陈敏恒-化工原理课件-第八章

1、8.5 低浓度气体吸收 8.5.1 吸收过程的数学描述 一、低浓度气体吸收的特点 1、 为常量 2、吸收过程是等温的 3、传质分系数为常数 二、物料衡算的微分表达式 对微元塔段物料衡算,三、相际传质速率方程式 四、全塔物料衡算,五、传质速率积分式 对低浓度吸收过程 ：容积传质系数,六、传质单元数与传质单元高度 令： ， 令：,仅与分离要求和物系的溶解度有关， 反映了该物系分离的难易程度 与设备类型、操作条件有关，表示 完成一个传质单元所需的塔高，反映 了设备性能优劣 一般： ， 而 与 关系较小,一般为 8.5.2 传质单元数的计算方法,一、操作线与推动力的变化规律 操作线方程 若平衡线在操作

2、范围内 为直线，则 随 和 呈线性变化,二、平衡线为直线时的对数平均推动力法 当操作线、平衡线为直线时,若气液两相并流流动，操作线斜率为负值，以上推导依然适用,三、吸收因数法 ， ， ：解吸因数 ：吸收因数,四、数值积分法 平衡线 为一曲线,8.5.3 吸收塔的设计型计算 一、计算公式 物料衡算式： 相平衡方程式： 吸收过程基本方程式,二、设计型计算的命题 设计要求：求达到指定分离要求所需的塔高 给定条件： ，相平衡关系， 分离要求（ ） 尚须作设计条件选择,三、设计条件的选择 （1）流向选择 一般选逆流， 较大；当 极小时，可 采用并流 （2）吸收剂进口浓度的选择 经济上：若 若 但溶剂再生

3、费用 须优化选择 技术上：当 时， 存在一个上限,3）吸收剂用量的选择和最小液气比 经济上：若 若 但溶剂再生费用 须优化选择,技术上： 下降到一定值后，与平衡线相交， 称 只对设计型问题才有意义,注意：用上式计算并非总是正确的 四、解吸塔的最小气液比,五、吸收剂再循环 入塔吸收剂浓度： 吸收剂再循环，塔内实际 。若分离要求 不变，则 不变，但 ，对吸收过程不利,但在下列两种情况下是有利的： （1）吸收过程有显著的热效应 （2）吸收目的在于获得浓度较高的液相产品 六、塔内返混的影响 返混：少量流体自身由下游返回至上游 任何形式的返混，都将降低传质推动力，对 传质不利,例题1 课本P45，8-1

4、2 例题2 用纯溶剂吸收某混合气中有害组分，已知 ， 与 为常数， 当 时，塔高为 当 时，塔高为 当 时，塔高为 试比较 的大小,解,当 时 ， 即 当 时 ， 即 结论：塔高不取决于 ，而取决于 即回收率要求愈高，塔高愈高,8.5.4 吸收塔的操作型计算 一、操作型计算的命题 （1）第一类命题 给定条件： 流动方式， 或 计算目的： ， （2）第二类命题 给定条件： 流动方式， 或 计算目的：,二、计算方法 由 第二类命题需要试差 三、吸收塔的操作和调节 调节方法：改变吸收剂的入口条件,1） 的调节 原工况如图蓝线所示， 现仅 ， 操作结果如何变化？ ，操作线斜率 ， 讨论： （或 ）呈上升趋势； 则可能 ，也可能 ； 但,吸收剂用量调节的限度 以 为例： 气体两相在塔底达平衡 气液两相在塔顶达平衡 此时操作调节应改变,2） 的调节 原工况如图蓝线所示， 现仅 ， 操作结果如何变化？ 新操作线与原操作线平行， 讨论： ， 不变，而 ，显然 的调节限度：主要受解吸过程的限制,3）吸收剂入塔温度的调节 原工况如图蓝线所示， 现仅 ， 操作结果如何变化？ 新操作线与原操作线平行， 讨论： 对 或 的影响较为复杂，进而使 的变化不确定。但 从而使 ，对吸收有利。 限度：技术上受冷却器能力的限制，经济上受能耗的优化约束,原