《化工分离工程》课程教学课件（讲稿）多组分吸收

多组分吸收过程 。4.1吸收过程特点与流程 ·4.2多组分吸收和解吸过程分析 ·4.3多组分吸收和解吸的简捷计算法 ·4.4化学吸收

多组分吸收过程 • 4.1￾吸收过程特点与流程 • 4.2￾多组分吸收和解吸过程分析 • 4.3￾多组分吸收和解吸的简捷计算法 • 4.4￾化学吸收

无再沸器 解级气 吸收后尾气 补充溶剂 5 溶液 混合气 生后的溶剂 吹扫气

无再沸器

·用再沸器解析塔 吸收后气体 提墙出的气体 再生的溶剂 合

• 用再沸器解析塔

·二、多组分吸收和解吸过程分析 ·(1)设计变量数 ● 可调设计变量数=1 ·一旦规定了关键组分的分离要求，由于各组分在同一塔内操作，塔板 数相同，液气比一样，非关键组分的吸收率和解吸率由它们各自的内 在关系决定。 设计型计算：已知入塔原料气的组成、温度、，压力、，流率，吸收剂的 组成、温度、压力、流率，吸收塔操作压力以及对关键组分的分离要 求，计算完成该吸收操作所需的理论板数，塔顶尾气量和组成，塔底 吸收液的量和组成： ● 操作型计算：已知入塔原料气的组成、温度、压力、流量，吸收剂的 组成、压力和温度，吸收塔操作压力，对关键组分的分离要求和理论 板数，计算塔顶加入的吸收剂量，塔顶尾气量和组成，塔底吸收液量 和组成

• 二、 多组分吸收和解吸过程分析 • （1）设计变量数 • 可调设计变量数＝1 • 一旦规定了关键组分的分离要求，由于各组分在同一塔内操作，塔板 数相同，液气比一样，非关键组分的吸收率和解吸率由它们各自的内 在关系决定。 • 设计型计算：已知入塔原料气的组成、温度、压力、流率，吸收剂的 组成、温度、压力、流率，吸收塔操作压力以及对关键组分的分离要 求，计算完成该吸收操作所需的理论板数，塔顶尾气量和组成，塔底 吸收液的量和组成； • 操作型计算：已知入塔原料气的组成、温度、压力、流量，吸收剂的 组成、压力和温度，吸收塔操作压力，对关键组分的分离要求和理论 板数，计算塔顶加入的吸收剂量，塔顶尾气量和组成，塔底吸收液量 和组成

·(2)多组分吸收过程特性 ● 多组分吸收过程是气相中一些组分溶到不挥发或难挥发吸收剂中去的 单向传质过程。 。 吸收塔内流量、温度和组成变化： ● 1)总流量：单向传质，单调变化（塔中气相和液相的总流率都是向 下增大的) 。 2)液体温度：吸收属于放热反应（沿塔向下温度升高） ·3)组成：不同组分在不同塔段的吸收程度不同。 -关键组分：全塔范围内均有吸收。 一轻组分：靠近塔顶的几级被吸收（难溶）。 -重组分：主要在塔底附近吸收（易溶)。 ·(3)吸收剂的选择 ·①溶解度大；②选择性好；③再生性能好；④具有良好的物理性质： ⑤具有良好的化学稳定性和热稳定性；⑥对金属设备腐蚀性小；⑦廉 价、易得

• （2）多组分吸收过程特性 • 多组分吸收过程是气相中一些组分溶到不挥发或难挥发吸收剂中去的 单向传质过程。 • 吸收塔内流量、温度和组成变化： • 1）总流量：单向传质，单调变化（塔中气相和液相的总流率都是向 下增大的） • 2）液体温度：吸收属于放热反应（沿塔向下温度升高） • 3）组成：不同组分在不同塔段的吸收程度不同。 – 关键组分：全塔范围内均有吸收。 – 轻组分：靠近塔顶的几级被吸收（难溶）。 – 重组分：主要在塔底附近吸收（易溶）。 • （3） 吸收剂的选择 • ①￾溶解度大；②选择性好；③再生性能好；④具有良好的物理性质； ⑤具有良好的化学稳定性和热稳定性；⑥对金属设备腐蚀性小；⑦廉 价、易得

