浙江大学：《化工原理》本科课程教学资源（PPT课件）第八章 气体吸收 §8.4 二元低浓气体吸收（或脱吸）的计算（1/2）

幻灯片2目录 珍小气 §84二元低浓气体吸收(或脱吸)的计算 §8.41物料衡算和操作线方程 §84.2吸收剂用量的确定 §84.3塔径的计算 §84.4低浓气体吸收时填料层高度 )江大学本科生课程 化工原理 第八章气体吸收 1/26

浙江大学本科生课程 化工原理 第八章 气体吸收 1/26 幻灯片2目录 §8.4 二元低浓气体吸收（或脱吸）的计算 § 8.4.1 物料衡算和操作线方程 §8.4.2 吸收剂用量的确定 §8.4.3 塔径的计算 §8.4.4 低浓气体吸收时填料层高度

§84二元低浓气体吸收(或脱吸)的计算 计算项目主要有: Ga ya (1)吸收剂用量 (2)塔的主要工艺尺寸: D H 包括塔径D、填料层高度H或塔板数N yB 逆流吸收塔的物料衡算 G L-----kmol/s or kmol/(mis); )江大学本科生课程 y(或x)--摩尔分率; 化工原理 第八章气体吸收 2/26

浙江大学本科生课程 化工原理 第八章 气体吸收 2/26 Ga ya La xa D H Gb yb Lb xb 逆流吸收塔的物料衡算 §8.4 二元低浓气体吸收（或脱吸）的计算 计算项目主要有： （1）吸收剂用量 （2）塔的主要工艺尺寸： 包括塔径D、填料层高度H或塔板数N G、L-----kmol/s or kmol/(m2 s) ； y（或x）-----摩尔分率；

§8.41物料衡算和操作线方程 全塔物料衡算: B a ya X 对溶质A,有 气相的减少速率=液相的增加速率 Gbyb-Gaya=lbb -lax G2(2-Yn) 三Ls (X b S b X-X+Y B Gb yb b ab GnY Y 回收率η为:n= 逆流吸收塔的物料衡算 Br-kmolB/s or kolb/(m2s) s-----kmolS/s or kmoIS/(m2s); )江大学本科生课程 Y(或X)--摩尔比; 化工原理 第八章气体以 26

浙江大学本科生课程 化工原理 第八章 气体吸收 3/26 Ga ya La xa Gb yb Lb xb 逆流吸收塔的物料衡算 对溶质 A，有 气相的减少速率= 液相的增加速率 ( ) ( ) GB Yb −Ya = LS Xb − Xa ( ) b a a B S b X X Y G L Y = − + 回收率为： b a b b a Y Y Y Y Y = − −  = 1 § 8.4.1 物料衡算和操作线方程 GBYa LS Xa GBYb LS Xb GB-----kmolB/s or kmolB/(m2 s) ； LS -----kmolS/s or kmolS/(m2 s) ； Y（或X）-----摩尔比； b b a a Lb xb La xa G y − G y = − 全塔物料衡算：

§8.41物料衡算和操作线方程=c(x-Xx)+Y 对塔上部任一段的A组分作质量衡算: 气相量的减少速率=液相量的增加速率 Ga ya F-aX B(Y-Y=Ls(X-X) Y=(X-X)+y+-:操作线方程 G G YL B GDY JB B P操作 直线斜率为S(称为液气比), b y b ab 并通过点A(X2,Y2),BCXb,Yb)GBYb X 总是位于平衡线的上方; 逆流吸收塔的物料衡算 0X.Xx操作线斜率越小,越靠近平衡线,传质推动力越小, 逆流吸收塔操作线 对传质不利。 化工原理 第八章气体吸收 4/26

浙江大学本科生课程 化工原理 第八章 气体吸收 4/26 Ga ya La xa GB Ya LS Xa G y L x GB Y LS X Gb yb Lb xb GB Yb LS Xb 逆流吸收塔的物料衡算 气相量的减少速率= 液相量的增加速率 ( ) ( ) GB Y −Ya = LS X − Xa ( ) a a B S X X Y G L Y = − + 对塔上部任一段的A组分作质量衡算： -------操作线方程 直线，斜率为 B S G L （称为液气比）， 并通过点 A(Xa，Ya )，B(Xb，Yb) 总是位于平衡线的上方； Yb B Y P Ya A O Xa X Xb 逆流吸收塔操作线 ( ) b a a B S b X X Y G L § Y = − + 8.4.1 物料衡算和操作线方程 操作线斜率越小，越靠近平衡线，传质推动力越小， 对传质不利。 操作点

X -X+Y §8.4.1物料衡算和操作线方程 B X+Y 对于低浓气体(通常y10%), G a s a G≈Gn∞Cb≈,L≈ L, aLb als,GnY Y≈y,X≈x,于是, b x,)+ G X y≈(x-xn)+y G bb bb UB b b 逆流吸收塔的物料衡算 )江大学本科生课程 化工原理 第八章气体吸收 5/26

