小两膜的厚度 二 增大吸收推动力 或 从气相推动力 p p 来分析 增大吸收质的分压p 减小吸收质平衡分压p 有利于 p或 y增大 选择较大的溶解性吸收剂 操作温度较低 可以降低p 增大气体总压可以提高分压pa 从液相推动力 c c 来分析 增大吸收质在液相中的浓度c 减小吸收剂中吸收质的浓度c 则有利于 c或 x的增大 选择较大的溶解性吸收剂可提高c 降低c 有利于 c或 x的增大 三 增大单位吸收传质面积 面积主要由设备来决定 对于填料塔 应该注意 填料的选型 应尽量选比表面积大的填料 增大气液分散度 液体喷淋均匀 填料充分润湿 保证上升气泡和液层充分接触 达到传质目的 采用湍流塔 促使气液充分湍动 两相接触面不断更新 扩大了接触面积 由于吸收质与吸收剂中的活泼组分发生化学反应 使吸收质在液相中的浓度y 变小 增大了气相传质推动力 若是不可逆 气相y 0 说明伴有化学反应的吸收操作比起单纯的物理吸收操作效率要高 如用nacl nh3 h2o吸收co2 铜氨溶液吸收co等 四 利用化学反应 例 在一填料吸收塔内 用含溶质为0 0099 摩尔分数 的吸收剂逆流吸收混合气中溶质的85 进塔气体中溶质浓度为0 091 摩尔分数 操作液气比为0 9 已知操作条件下系统的平衡关系为 试求 1 逆流操作改为并流操作后所得吸收液的浓度 2 逆流操作与并流操作平均吸收推动力的比 假设体积传质系数与流动方式无关 解 已知y1 0 091x2 0 0099 0 85l v 0 9m 0 86逆流吸收时 改为并流吸收后 设出塔气 液相组成为y1 x1 进塔气 液相组成不变y2 0 091 x2 0 0099 物料衡算 将物料衡算式代入整理得 逆流改为并流后 因kya不变 即传质单元