河北化工医药职业技术学化原

河北化工医药职业技术学院化原课件第八章

吸收1第一节概述一、吸收操作及其在化工生产中的应用吸收操作:用适当的液体吸收剂处理气体混合物，以除去一种或多种组分的操作。分离的依据:混合气中各组分在液体溶剂中溶解度的不同。分离的对象:气体混合物。操作性质:气—液相间的传质过程。（单向）

河北化工医药职业技术学院化原课件2吸收质（溶质）

——

可溶组分（A）惰性气（载体）

——

不被吸收的组分（B）吸收剂（溶剂）

——

吸收操作中所用的液体（S）吸收液——

吸收操作中所得到的溶液（A+S）尾气——

吸收操作中所排出的气体（B+S）

河北化工医药职业技术学院化原课件3（1）气体吸收选择一定的溶剂（外界引入第二相）造成两相,处理气体混合物。（2）液体蒸馏对于液体混合物加热,使混合物内部造成两相,利用不同组分挥发性的差异,使得液体混合物得以分离。

河北化工医药职业技术学院化原课件4（3）固体干燥对含一定湿分的固体提供一定的热量,使溶剂汽化,利用湿分压差,使湿分从固体表面或内部转移到气相,从而将含湿分的固体物料得以净化。

河北化工医药职业技术学院化原课件58.1.2.相组成表示法1．质量分率与摩尔分率质量分率:在混合物中某组分的质量占混合物总质量的分率。

河北化工医药职业技术学院化原课件摩尔分率:在混合物中某组分的摩尔数占混合物总摩尔数的分率。6

河北化工医药职业技术学院化原课件质量分率与摩尔分率的关系:气相:液相:72．质量比与摩尔比质量比:混合物中某组分A的质量与惰性组分B（不参加传质的组分）的质量之比。

河北化工医药职业技术学院化原课件摩尔比:混合物中某组分的摩尔数与惰性组分摩尔数之比。8

河北化工医药职业技术学院化原课件摩尔分率与摩尔比的关系:质量分率与质量比的关系:气相:液相:93．质量浓度与摩尔浓度质量浓度:单位体积混合物中某组分的质量。

河北化工医药职业技术学院化原课件摩尔浓度:单位体积混合物中某组分的摩尔数。10c—混合物在液相中的总摩尔浓度,kmol/m3；—混合物液相的密度,kg/m3。

河北化工医药职业技术学院化原课件摩尔浓度与摩尔分率的关系:质量浓度与质量分率的关系:114.气体总压与理想气体中组分的分压总压与某组分的分压之间的关系:摩尔比与分压之间的关系:摩尔浓度与分压之间的关系:

河北化工医药职业技术学院化原课件125.1.3.气体吸收过程1.气体吸收的目的（1）分离混合气体以获得一定的组分。（2）除去有害组分以净化或精制气体。（3）制备某种气体的溶液。（4）工业废气的治理。2.吸收的依据混合物各组分在某种溶剂中溶解度的差异。

河北化工医药职业技术学院化原课件13河北化工医药职业技术学院化原课件3．

吸收过程及设备14吸收尾气河北化工医药职业技术学院化原课件吸收质惰性组分吸收液溶剂15

河北化工医药职业技术学院化原课件4．

吸收流程吸收与解吸流程含苯煤气脱苯煤气过热蒸汽加热器冷却器洗油_______水苯165.吸收分类（1）物理吸收和化学吸收（2）单组分吸收和多组分吸收（3）等温吸收和非等温吸收（4）高浓度吸收和低浓度吸收6.吸收剂的选择要求（1）溶解度大；

河北化工医药职业技术学院化原课件178.2.气液相平衡8..22..11..气气液液相相平平衡衡关关系系8..22..22..相相平平衡衡关关系系在在吸吸收收过过程程中中的的应应用用

河北化工医药职业技术学院化原课件18 河北化工医药职业技术学院化原课件8.2.1.气液相平衡关系1．溶解度曲线平衡状态:一定压力和温度，一定量的吸收剂与混合气体充分接触，气相中的溶质向溶剂中转移，长期充分接触后，液相中溶质组分的浓度不再增加，此时，气液两相达到平衡。饱和浓度:平衡时溶质在液相中的浓度。19平衡分压:平衡时气相中溶质的分压。平衡状态的因素F＝C－＋2=3－2+2=3当压力不太高、温度一定时p=f1（x）y*=f2（x）p=f3（cA）A*A*