·一、操作目的 ·净化和精制气体 ·分离气体混合物 ·制备溶液或中间产品 二、吸收过程特点 ·吸收目的产物的同时也吸收了其他组分 一一多组分吸收 ·端点条件： 待吸收 气体 吸收液 ● 未吸收 气体 吸收 剂 ·复杂塔 工、X顶、釜预分配难 吸收剂组成与解吸有关 ·4.1

• 一、操作目的 • •￾净化和精制气体 • •￾分离气体混合物 • •￾制备溶液或中间产品 • 二、吸收过程特点 • •￾吸收目的产物的同时也吸收了其他组分 • ——多组分吸收 • •￾端点条件： • 待吸收 • 气体 • 吸收液 • 未吸收 • 气体 • 吸收 • 剂 • က复杂塔 • ကT、X顶、釜预分配难 • က吸收剂组成与解吸有关 • 4.1

·流量 ·L从上向下↑；V从下向上J ·一一流量不恒定 ··每板温度Tn ● 由于溶解热大，Tn与溶解吸收量有关， ·难预测，不能用泡、露点方法计算Tn,要用 ·热量衡算求Tn。 ··平衡数据、溶解热数据、动力学数据等研究 ·的不充分。 ·逆过程为蒸出

• 流量 • L从上向下↑；V从下向上↓ • ——流量不恒定 • •￾每板温度Tn • 由于溶解热大，Tn与溶解吸收量有关， • 难预测，不能用泡、露点方法计算Tn，要用 • 热量衡算求Tn。 • •￾平衡数据、溶解热数据、动力学数据等研究 • 的不充分。 • •￾逆过程为蒸出

三、分类 1、溶质与溶剂的相互作用 ·物理吸收 ·无化学反应。一一进行了大量研究 ··化学吸收 。1.可逆反应的化学吸收过程 ·难点；汽液平衡，化学反应速率 ·e.g.乙醇胺溶液吸收CO2 2.不可逆反应的化学吸收过程 难点：连串反应、不是瞬时完成的反应。 e.g.NaOH溶液吸收CO2;硫酸吸收氨气生成 硫酸铵

三、分类 1、溶质与溶剂的相互作用 • 物理吸收 • 无化学反应。——进行了大量研究 • •￾化学吸收 • 1.可逆反应的化学吸收过程 • 难点；汽液平衡，化学反应速率 • e.g.￾乙醇胺溶液吸收CO2 • 2.不可逆反应的化学吸收过程 • 难点：连串反应、不是瞬时完成的反应。 • e.g.￾NaOH溶液吸收CO2；硫酸吸收氨气生成 硫酸铵

。2、溶质数 ·单组分吸收 。多组分吸收 ·3、吸收温度 ·等温吸收 ·非等温吸收

• 2、溶质数 • 单组分吸收 • 多组分吸收 • 3、吸收温度 • 等温吸收 • 非等温吸收

4.2多组分吸收和解吸过程分析 一、设计变量数和关键组分 ● 吸收塔 ·Nx: ·吸收剂C+2 ·原料气C+2 ·压力等级数N ·和C+C+4+N ● ·Na: ·串级单元数1 ·Na的指定： ·操作型计算：指定N ·设计型计算：指定一个关键组分分离要求

4.2￾多组分吸收和解吸过程分析 一、设计变量数和关键组分 • 吸收塔 • Nx： • 吸收剂C‵+￾2 • 原料气C+2 • 压力等级数N • 和C+C‵+4+N • •￾Na： • 串级单元数1 • Na的指定： • 操作型计算：指定N • 设计型计算：指定一个关键组分分离要求