第二章 吸收第四次课

第二章吸收第四次课1第1页，课件共19页，创作于2023年2月2-3-1吸收塔的物料衡算及操作线方程1、物料衡算

逆向接触，溶剂、惰性气体的流量为常数气液浓度使用摩尔比设计计算：工艺给定设计条件，即给定混合气体的处理量G及组成y1。给定分离要求y２或规定溶质组分的回收率。

V,Y1L,X1V,Y2L,X22第2页，课件共19页，创作于2023年2月VVV,Y1X1LY2

Y

二、逆流吸收塔的操作线方程V-惰性气体通量，kmol/h;

L-溶剂用量，kmol/s;

Y,X-任意塔截面上气液相组成，摩尔比。

3第3页，课件共19页，创作于2023年2月L，V，X2，Y2均为定值稳定吸收，操作线为直线，斜率为L/VY1YY2

X2

X

X1ABP

Y=mX操作线由物料衡算得出,与其他因素无关。气相中溶质分压p>与液相溶质成平衡的分压pe操作线在平衡线的上方塔内任一截面P气液两相浓度的关系A（Y2,X2)：塔顶B(Y1,X1):塔底4第4页，课件共19页，创作于2023年2月3.并流吸收操作线APBV,Y2L,X2

V,Y

L,XV,Y1L,X1Y2Y1X2X1

Y=mXBA5第5页，课件共19页，创作于2023年2月4.逆流和并流对比逆流的推动力>并流的推动力，处理气量较大时常采用并流逆流推动力均匀气相组成相同时，逆流出塔液相组成浓度高。6第6页，课件共19页，创作于2023年2月2－3－2吸收剂用量的确定1.传质推动力。操作线离开平衡线距离表示吸收过程的总推动力为Δy,Δx，7第7页，课件共19页，创作于2023年2月2、最小液气比和最小溶剂用量液气比（L/V)是吸收设计中的重要参数随操作线斜率，即（L/V)减小，操作线向平衡线靠近，传质推动力减小，完成相同分离要求所需Z或NT板数增大，即塔增高。Y1Y2

123此时相应的液气比为（L/V)min。当（L/V)减小至操作线与平衡线相交时如图所示。相交处传质推动力为零，所需Z＝无穷高，8第8页，课件共19页，创作于2023年2月对于相平衡关系不同的体系，则（L/V)min的确定方法也不相同，在塔底气液达到平衡状态，X1=X1max=X1eX1e的求法：（1）由相平衡方程求得：如X1e＝Y1/m(2)由图解法求得：(3)对于相平衡关系不同的体系，则（L/v)min的确定方法也不相同，如图(b)所示。由其切点E确定9第9页，课件共19页，创作于2023年2月3.操作液气比及溶剂用量的确定L/V,操作线远离平衡线，△Y

，Z设备费出塔液相浓度X1，吸收剂循环使用，液体处理量增大，操作费最小液气比是操作的一种极限状态，实际操作液气比一定大于该值，取最小液气比（L/V)min的（1.1～2.0）倍L/V与设备费和操作费有关10第10页，课件共19页，创作于2023年2月2.3.3填料层高度的计算对传质微元进行物料衡算。气液两相经dZ的吸收传质量

dGA=-VdY=LdX

(kmol/s)V,Y2L,X2

V,Y

L,XV,Y1L,X1V,Y+dYL,X+dXZdZ-VdY=KY(Y-Ye)(αSdZ)LdX=KX(Xe-X)(αSdZ)dA-微元填料层内的传质面积a=填料有效表面积/填料层的体积在微元内的吸收速率单位(kmol/s.m2)

NA=KY(Y-Ye)=KX(Xe-X)dGA=NAdA=NA(αSdZ)

11第11页，课件共19页，创作于2023年2月

1.填料层高度计算基本方程Z－填料层高度α-单位体积填料层所提供的有效传质面积Kyα－总体积传质系数－kmol/m3.s实验测定物理意义：推动力＝1时，单位时间单位体积填料内吸收的溶质量12第12页，课件共19页，创作于2023年2月2.传质单元高度与传质单元数填料层高度＝传质单元高度×传质单元数13第13页，课件共19页，创作于2023年2月14第14页，课件共19页，创作于2023年2月15第15页，课件共19页，创作于2023年2月16第16页，课件共19页，创作于2023年2月点评：此题是对吸收章节的全面复习，涉及到下面五个重要的知识点。1．吸收平衡关系——亨利定律，涉及了m与H的换算公式，H的单位，也复习到了。2．操作线方程和最小液气比的计算。3．传质系数及其关系的换算，4．平均推动力法求算填料层高度。5．吸收因数法求算填料层高度。还有吸收率和理想气体状态方程等均有涉及。17第17页，课件共19页，创作于2023年2月【例3-2】在常压逆流操作的填料吸收塔中用清水吸收空气中某溶质Ａ，进