河北化工医药职业技术学院化原课件20

河北化工医药职业技术学院化原课件60℃50℃40℃

30℃液相中氨的摩尔数◆氨在水中的溶解度气相中氨的分压21101.3kPa202.6kPa

河北化工医药职业技术学院化原课件x

→20℃下SO2在水中的溶解度y22

河北化工医药职业技术学院化原课件t=293KCO2pA

,

kPaNH310n

cA

,

kmol/m3几种气体在水中的溶解度曲线23讨论:（1）总压、y一定，温度下降，在同一溶剂中，溶质的溶解度x随之增加，有利于吸收。（2）温度、y一定，总压增加，在同一溶剂中，溶质的溶解度x随之增加，有利于吸收。

河北化工医药职业技术学院化原课件24（3）相同的总压及摩尔分率，cO2<cCO2<cSO2<cNH3氧气等为难溶气体，氨气等为易溶气体2.亨利定律（1）亨利定律内容总压不高时，在一定温度下，稀溶液上方气相中溶质的平衡分压与溶质在液相中的摩尔分率成正比，其比例系数为亨利系数。

河北化工医药职业技术学院化原课件25 ——溶质在气相中的平衡分压，kPa；x——溶质在液相中的摩尔分率；E——亨利常数，单位同压强单位。讨论:1）E的影响因素:溶质、溶剂、T物系一定，2）E大的，溶解度小，难溶气体E小的，溶解度大，易溶气体3）E的来源:实验测得；查手册

河北化工医药职业技术学院化原课件26（2）亨利定律其它形式1）H——溶解度系数，kmol/（m3·kPa）cA——摩尔浓度，kmol/m3；H与E的关系:

河北化工医药职业技术学院化原课件27

河北化工医药职业技术学院化原课件H的讨论:1）H大，溶解度大，易溶气体2）P对H影响小，m——相平衡常数,无因次。2）28

河北化工医药职业技术学院化原课件m的讨论:1）m大，溶解度小，难溶气体2）r↑m与E的关系:293）ymx【例5-1】某系统温度为10℃,总压101.3kPa，试求此条件下在与空气充分接触后的水中，每立方米水溶解了多少克氧气？查得10℃时,氧气在水中的亨利系数E为3.31×106kPa。 =101.3×0.21=21.27kPa

河北化工医药职业技术学院化原课件30 3.57×10-4kmol/m3W=3.57×10-4

×32×1000=11.42g/m3

河北化工医药职业技术学院化原课件=HP31A由气相向液相传质,吸收过程平衡状态A由液相向气相传质,解吸过程y*或x*>x或8.2.2.相平衡关系在吸收过程中的应用1.判断过程进行的方向

河北化工医药职业技术学院化原课件吸收过程:y32

·

P

·x2．指明过程进行的极限过程极限:相平衡。

河北化工医药职业技术学院化原课件yyy*y*yx·CAB33

河北化工医药职业技术学院化原课件3.确定过程的推动力1)吸收过程推动力的表达式G,G,G,G,2）逆流吸收,塔高无限,1）逆流吸收,塔高无限,y-

y*或x*

-xL,xbL,xa或34A

P·

河北化工医药职业技术学院化原课件x

x*2）在x～y图上yy*35【例5-2】在总压101.3kPa，温度30℃的条件下,SO2摩尔分率为0.3的混合气体与SO2摩尔分率为0.01的水溶液相接触，试问:（1）SO2的传质方向；（2）其它条件不变，温度降到0℃时SO2的传质方向；（3）其它条件不变，总压提高到202.6kPa时SO2的传质方向，并计算以液相摩尔分率差及气相摩尔率差表示的传质推动力。

河北化工医药职业技术学院化原课件368.3.分分子子扩扩散散与与单单相相传传质质8..33..11..分分子子扩扩散散8..33..22..单单相相分分子子扩扩散散8..33..33..单单相相对对流流传传质质8..33..44..界界面面上上的的浓浓度度

