化工原理 下册 天津大学柴诚敬 13－14学时.ppt

8.4低组成气体吸收的计算,8.4.1物料衡算与操作线方程,第八章气体吸收,8.4.2吸收剂用量的确定,8.4.3塔径的计算,8.4.4吸收塔有效高度的计算,一、传质单元数法,二、等板高度法,(3)解析法,(克列姆塞尔法),依次使用操作线方程和平衡方程，经推导可得,平衡关系,操作关系,二、等板高度法,克列姆塞尔方程,溶质的吸收率,溶质的最大吸收率,溶质的相对吸收率,代入整理得,二、等板高度法,克列姆塞尔方程,克列姆塞尔算图,进一步整理得,整理可得,或,二、等板高度法,克列姆塞尔方程,NT,关系曲线图,8.1吸收过程概述,8.2吸收过程的相平衡关系,8.3吸收过程的速率关系,8.4低组成气体吸收的计算,第八章气体吸收,8.5吸收系数,吸收系数是吸收过程计算的关键。吸收系数不仅与物性、设备类型、填料形状和规格等有关，而且还与塔内流体流动状况、操作条件密切相关。,吸收系数的获取途径,实验测定,经验公式计算,准数关联式计算,获取吸收系数途径,8.1吸收过程概述,8.2吸收过程的相平衡关系,8.3吸收过程的速率关系,8.4低组成气体吸收的计算,8.5.1吸收系数的测定,第八章气体吸收,8.5吸收系数,一、实验装置与流程,实验测定是获得吸收系数的根本途径。实验测定一般在已知内径和填料层高度的中间实验设备上或生产装置上进行，用实际操作的物系，选定一定的操作条件进行实验。,水吸收氨过程吸收系数的测定实验流程,二、测定方法,测定数据：,计算进塔气体组成Y1,操作温度t,操作压力P,出塔气体组成Y2,出塔液体组成X1,空气流量,水流量,氨气流量,总体积吸收系数KYa计算公式：,三、吸收系数的计算,8.5.1吸收系数的测定,第八章气体吸收,8.5吸收系数,8.5.2吸收系数的经验公式(选读),8.5.3吸收系数的准数关联式,一、准数关联式中常用的准数,1.施伍德(Sherwood)数,气相施伍德数,液相施伍德数,施伍德数为量纲为一的吸收系数,特征尺寸,2.施密特(Schmidt)数,气相施密特数,液相施密特数,施密特数反映物性对吸收过程的影响,一、准数关联式中常用的准数,3.雷诺(Reynolds)数,气相雷诺数,液相雷诺数,一、准数关联式中常用的准数,填料层当量直径,一、准数关联式中常用的准数,填料层空隙率,填料比表面积,填料塔中气相雷诺数,一、准数关联式中常用的准数,空塔气速,实际气速,G,气相空塔质量速度，kg/(m2s),填料塔中液相雷诺数,一、准数关联式中常用的准数,W,液相空塔质量速度，kg/(m2s),雷诺数反映流动状况对吸收过程的影响,4.伽利略(Gallilio)数,伽利略数,伽利略数反映重力对吸收过程的影响,一、准数关联式中常用的准数,重力加速度,液相在填料塔内靠重力下流，故与重力场有关。,5.彼克列(Peclet)数,气相彼克列数,彼克列数反映混合特性对吸收过程的影响,液相彼克列数,一、准数关联式中常用的准数,填料塔内存在气、液两相的返混。,传质效率降低,气膜吸收系数的准数关联式,液膜吸收系数的准数关联式,吸收系数的准数关联式公式(选读),二、吸收系数的准数关联式,第八章气体吸收,8.5吸收系数,8.6其他吸收与解吸,8.6.1其他吸收过程(选读),8.6.2解吸(脱吸),一、解吸的原理与应用,吸收,解吸,气相中的溶质向液相中溶解,液相中的溶质向气相中释放,低温、高压,高温、低压,应用场合,溶剂昂贵；不易获得,吸收溶质为目的产物,传质方向,操作条件,二、化工中常用的解吸方法,解吸方法,加热解吸,加入气提气，降低溶质的分压。,吸收在加压下进行，通过减压进行解吸。,对吸收液加热，通过升温进行解吸。,加热减压联合进行，提高解吸程度。,气提解吸,减压解吸,加热减压联合解吸,脱碳系统吸收液的减压解吸工艺流程,1吸收塔2闪蒸罐3溶剂泵4解吸塔,2.2MPa,0.6MPa,0.1MPa,脱碳系统吸收液的减压气提解吸工艺流程,1吸收塔；2闪蒸罐；3溶剂泵；4解吸塔；5气提解吸塔,2.2MPa,0.6MPa,0.1MPa,三、气提解吸的计算,从原理上，气提解吸与逆流吸收是相同的，只是在解吸中传质的方向与吸收相反，吸收过程的操作线在平衡线的上方，而解吸过程的操作线在平衡线的下方。因此，吸收过程的分析方法和计算方法均适用于解吸过程。,气提解吸过程示意图,1.操作线方程,气提解吸操作线方程可通过物料衡算获得,三、气提解吸的计算,气提解吸操作线方程,或,直线通过点,操作线方程为直线,直线的斜率,B(X1，Y1),T(X2，Y2),三、气提解吸的计算,塔底,塔顶,吸收与解吸操作线的比较,吸收