汽提塔及汽提塔塔板数计算教案资料

1、汽提塔及汽提塔塔板数计算易挥发有机化合物气提塔塔板数计算1基础计算式采用板式塔的空气气提工艺流程见图1。废水靠其重力自上而下流动, 新鲜的缩压空气由下向上与废水逆流接触气提废水中的易挥发有机化合物。在第n 块塔板上的i组分的质量衡算式为:L xn- 1, i+ V yn+ 1, i= Lxn, i+ V yn, i ( 1)式中L 废水的摩尔流量, m o l /h. V 空气的摩尔流量, mo l /h x i组分在液相的摩尔分数 y i组分在气相的摩尔分数易挥发有机化合物气提塔塔板数计算2理想塔板数计算塔板的结构见图2。对理想塔板来说, 某组分离开第n 块塔板的气相浓度yn 与该塔板上的液

2、相处于平衡状态, 则yn, i= K ixn, i( 2)yn, i i组分离开第n 块塔板的气相摩尔分数 K i i组分的相平衡常数xn, i i组分的液相摩尔分数易挥发有机化合物气提塔塔板数计算2理想塔板数计算将式( 2) 代入式( 1) 得:Si xn- 1, i= ( 1+ Si ) xn, i- xn- 1, i( 3)式中Si= K i (V /L ) 为气提因数, 它是确定气提塔操作的重要参数。如果进口空气不含有机杂质, 即yN+ 1, i= 0,式( 3) 的解为:易挥发有机化合物气提塔塔板数计算3实际塔板数计算对于实际塔板来说, 离开第n块塔板的气液两相并不处于平衡状态, 见

3、图3。其非理想程度可用其气相的Murphree 效率Em i来表示,其表达式为:式中yn, i* 为与第n块塔板上的液相浓度xn, i成相平衡的气相浓度, 即 yn, *i = K ixn, i。故式 ( 6)可整理为:易挥发有机化合物气提塔塔板数计算3实际塔板数计算由第n块塔板到塔底第N 块塔板的i组分的质量衡算可导出:令n= n+ 1, 则将式( 8) 和式( 9) 代入式( 7) 得:式中易挥发有机化合物气提塔塔板数计算3实际塔板数计算 式( 10) 为一次线性限定差分方程, 可借助两个限定条件n= 0, x= x0和n= N, x= xN 来求解。如果进入的空气为新鲜空气, 即yN+

4、1= 0，式中Ri= xN, i /xo, i为废水中残留料分数。易挥发有机化合物气提塔塔板数计算3实际塔板数计算 从式( 12) 和式( 13) 可以看出: 当Si 1时, Ri值随N 的增加而变小。当Si 接近1时,N 变成一个相当大的数, 这是因为对于易挥发有机化合物的气提来说, Ri 通常是个很小的数。当Si 1时, Ri 随N 的无限增加而接近一定值, 并可由下式求得:易挥发有机化合物气提塔塔板数计算4结论 利用式( 12) 和式( 13) 可计算废水中易挥发有机化合物的空气气提塔的塔板数, 也可借助电子计算机推导出计算曲线或图表。对于废水中残留物分数R= 0. 01, 0. 001

5、, 0. 0001,以Em 为参数, S对N 的曲线分别在图4、图5、和图6中给出。易挥发有机化合物气提塔塔板数计算图4R= 0. 01, 塔板数与S 和Em 的关系易挥发有机化合物气提塔塔板数计算图5R= 0. 001, 塔板数与S 和Em 的关系易挥发有机化合物气提塔塔板数计算图6R= 0. 0001, 塔板数与S 和Em 的关系易挥发有机化合物气提塔塔板数计算参考文献： 1.崔胜民，易挥发有机化合物气提塔塔板数计算，化工装备技术 , 1994(04)符号说明：Em 气相的M u rph ree效率i第i组分K 相平衡常数L 废水的摩尔流量, m o l /hN 气提塔的塔板数n 第n 块塔板R 废水中残留物分数, xN / xOS 气提因数V 空气的摩尔流量, m o l /hx i组分在液相的摩尔分数y i组分在气相的摩尔分数y* 与液相浓度x