河北化工医药职业技术学院化原课件378..33..分分子子扩扩散散与与单单相相传传质质吸收过程:（1）A由气相主体到相界面，气相内传递；（2）A在相界面上溶解，溶解过程；（3）A自相界面到液相主体，液相内传递。单相内传递方式:分子扩散；对流扩散。8..33..11..分分子子扩扩散散1．分子扩散

河北化工医药职业技术学院化原课件38

河北化工医药职业技术学院化原课件分子扩散现象:39分子扩散:在静止或滞流流体内部，若某一组分存在浓度差，则因分子无规则的热运动使该组分由浓度较高处传递至浓度较低处，这种现象称为分子扩散。扩散通量:单位时间内通过垂直于扩散方向的单位截面积扩散的物质量。

河北化工医药职业技术学院化原课件4055..33..22..单单相相分分子子扩扩散散分子扩散两种形式:等分子反向扩散，单向扩散。1．等分子反向扩散(1)等分子反向扩散

河北化工医药职业技术学院化原课件pB1

1

2pB2T

PpA1T

PpA2JBJA41等分子反向扩散:任一截面处两个组分的扩散速率大小相等，方向相反。

河北化工医药职业技术学院化原课件（2）

等分子反向扩散讨论42pppB2pB1pA1pA20

扩散距离z

z2）

等分子反方向扩散发生在蒸馏过程中。3）

单向扩散体现在吸收过程中。

河北化工医药职业技术学院化原课件_______1）

组分的浓度与扩散距离z成直线关系。438.3.3.单相对流传质1．涡流扩散涡流扩散:流体作湍流运动时，若流体内部存在浓度梯度，流体质点便会靠质点的无规则运动，相互碰撞和混合，组分从高浓度向低浓度方向传递，这种现象称为涡流扩散

河北化工医药职业技术学院化原课件44

河北化工医药职业技术学院化原课件2.有效膜模型（1）单相内对流传质过程气相

pAi

T

t

G

LTTWcAicAtWE

pA

冷流体热流体液相t451）靠近相界面处层流内层:传质机理仅为分子扩散，溶质A的浓度梯度较大，pA随z的变化较陡。2）湍流主体:涡流扩散远远大于分子扩散，溶质浓度均一化，pA随z的变化近似为水平线。3）过渡区:分子扩散+涡流扩散，pA随z的变化逐渐平缓。

河北化工医药职业技术学院化原课件46kL——以液相组成摩尔浓度表示推动力的液相对流传质分系数，kmol/（m2·s·kmol/m3）；kx——以液相组成摩尔分率表示推动力的液相对流传质分系数，kmol/（m2·s）；各液相传质分系数之间的关系:注意:对流传质系数=f(操作条件、流动状态、物性）

河北化工医药职业技术学院化原课件47

河北化工医药职业技术学院化原课件8..33..44..界界面面上上的的浓浓度度1.一般情况定态传质 =f（cAi）2.平衡关系满足亨利定律}

、cAiPAi

、cAi48操作点O气膜阻力I（界面液膜阻力 I（pAi,cAi）河北化工医药职业技术学院化原课件3.图解cA/kmol/m3pA/kPacA490)8.4.对流传质8..44..11..两两相相对对流流传传质质模模型型8..44..22..总总传传质质速速率率方方程程8..44..33..传传质质阻阻力力与与传传质质速速率率的的控控制制

河北化工医药职业技术学院化原课件50

河北化工医药职业技术学院化原课件8..44..11..两两相相对对流流传传质质模模型型相际对流传质三大模型:双膜模型______________________—GL——_________________溶质渗透模型表面更新模型1.双膜模型cAipAi气相液相pAcAE51 河北化工医药职业技术学院化原课件2.双膜模型的基本论点（假设）（1）气液两相存在一个稳定的相界面，界面两侧存在稳定的气膜和液膜。膜内为层流，A以分子扩散方式通过气膜和液膜。（2）相界面处两相达平衡，无扩散阻力。（3）有效膜以外主体中，充分湍动，溶质主要以涡流扩散的形式传质。双膜模型也称为双膜阻力模型52K——以气相分压差表示推动力的气相总传质系数,kmol/（m2·s·kPa）；K,——以气相摩尔分率差表示推动力的气相总传质系数,kmol/（m2·s）；

