化工分离第三章5.ppt

2020 2 8 四 多组分吸收 1 吸收和蒸出过程流程 P93图3 34a b c 2 吸收过程的特点 1 原理不同 2 塔式不同 精馏 简单塔 复杂塔 吸收 复杂塔 3 传质形式不同 精馏为双向传质 恒摩尔流假设 吸收为单向传质 一般不能视为恒摩尔流 与精馏比较 2020 2 8 若溶质在气液两相中的浓度不高 摩尔分数不超过0 1 可近似为恒摩尔流 4 关键组分数目不同 精馏有两个关键组分 吸收只有一个关键组分 这是由传质形式决定的 因为精馏为双向传质 而吸收为单向传质 3 多组分吸收的计算 1 吸收因子法 A相平衡 任一组分的相平衡关系可表示为 2020 2 8 又 组分i的吸收因子 令 则相平衡关系为 Note 综合考虑了 物料平衡 与相平衡的 无因次数群 1 Ai是 2 Ai是对某个组分而言的 3 Ai值越大 表示该组分越易吸收 2020 2 8 4 Ai值还与操作条件有关 T P Ki Ai 5 对脱吸过程 有脱吸因子 B物料衡算 全塔物料衡算 又 1 对第n板上i组分作物料衡算 2020 2 8 n 1时 n 2时 2020 2 8 同理 n 3时 n N时 2 由 1 2 得 2020 2 8 汉顿 富兰克林方程 左端 i组分被吸收掉的量 i组分的加入量 吸收率 C平均吸收因子法 克雷姆塞尔方程 1 基本思想 假定各个组分在每块板上的吸收因子相同 又 2020 2 8 若溶质在气液两相中的浓度不高 贫气吸收 恒温操作 平均吸收因子法只适合贫气吸收 2 基本方程 2020 2 8 克雷姆塞尔方程 1 左端 i组分被吸收掉的量 i组分最大可能被吸收掉的量 相对吸收率 2 l0 0时 v0 0 3 由克雷姆塞尔方程得到 2020 2 8 两边取对数 4 吸收因子图 克雷姆塞尔图 P99 图3 9 A 对应最小液气比 吸收剂中不含被吸收组分 2020 2 8 2020 2 8 B N一定时 Ai i 有利于吸收 C A一定时 N i 但随N的增加 速度越来越慢 不能单纯靠增加理论板数来增加吸收程度 or 2020 2 8 已知 3 计算步骤 VN 1 yN 1 i T P x0 i 求解 N V1 y1 i L0 LN xN i 1 根据关键组分的吸收率 由工艺要求给定 求理论板数N c 由AK K查吸收因子图或计算得N b a 由 K确定最小液气比 2020 2 8 2 其它组分相对吸收率的确定 由Ai N查吸收因子图或计算得 i 3 求尾气的组成和量 2020 2 8 且 若吸收剂中不含有被吸收的i组分 即 则 4 吸收液的量和组成及加入吸收剂的量 由全塔物料衡算得 1 2020 2 8 又 气相平均摩尔流量 液相平均摩尔流量 2 1 2 两式联立 可求出LN L0 3 计算原理 多组分吸收的计算原则 根据工艺要求 选定关键组分 并把它视为单组分吸收 2020 2 8 求出其液气比 和使关键组分达到吸收要求的理论板数 再计算其它组分在此理论板数条件下达到的吸收程度 从而求出出塔气体和液体的组成 D平均有效吸收因子法 1 定义 由汉顿 富兰克林方程 2020 2 8 令 3 若吸收剂中不含有被吸收组分 即 2020 2 8 则 2 有效吸收因子的表达式 当N 2时 4 两式相除 N 2时 的表达式 2020 2 8 将 4 式分解因式 即 整理化简得 N 2时 的表达式 2020 2 8 当吸收塔具有N块理论板时 N 2 吸收过程100 在塔顶 塔釜两块板完成 N 3 吸收过程88 在塔顶 塔釜两块板完成 N 4 吸收过程80 在塔顶 塔釜两块板完成 说明 吸收主要由塔顶 塔釜两块板完成 公式中只需将A2用AN代替 即 N块理论板时吸收因子的表达式 2020 2 8 2 计算步骤 P101 步骤a h 计算中要考虑塔内温度的变化 所以需进行热量衡算 4 多组分解吸的计算 1 解吸的定义及用途 定义 使溶解于液体中的被吸收组分蒸出的过程 用途 A用于回收吸收剂 B获取被吸收的组分 2 计算 解吸因子 类似汉顿 富兰克林方程 对解吸过程 2020 2 8 解吸率 蒸出率