吸收塔物料衡算

1、1,2.3 传质机理与吸收速率,2.4 吸收塔的计算,2.4.1 物料衡算与操作线方程,2.4.2 吸收剂用量的确定,第 2 章 吸 收,2,一、最小液气比,在吸收塔的计算中，通常气体处理量是已知的，而吸收剂的用量需通过工艺计算来确定。在气量一定的情况下，确定吸收剂的用量也即确定液气比 l / v。,液气比l/v的确定方法是，先求出吸收过程的最小液气比(l/v)min，然后再根据工程经验，确定适宜（操作）液气比。,3,吸收塔的最小液气比,y*=f(x),4,最小液气比可用图解法求得 ：,最小液气比,最小溶剂用量,纯溶剂吸收,一、最小液气比,5,吸收塔的最小液气比 （非正常曲线）,y*=f(x)

2、,一、最小液气比,6,二、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 传质机理与吸收速率,2.4 吸收塔的计算,2.4.1 物料衡算与操作线方程,2.4.2 吸收剂用量的确定,2.4.3 塔径的计算,第 2 章 吸 收,8,一、塔径的计算公式,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,9,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。,二、塔径计算注意事项,塔径

3、的圆整问题。,注意事项,10,2.3 传质机理与吸收速率,2.4 吸收塔的计算,2.4.1 物料衡算与操作线方程,2.4.2 吸收剂用量的确定,2.4.3 塔径的计算,2.4.4 填料层高度的计算,第 2 章 吸 收,11,一、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,12,在微元填料层内对组分a作物料衡算：,填料润湿比表面积aw,填料有效比表面积a,填料有效比表面积 m2/m3,吸收塔截面积 m2,一、传质单元

4、数法,填料总比表面积,13,由吸收速率方程式,代入可得,一、传质单元数法,14,整理可得,在全塔范围内积分,填料层高度基 本计算公式,一、传质单元数法,15,2. 传质单元高度与传质单元数,比较：换热器的换热管长度基本计算公式,传热单 元长度,传热单 元数,传热单 元长度,传热单 元数,一、传质单元数法,16,分析,令,一、传质单元数法,气相总传质 单元高度,气相总传质 单元数,17,令,同理,一、传质单元数法,液相总传质 单元高度,液相总传质 单元数,18,填料的有效比表面积 a 很难确定，通常将 ky a 及kx a 作为一体,kmol/(m3s)；,kx a, 液相总体积吸收系数，,ky

5、 a, 气相总体积吸收系数，,一、传质单元数法,kmol/(m3s)。,19,ky,na,hog,hog 是反映吸收速率大小因数，hog 越小，吸收速率越大。,一、传质单元数法,hog的物理意义,20,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,一、传质单元数法,hog的物理意义,21,3. 传质单元数的求法,(1) 解析法,1）脱吸因数法,设平衡关系为,由操作线方程，可得,直线 关系,一、传质单元数法,22,令,脱吸因数,则,一、传质单元数法,脱吸因数为平衡线斜率 与操作线斜率的比值,23,积分并化简，可得,适用条件：,同理，可导出,吸收因数,平衡关系为直线,一、传质单元数法,吸收因数为操作线斜率 与平衡线斜率的比值,24,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,25,2） 对数平均推动力法,由于,所以,一、传质单元数法,26,可导出,令,则,对数平均推动力,一、传质单元数法,27,同理，可导出,其中,平衡关系为直线。,一、传质单元数法,适用条件,28,若,或,则,或,可用算术平均值代替对数平均值,一、传质单元数法,29,(2) 数值积分法,辛普森(simpson)数值积分法,平衡关系为曲线。,一、传质单元数法,适用条件,30,思