河北化工医药职业技术学院化原课件1.吸收过程的总传质速率方程（1）用气相组成表示吸收推动力总传质速率方程8.4.2.53KL——以液相浓度差表示推动力的液相总传质系数,kmol/m2·s·kmol/m3）；K,——以液相摩尔分率差表示推动力的液相总传质系数,kmol/（m2·s）；（3）总传质系数与单相传质分系数之间的关系系统服从亨利定律或平衡关系在计算范围为直线

河北化工医药职业技术学院化原课件（2）

用液相组成表示吸收推动力54

河北化工医药职业技术学院化原课件根据双膜理论55

河北化工医药职业技术学院化原课件同理:用类似的方法得到mk56

河北化工医药职业技术学院化原课件KHKmk（4）

总传质系数之间的关系5788..44..33..传传质质阻阻力力与与传传质质速速率率的的控控制制1.传质阻力注意:传质系数、传质阻 与推动力一一对应相间传质总阻力=液相(膜)阻力+气相(膜)阻力

河北化工医药职业技术学院化原课件58 河北化工医药职业技术学院化原课件2．传质速率的控制步骤（1）气膜控制气膜控制:传质阻力主要集中在气相，此吸收过程为气相阻力控制（气膜控制）。气膜控制的特点: .I

H较大易溶气体pAGpAicA

cAi59

河北化工医药职业技术学院化原课件提高传质速率的措施:提高气体流速；加强气相湍流程度。（2）液膜控制液膜控制:传质阻力主要集中在液相，此吸收过程为液相阻力控制（液膜控制）液膜控制的特点: .H较小难溶气体CACLAi60

河北化工医药职业技术学院化原课件提高传质速率的措施:提高液体流速；加强液相湍流程度。同理:气膜控制:m小易溶气体m大难溶气体液膜控制:61

河北化工医药职业技术学院化原课件【例5-4】110kPa下操作的氨吸收塔，某截面上，含氨0.03摩尔分率的气体与氨浓度为1kmol/m3的氨水接触，已知气相传质系数kG=5×10-9kmol/(m2·s·Pa)，液相传质系数kL=1.5×10-4m/s，氨水的平衡关系可用亨利定律表示，H=7.3×10-4kmol/(m3·Pa)，试计算:1）气液界面上的两相组成；2）以分压差和摩尔浓度差表示的总推动力、总传质系数、传质速率；3）以摩尔分率差表示总推动力的气相总传质系数；4）气膜与液膜阻力的相对大小。_______628.5.吸收塔的计算8..55..11..物物料料衡衡算算与与操操作作线线方方程程88..55..22..吸吸收收剂剂用用量量的的确确定定88..55..33..填填料料层层高高度度的的计计算算88..55..44..吸吸收收塔塔的的计计算算88..55..55..塔塔板板数数的的计计算算

河北化工医药职业技术学院化原课件63吸收塔的计算内容:•设计型:流向、流程、吸收剂用量、吸收剂浓度、塔高、塔径•操作型:核算；操作条件与吸收结果的关系。计算依据:物料恒算相平衡吸收速率方程

河北化工医药职业技术学院化原课件645.5.1.

河北化工医药职业技术学院化原课件物料衡算与操作线方程651．物料衡算定态，假设S不挥发，B不溶于S全塔范围内，对A作物料衡算:GBYb+LsXa=GBYa+LSXbGB（Yb－Ya）=LS（Xb－Xa）

河北化工医药职业技术学院化原课件GB,YbGB,YaLS,XbLS,Xa66Xb=Xa＋GB（Yb－Ya）/LS2.操作线方程式及操作线（1）逆流吸收GBY+LSXa=GBYa+LSX——A被吸收的百分率,称为回收率或吸收率。Ya=Yb（1-)GB,YaLS,XaGB,YLs,XGB,YbLS,Xb

河北化工医药职业技术学院化原课件67BA

河北化工医药职业技术学院化原课件逆流吸收操作线具有如下特点:Xa

Xb

XYYbYa同理:681）定态,LS、GB、Yb、Xa恒定,操作线在X～Y坐标上为一直线,斜率为LS/GB。LS/GB为吸收操作的液气比；2）操作线通过塔顶（稀端）A（Xa,Ya）及塔底（浓端）B（Xb,Yb）;3）操作线仅与液气比、浓端及稀端组成有关,与系统的平衡关系、塔型及操作条件T、p无关。