浙江大学本科生课程 化工原理 第八章 气体吸收 5/26 G  Ga Gb GB，L  La Lb LS， Y  y，X  x，于是， Ga ya La xa GB Ya LS Xa G y L x GB Y LS X Gb yb Lb xb GB Yb LS Xb 逆流吸收塔的物料衡算 ( ) b b a a x x y G L y  − + ( ) a a x x y G L y  − + § 8.4.1 物料衡算和操作线方程 对于低浓气体（通常yb<10%）， ( ) b a a B S b X X Y G L Y = − + ( ) a a B S X X Y G L Y = − +

§8.4.2吸收剂用量的确定 吸收塔设计中,吸收剂用量改变对吸收过程的影响: Lst G -lg 最小液气比 G LX 2~2.0 G lIn Y B〃 GY 一逆流吸收塔的物料衡 V江大学本科生课程y,≈(xb-x)+H1与、Ls(x。-X)+ 化工原理 6/26

浙江大学本科生课程 化工原理 第八章 气体吸收 6/26 Y Y B B Yb B B B  Yb P YE E Ya A Ya A 0 Xa Xb  0 Xa XE Xb LS  B S G L  min         B S G L 最小液气比 min (1.2 ~ 2.0)         = B S B S G L G L ( ) b b a a x x y G L y  − + ( ) b a a B S b X X Y G L Y = − + Ga ya La xa GBYa LSXa G y L x GBY LSX Gb yb Lb xb GBYb LSXb 逆流吸收塔的物料衡算 § 8.4.2 吸收剂用量的确定 吸收塔设计中，吸收剂用量改变对吸收过程的影响：

§842吸收剂用量的确定 思考 若实际操作时,液气比小于或等于最小液气比, 吸收塔是否能操作?将会发生什么现象? G B Le X 能,但达不到指定的吸收要求 最小液气比只对设计型问题有意义 G L yB GnY X )江大学本科生课程 逆流吸收塔的物料衡算 化工原理 第八章气体吸收 7/26

浙江大学本科生课程 化工原理 第八章 气体吸收 7/26 § 8.4.2 吸收剂用量的确定 思考： 若实际操作时，液气比小于或等于最小液气比， 吸收塔是否能操作？将会发生什么现象？ 最小液气比只对设计型问题有意义。 Ga ya La xa GBYa LSXa G y L x GBY LSX Gb yb Lb xb GBYb LSXb 逆流吸收塔的物料衡算 能，但达不到指定的吸收要求

§8.4.2吸收剂用量的确定 最小液气比的计算:2s b S b B丿min B/丿min b E 低浓时: y6-VaL-y6-yE mIn h-y Y B B bB B E 20X 江大学本科生课程 化工原理 第八章气体吸收 8/26

浙江大学本科生课程 化工原理 第八章 气体吸收 8/26 Y Y B B Yb B B B  Yb YE E Ya A Ya A 0 Xa Xb  0 Xa XE Xb b a b a B S X X Y Y G L − − =          min b E b E B S X X Y Y G L − − =         min § 8.4.2 吸收剂用量的确定 最小液气比的计算： 低浓时： b a b a x x y y G L − −  =       min b E b E y y y y G L − −  =      min

§843塔径的计算 G X DE S G y LX u为空塔气速,m/s, V为混合气体的体积流量,m^.C,·kx 逆流吸收塔的物料衡算 )江大学本科生课程 化工原理 第八章气体吸收 9/26

浙江大学本科生课程 化工原理 第八章 气体吸收 9/26 u V D S  4 = § 8.4.3 塔径的计算 u为空塔气速，m/s， Vs为混合气体的体积流量，m3 /s。 Ga ya La xa GBYa LSXa G y L x GBY LSX Gb yb Lb xb GBYb LSXb 逆流吸收塔的物料衡算

§844低浓气体吸收时填料层高度 计算项目主要有 (1)吸收剂用量 (2)塔的主要工艺尺寸:包括塔径、填料层高度或塔板数 填料层高度的一般计算式 气相中溶质A的减少速率 液相中溶质A的增加速率 G-dg 从气相到液相的传质速率 引入a=填料层所具有的有效T面积 +dy x+d 填料体积 [G(y+d )-(G-dO)y]a= Ad(Gy N )江大学本科生课程 G、I--kmol(m2.s) 化工原理 第八章气体吸收 10/26

浙江大学本科生课程 化工原理 第八章 气体吸收 10/26 ya xa y x h G-dG dh H G y+dy x+dx A Gb yb xb 微元填料段的物料衡算 气相中溶质 A 的减少速率 = 液相中溶质 A 的增加速率 = 从气相到液相的传质速率 引入 填料体积 填料层所具有的有效传质面积 a = G、L-------kmol/(m2 s) G( y + dy) − (G − dG)yA = Ad (Gy) § 8.4.4 低浓气体吸收时填料层高度 计算项目主要有： （1）吸收剂用量 （2）塔的主要工艺尺寸：包括塔径、填料层高度或塔板数 一．填料层高度的一般计算式 = Ad (Lx) = N A aAdh