吸收塔的设计型计算吸收塔吸收剂用量和填料层高

吸收塔的设计型计算吸收塔吸收剂用量和填料层高第1页/共22页2023/3/232设计要求：（1）达到分离要求最合理的溶剂用量；

（2）达到分离要求所需要的塔高（填料层高）。

（3）塔径（暂不计算）。1）计算公式2）吸收塔设计型计算的命题1、吸收塔吸收剂用量和填料层高度8.5.4吸收塔的设计型计算第2页/共22页2023/3/2333）设计条件的选择x2增加对传质推动力的影响第3页/共22页2023/3/234设计型问题：G、y1

、y2

、x2

均已知。第4页/共22页2023/3/235结论：L大，NOG小，H小。吸收设计型问题，吸收剂用量L与所需的填料层高度H（NOG）之间的关系：第5页/共22页2023/3/236吸收剂入塔浓度：物料衡算有吸收剂再循环：（1）实际吸收剂入塔浓度增加；（2）塔内操作线斜率稍有增加。若平衡线不变，吸收推动力一般要减小。吸收热效应明显的物系部分吸收剂再循环的定常态操作2、吸收剂再循环的分析及应用第6页/共22页2023/3/237遇到如下两种情况应采用溶剂再循环：1、吸收过程有显著的热效应，大量吸收剂再循环可降低吸收剂出塔温度，平衡线发生明显的向下移动，尽管操作线向下移动，但是，塔内传质的推动力增大。2、吸收的目的在于获得较浓的液相产物，按物料衡算所需的新鲜吸收剂量过少，以至不能保持塔内填料良好的润湿，吸收剂再循环，传质表面积增加，传质系数增大。在一定的液体流量下，当上升气体流速达到一定值时，整个塔段上同时发生大量液体返混，液体在塔顶被出口气体带出塔外，即发生了不正常的液泛现象。返混液体局部返混对传质推动力的影响第7页/共22页2023/3/238

在一逆流操作的吸收塔中用清水吸收氨--空气混合气中的氨，混合气流量为0.025kmol/s,混合气入塔含氨摩尔分数为0.02，出塔含氨摩尔分数为0.001。吸收塔操作时的总压为101.3kPa，温度为293k，在操作浓度范围内，氨水系统的平衡方程为y=1.2x，总传质系数Kya=0.0522kmol/(s.m3)。若塔径为1m，实际液气比是最小液气比的1.2倍，求所需塔高为多少？解：例1：吸收塔高（填料层高）的计算第8页/共22页2023/3/239填料层高度的计算：求NOG方法1：方法2：第9页/共22页2023/3/23103、解吸塔的设计型问题已知：L、x1

、y2

，规定x2（1）解吸塔的最小气液比（2）解吸塔填料层高度的计算规定浓度下标：

塔顶1，塔底2解吸塔第10页/共22页2023/3/2311解吸塔第11页/共22页2023/3/2312解吸塔设计型计算：

用煤油从空气与苯蒸汽的混合气中吸收苯。所得吸收液在解吸塔中用过热水蒸汽进行解吸，待解吸的液体中含苯0.05（摩尔分率，下同），要求解吸后液体中苯的浓度不超过0.005，在解吸操作条件下，平衡关系为y=1.25x，塔内液体流量为0.03kmol/(m2.s),填料的体积传质系数为Kya=0.01kmol/(m3.s)。过热蒸汽的用量为最小用量的1.2倍。试求：（1）过热蒸汽的用量；（2）所需填料层的高度。解：第12页/共22页2023/3/2313证明:例：由式出发解：第13页/共22页2023/3/2314证明:略例：由式出发第14页/共22页2023/3/2315例2：用纯溶剂对低浓度气体作逆流吸收，可溶组分的回收率为η，操作采用的液气比是最小液气比的β倍。物系平衡关系服从亨利定律。试以η、β两个参数列出计算NOG的表达式。解：第15页/共22页2023/3/2316例3：

用清水吸收混合气中的SO2

，气体经两塔后总的回收率为0.91，两塔的用水量相等，且均为最小用水量的1.43倍，两塔的传质单元高度均为1.2m。在操作范围内物系的平衡关系服从亨利定律，试求两塔的塔高。水第16页/共22页2023/3/2317解：第17页/共22页2023/3/2318例3：第18页/共22页2023/3/23194、低含量气体吸收板式吸收塔理论板数的计算理论板：进入塔板的气相、液相在塔板上相互充分地接触传质，离开塔板的气相、液相在组成上互成平衡。所围虚线范围内物料衡算：当平衡线和操作线都可作为直线时，可以导出达到分离要求所需理论板数与塔顶组成、塔底组成等操作条件的关系。（选学）第19页/共22页2023/3/2320自塔顶开始逐板计算：已知ya（吸收要求，塔顶浓度）塔顶下标a，塔底下标b。第20页