河北化工医药职业技术学院化原课件69

河北化工医药职业技术学院化原课件5）平衡线与操作线共同决定吸收推动力

。操作线离平衡线愈远吸收的推动力愈大；4）吸收操作线在平衡线的上方,解吸操作线在平衡线OE下方。BAK.YYY*X

X*

X70

河北化工医药职业技术学院化原课件Yb

B

X（2）

并流吸收GBY+LSX=GBYa+LSXaGB,YLS,XGB,YbLS,XbGB,YaLS,XaYAYaXa

Xb71逆流与并流的比较:1）逆流推动力均匀，且2）Yb大，逆流时Yb与Xb在塔底相迂有利于提高Xb；Xa小，逆流时Ya与Xa在塔顶相迂有利于降低Ya。逆流与并流操作线练习

河北化工医药职业技术学院化原课件72CDA

河北化工医药职业技术学院化原课件X1

X2

X3

X2A

CY3

X

Y1Y1Y2Y3DY2X

X23BY2B731河北化工医药职业技术学院化原课件5.5.2.吸收剂用量的确定74B1E

BPA

河北化工医药职业技术学院化原课件YbYaOXa

XbX*bYX751．最小液气比最小液气比定义:针对一定的分离任务，操作条件和吸收物系一定，塔内某截面吸收推动力为零，达到分离程度所需塔高无穷大时的液气比。

河北化工医药职业技术学院化原课件最小液气比的计算（1）平衡曲线一般情况76

河北化工医药职业技术学院化原课件X*b——与Yb相平衡的液相组成。平衡关系符合亨利定律时:2）平衡曲线为凸形曲线情况77

河北化工医药职业技术学院化原课件78

河北化工医药职业技术学院化原课件2.操作液气比79【例5-5】某矿石焙烧炉排出含SO2的混合气体，除SO2外其余组分可看作惰性气体。冷却后送入填料吸收塔中，用清水洗涤以除去其中的SO2。吸收塔的操作温度为20℃,压力为101.3kPa。混合气的流量为1000m3/h，其中含SO2体积百分数为9%，要求SO2的回收率为90%。若吸收剂用量为理论最小用量的1.2倍，试计算:（1）吸收剂用量及塔底吸收液的组成X1；

河北化工医药职业技术学院化原课件802）当用含SO20.0003（摩尔比）的水溶液作吸收剂时，保持二氧化硫回收率不变，吸收剂用量比原情况增加还是减少？塔底吸收液组成变为多少？已知101.3kPa，20℃条件下SO2在水中的平衡数据：与Y1相平衡的液相组成=0.0032低浓度吸收的特点：

河北化工医药职业技术学院化原课件81GA——A的流率,kmol/(㎡·s)；G——混合气体流率,kmol/(㎡·s)；L——吸收剂流率,kmol/(㎡·s)。1．传质单元数法（1）塔高计算基本关系式单位时间，dh内吸收A的量:

河北化工医药职业技术学院化原课件y

x

hdhx+dx填填料料层层高高度度的的计计算算

ya

xaho

!y+dy

1——塔截面积,㎡;xbyb82

河北化工医药职业技术学院化原课件a——单位体积填料的有效传质面积,㎡。83

河北化工医药职业技术学院化原课件填料层高度84

河北化工医药职业技术学院化原课件同理:85填料层高度可用下面的通式计算:Z=传质单元高度×传质单元数K,a——气相总体积传质系数，kmol/（m3·s）kxa——液相总体积传质系数，kmol/（m3·s）体积传质系数的物理意义:在单位推动力下，单位时间，单位体积填料层内吸收的溶质量。（2）传质单元数与传质单元高度

河北化工医药职业技术学院化原课件86 —气相总传质单元高度、总传质单元数HOL、—液相总传质单元高度、总传质单元数 ——气相传质单元高度、传质单元数XH——液相传质单元高度、传质单元数1）传质单元数以为例•定义:气相总传质单元数

河北化工医药职业技术学院化原课件87•传质单元数的意义:反映了取得一定吸收效果的难易程度。N的意义:气体流经一段填料，溶质组成变化（yb－ya）等于该段填料平均吸收推动力（y－y*）m时，，该段填料为一个传质单元。

