吸收剂循环.doc

吸收剂再循环操作的应用举例1用纯水吸收空气氨混合气体中的氨，氨的初始含量为0.05（摩尔分数），要求氨的回收率不低于95%，塔底得到的氨水含量不低于0.05。已知在操作条件下气液平衡关系ye=0.95x，试计算：（1）采用逆流操作，气体流率取0.02kmol/(m2s),体积传质系数Kya=0.02kmol/(m2s)，所需塔高为多少？（2）采用部分吸收剂在循环流程，新鲜吸收剂与循环量之比L/LR=20，气体流速不变，Kya也假定不变，所需塔高为多少？解：（1）气体出口含量为y2=(1-)y1=(1-0.95)0.05=0.0025由物料衡算可求得液气比为因L/G=m=0.95，传质平均推动力为ym=y2=0.0025所需塔高为（2） 采用部分吸收剂再循环后，吸收剂入塔含量塔内的液气比为操作线如图1-b中虚线所示。平均传质推动力为所需塔高为从本例计算结果可以看出，吸收及再循环可使吸收剂入口含量提高、平均传质推动力减小，如果传质系数Kya不变，则所需塔高增加。当循环量大到一定程度是，x2=x2e=y2/m，ym=0,，则塔再高也不可能达到分离要求。 图1-b 图1-a2在常压逆流操作、塔径为1.2m的填料塔中，用清水吸收混合气中的A组分，混合气流率为50kmol/h, 入塔时A组分浓度为0.08(摩尔分率) ，回收率为0.90 ，相平衡关系为y=2x ，设计液气比为最小液气比的1.5倍, 总传质系数Kya=0.0186, 且 KyaG0.8。试求：（1 ）吸收塔气、液出口浓度各为多少？所需填料层高度为多少米？（2 ）若设计成的吸收塔用于实际操作时，采用20%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？解：（1）2、 新工况下 多股进料或者侧线出料精馏举例1、 多股进料用填料塔吸收混合气体中的有用成分。塔底入塔气体浓度y1=0.05（摩尔分数，下同），回收率为90%，用纯溶剂吸收，液气比L/G=1，操作条件下，物系平衡关系y=0.5x,HOG=1m，气膜控制，试求：（1）为完成此分离任务，所需填料层高度H；（2）若采用纯溶剂分成两股加料（流程如图虚线所示），一股L/2溶剂仍从塔顶加入，另一股L/2溶剂从距塔顶2m处加入，求为完成同样的分离任务所需填料层高度；（3）在y-x图上画出两种情况下的操作线和平衡线，并说明填料层高度变化的原因。解：（1） 所以（2） 上层H=2m， 操作线与平衡线平行 由上层物料衡算即0.03-0.01=0.5（x=0）得x=0.04 由节点处物料衡算即得 下层 由计算结果可看出，分股加料时塔高增加。这是因为在第二股加料处存在返混现象。任何返混都将造成传质推动力下降。（3） 在y-x图上画出两种情况下的平衡线和操作线如图2b所示。不同浓度液体的混合降低了传质推动力，因而增加了所需的填料层的高度。 图2-a 图2-b2、 侧线出料用连续精馏塔同时取得两种产品，高含量者取自塔顶xD=0.9(摩尔分数，下同)，低含量者取自塔侧（液相抽出）xD=0.7（如图示）。已知：xF=0.4,xW=0.1,q=1.05,R=2,系统=2.4.D/D1=2（摩尔比）试求所需的理论板数。解：第一段操作线方程： 第二段操作线方程：因为D1为液相，所以所以第三段操作线方程因为q=1.05所以 全塔物料衡算D/D1=2求得D1/F=0.136，D/F=0.272所以Q线方程联立Y=21x-8,y=0.5x-0.418 查得交点坐标 x=0.411,y=0.631由塔顶y1=xD=0.9 x1=0.789 Y2=0.6670.789+0.3=0.826依次计算NT12y0.90.826x0.7890.664X2Xd1=0.7按第二段操作线计算 y=0.5x+0.417NT3456789y0.7490.7460.6920.6590.640.640.625x0.6570.5500.4840.4460.4260.4150.410 X9X=0.411,按第三段操作线计算 y=1.683x-0.693NT101112131415161718y0.6210.6140.6020.5820.5