化工原理下2-4吸收计算.ppt

回顾 吸收塔全塔物料衡算与操作线方程 2 3 2吸收剂用量 对于吸收塔的设计 生产任务一定 已知平衡关系 已知V Y1 Y2 求塔径D和塔高H 要确定操作关系才能计算 X2由脱吸程度决定 新鲜吸收剂的X2为0 当X2也确定了 操作线还是不能确定 还需确定吸收剂的用量 3 吸收塔的最小液气比 Y f X 1 最小液气比 X2 Y1 Y2 Y mX X1 最小液气比对应的设备费为无穷大 最小溶剂用量 纯溶剂吸收 注意 平衡线上凸时 应利用切点坐标求取最小液气比 6 2 适宜的液气比 处理量V一定 L L V 操作费用 设备费用 填料层高度 动力消耗 根据生产实践经验 取 推动力 适宜液气比 适宜溶剂用量 7 2 3 3塔径的计算 工业上的吸收塔通常为圆柱形 故吸收塔的直径可根据圆形管道内的流量公式计算 即 吸收塔直径计算式 计算塔径时 一般应以塔底的气量为依据 计算塔径时 Vs采用操作状态下的数据 计算塔径的关键在于确定适宜的空塔气速u 塔径的圆整问题 注意事项 8 2 3 4填料层高度的计算 传质单元数法 1 基本计算公式 填料塔为连续接触式设备 随着吸收的进行 沿填料层高度气液两相的组成均不断变化 塔内各截面上的吸收速率并不相同 为解决填料层高度的计算问题 需要对微元填料层进行物料衡算 微元填料层的物料衡算 对微元作物料衡算 单位时间内传质的量为 VdY LdX Kmol s 微元内 认为NA Kmol m 2 s 1 不变 沿塔高 浓度变化 NA变化 由传质速率计算单位时间内微元传质的量为 NAdA NA a dZ 其中NA KY Y Y KX X X VdY KY Y Y a dZ LdX KX X X a dZ VdY LdX dG dG NAdA a有效比表面 被流动的液体膜层覆盖的填料表面 与填料形状 尺寸填充情况有关 流体流动情况有关难测定 KYa气相总体积吸收系数 Kmol m 3 s 1 Kxa液相总体积吸收系数 2 传质单元高度与传质单元数 气相总传质单元数 m 气相总传质单元高度 无因次 液相总传质单元高度 液相总传质单元数 填料高度 传质单元高度 传质单元数 14 KY NA HOG HOG是反映吸收速率大小因数 HOG越小 吸收速率越大 1 HOG的物理意义 15 NOG是反映吸收分离难易程度的因数 NOG越大 吸收分离的难度越大 Z NOG HOG一定 吸收分离的难度 2 NOG的物理意义 3 传质单元高度的影响因素 与V KYa 反映传质阻力 填料性能 润湿情况等 有关 对每种填料而言 传质单元高度变化不大 查有关资料或经验公式计算 4 传质单元数的影响因素 反应吸收过程的难易程度 任务所要求的气体浓度变化 Y1 Y2 过程的推动力 Y Y 17 3 传质单元数的求法 1 脱吸因数法 条件 平衡线为直线 19 同理 可导出 吸收因数 吸收因数为操作线斜率与平衡线斜率的比值 20 NOG 关系曲线图 计算填料层高度 计算尾气浓度 计算吸收剂用量 2 对数平均推动力式 条件 平衡线为直线 直线 传质推动力 沿塔变化呈线性变化 仿传热平均温差计算公式 同理 对数平均推动力确定NOL 3 图解梯级法传质单元高度物理意义 宏观 设填料高度恰等于一个传质单元高度 若通过一段填料高度前后浓度变化 Y1 Y2 恰好等于此段填料内的总推动力的平均值 Y Y m 则为一个传质单元 条件 原理 平衡线为直线 或弯曲程度不大 传质单元的概念 即 Y1 Y2 Y Y m 作图求NOG 作推动力 Y Y 的中线NM 过T作水平线 使TF FF 过F 作垂直线 交操作线为A 每作一个梯级TF A 代表为一个气相总传质单元