河北化工医药职业技术学院化原课件882）传质单元高度•定义:气相总传质单元高度，m。•传质单元高度的意义:完成一个传质单元分离效果所需的填料层高度，反映了吸收设备效能的高低。•传质单元高度影响因素:填料性能、流动状况•体积总传质系数与传质单元高度的关系:

河北化工医药职业技术学院化原课件89传质单元高度变化范围:0.15～1.5m。•各种传质单元高度之间的关系平衡线斜率为m

河北化工医药职业技术学院化原课件90（3）传质单元数的计算1）对数平均推动力法气液平衡线为直线

操作线也为直线

河北化工医药职业技术学院化原课件同理:比较上式:91

河北化工医药职业技术学院化原课件4y=y－y＊=Ay+B92

河北化工医药职业技术学院化原课件93

河北化工医药职业技术学院化原课件同理:94注意:•平均推动力法适用于平衡线为直线，逆流、并流吸收皆可。•平衡线与操作线平行时，•当、时,对数平均推动力可用算术平均推动力。

河北化工医药职业技术学院化原课件952）吸收因数法平衡线为通过原点的直线,服从亨利定律

河北化工医药职业技术学院化原课件逆流为例:96

河北化工医药职业技术学院化原课件98•的意义:反映了A吸收率的高低。m、yb、xa、S一定时:

河北化工医药职业技术学院化原课件注意:图的适用范围为讨论:>20及S<0.75。99•参数S的意义:反映了吸收过程推动力的大小，其值为平衡线斜率与吸收操作线斜率的比值。

河北化工医药职业技术学院化原课件S范围在0.7～0.8•

100

河北化工医药职业技术学院化原课件吸收因数•101——3）数值积分法平衡线曲线时图解积分法步骤如下:•操作线上任取一点（x,y），其推动力为(y-y*)。•系列y～作图得曲线。•积分计算ya至yb范围内的阴影面积。

河北化工医药职业技术学院化原课件102Eo

河北化工医药职业技术学院化原课件ya

yb1032．等板高度法理论级:不平衡的气液两相在一段填料层内相互接触，离开该段填料的气液两相达到相平衡，此段填料为一个理论级。等板高度:分离效果达到一个理论级所需的填料层高度。Z=HETP×NTNT——完成分离任务，所需的理论级数；HETP——等板高度。

河北化工医药职业技术学院化原课件104 河北化工医药职业技术学院化原课件吸收塔的计算1．设计型命题:物系、操作条件一定，计算达到指定分离要求所需塔高。分离要求:残余浓度ya或溶质的回收率（1）流向的选择逆流特点:1)逆流推动力大，传质速率快；2）吸收液的浓度高；3）溶质的吸收率高；_______1054）液体受到上升气体的曳力,限制了液体流量和气体流量。（2）吸收剂进口浓度的选择及其最高允许浓度

河北化工医药职业技术学院化原课件106

河北化工医药职业技术学院化原课件（3）

吸收剂流量的确定

107【例5-6】在一塔径为0.8m的填料塔内,用清水逆流吸收空气中的氨,要求氨的吸收率为99.5%。已知空气和氨的混合气质量流量为1400kg/h,气体总压为101.3kPa,其中氨的分压为1.333kPa。若实际吸收剂用量为最小用量的1.4倍,操作温度（293K）下的气液相平衡关系为y*=0.75x,气相总体积吸收系数为0.088kmol/m3·s,试求（1）每小时用水量；（2）用平均推动力法求出所需填料层高度。

河北化工医药职业技术学院化原课件108【例5-7】空气中含丙酮2%（体积百分数）的混合气以0.024kmol/m2·s的流率进入一填料塔,今用流率为0.065kmol/m2·s的清水逆流吸收混合气中的丙酮,要求丙酮的回收率为98.8%。已知操作压力为100kPa,操作温度下的亨利系数为177kPa,气相总体积吸收系数为0.0231kmol/m3·s,试用解吸因数法求填料层高度。

河北化工医药职业技术学院化原课件1092．吸收塔的操作型计算命题：塔高一定时，吸收操作条件与吸收效果间的分析和计算;吸收塔的核算。(1)定性分析【例5-8】在一填料塔中用清水吸收氨－空气中的低浓氨气，若清水量适量加大，其余操作条件不变，则ya、xb何变化？（已知体积传质系数随流量变化关系

河北化工医药职业技术学院化原课件为)110

河北化工医药职业技术学院化原课件定性分析步骤：1）根据条件确定HOG、S；2）利用ho=，确定的变化;3）采用吸收因数法确定ya的变化;4）利用全塔物料衡算分析xb变化。问题：吸收温度降低，ya、xb、吸收操作线如何变化？xa降低，ya、xb、吸收操作线如何变化？吸收压力提高，ya、xb、吸收操作线如何变化？（2）定量计算111【例5-9】某填料吸收塔在101.3kPa，293K下用清水逆流吸收丙酮—空气混合气中的丙酮，操作液气比为2.0，丙酮的回收率为95%。已知该吸收为低浓度吸收，操作条件下气液平衡关系为，吸收过程为气膜控制，气相总体积吸收系数与气体流率的0.8次方成正比。（塔截面积为1㎡）（1）若气体流量增加15%，而液体流量及气、液进口组成不变，试求丙酮的回收率有何变化？（2）若丙酮回收率由95%提高到98%，而气体流量，气、液进口组成，吸收塔的操作温度和压力皆不变，试求吸收剂用量提高到原来的多少倍。

河北化工医药职业技术学院化原课件112河北化工医药职业技术学院化原课件3．

吸收过程的强化目标:提高吸收过程的推动力；降低吸收过程的阻力。（1）

提高吸收过程的推动力113 河北化工医药职业技术学院化原课件【例5-10】在一填料吸收塔内，用含溶质为0.0099（摩尔分率）的吸收剂逆流吸收混合气中溶质的85%，进塔气体中溶质浓度为0.091（摩尔分率），操作液气比为0.9，已知操作条件下系统的平衡关系为，试求:（1）逆流操作改为并流操作后所得吸收液的浓度；（2）逆流操作与并流操作平均吸收推动力的比。假设体积传质系数与流动方式无关。1）逆流操作比并流操作的推动力大；

114

河北化工医药职业技术学院化原课件xa

xb’

xb2）

提高吸收剂的流量；ybya’ya1153）吸收过程为气膜控制时,降低吸收剂入口温度；4）降低吸收剂入口溶质的浓度；5）吸收过程为气膜控制时,提高吸收的压力。（2）降低吸收过程的传质阻力1）提高流体流动的湍动程度；2）改善填料的性能。

河北化工医药职业技术学院化原课件11688..55..55..塔塔板板数数的的计计算算理论板:气液两相充分接触，达到平衡的板。yi～xi操作关系:yi+1～xi操作线方程

河北化工医药职业技术学院化原课件ya=y1

xa=x0y1yi

x1yi+1

xi1ii+1xi+1NxNyb=yN+1

xb=xNyN1171.图解法求NT步骤:1）画平衡线OE，操作线AB；2)从A点出发画梯级，直到越过B点。3）梯级数为理论板数。x0

x1

x2BA

河北化工医药职业技术学院化原课件y4y3y2

y1

ox3E118

河北化工医药职业技术学院化原课件平衡线为直线:逆流吸收操作线:2.解析法119

河北化工医药职业技术学院化原课件当A=1时NT=NOGA>1时NT<NOG

A<1时NT>NOG120

河北化工医药职业技术学院化原课件88..66..其其它它吸吸收收类类型型1.高浓度吸收特点:•G、L沿塔高变化；•y-x操作线为曲线；•非等温:含量高，溶解热大，对平衡不利，但有利于提高传质系数，常忽略不计更安全；121•传质系数与含量有关，漂流因数受浓度影响大，传质系数非常数。2.化学吸收特点:•选择性高，吸收率高，PA低，ya低；•传质与反应同时进行过程。

河北化工医药职业技术学院化原课件122（2）选择性高；（3）再生容易；（4）挥发性小；（5）粘度低；（6）化学稳定性高；（7）腐蚀性低；（8）无毒、无害、价廉等。选择原则:经济、合理。

河北化工医药职业技术学院化原课件123河北化工医药职业技术学院化原课件

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