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（习题课）

幻灯片3目录 爪气便 习题课 浙江大学本科生课程 化工原理 第八章气体吸收 1/27

浙江大学本科生课程 化工原理 第八章 气体吸收 1/27 幻灯片3目录 习题课

习题课 公式: (b -xa)+y Gs(1.2~2/ L h=H. N G OG yb -y OG 或 +s 浙江大学本科生课程 化工原理 第八章气体吸收 2/27

浙江大学本科生课程 化工原理 第八章 气体吸收 2/27 m b a OG y y y N  − = ( )       + − − − − =   S y y y y S S N a a b a OG ln 1 1 1 ( ) b b a a x x y G L y  − + K a G H y OG = H HOG NOG =  min (1.2 ~ 2.0)       = G L G L 习题课 公式： 或

习题课 设计型→指吸收任务给定,求塔径、塔高等。 操作型一指吸收设备和流程已给定,考察操作条件 的变化对吸收效果的影响 操作条件: 气液流量、 气液进口浓度、 操作温度、压力等 A Gyb Lx 浙江大学本科生课程 化工原理 第八章气体吸收 3/27

浙江大学本科生课程 化工原理 第八章 气体吸收 3/27 指吸收设备和流程已给定，考察操作条件 的变化对吸收效果的影响    操作型 设计型 指吸收任务给定，求塔径、塔高等。 ya xa G yb L xb 习题课 操作条件： 气液流量、 气液进口浓度、 操作温度、压力等

设计型举例 H=HOG·No 例1常压下,用煤油从苯蒸汽和空气混合物中吸收苯,吸收 率为99,混合气量为53kmo/h。入塔气中含苯2%(体积 %),入塔煤油中含苯0.02%(摩尔分率)。溶剂用量为最 小用量的15倍,在操作温度50℃下,相平衡关系为y=0.36x, 总传质系数Ka=0.015kmo/(m3s),塔径为1.1米。试求所需 填料层高度。 X=0.02% 解属于低浓气体吸收 n GG mD2×3600 溶剂用量 为最小用 D=量的1.5倍 y*=0.36x 53/x×112×3600 4 =1.03m 0.015 G= 53kmol 浙江大学本科生课程 yh=0.02 化工原理 第八章气体吸收 4/27

浙江大学本科生课程 化工原理 第八章 气体吸收 4/27 解 属于低浓气体吸收K a G D y         = 3600 4 1 2  1.03m 0.015 1.1 3600 4 1 53 2 =         =  例1 常压下，用煤油从苯蒸汽和空气混合物中吸收苯，吸收 率为99%，混合气量为53kmol/h。入塔气中含苯2%（体积 %），入塔煤油中含苯0.02%（摩尔分率）。溶剂用量为最 小用量的1.5倍，在操作温度50℃下，相平衡关系为y * = 0.36x， 总传质系数Ky a=0.015kmol/(m3 s)，塔径为1.1米。试求所需 填料层高度。 H HOG NOG 设计型举例 =  K a G H y OG = ya xa =0.02% =99% D=1.1m G= 53kmol/h L yb =0.02 xb 溶剂用量 为最小用 量的1.5倍 y * = 0.36x

设计型举例 7=1_ya →n=y(-n)=02×(1-99)=0.002 2=0.02% L Jb-Ja0.02-0.0002 =0.358 0.02 -0.0002 溶剂用量 0.36 为最小用 量的15倍 1.5×0.358=0.537 G G y"=0.36X min s m 0.36 0.67 L/G0.537 G=53kmolh OG +s 1-S n(-067)0021035800:.671=198 1-0.67 0.0002-0.36×0.0002 浙江大学本科生课程 化工原理 第八章气体吸收 5/27

浙江大学本科生课程 化工原理 第八章 气体吸收 5/27 b a y y  = 1 − ya = yb (1 −) = 0.02  (1 − 99%) = 0.0002 a b b a x m y y y G L − −  =      minL G m S = = 1.5  0.358 = 0.537 0.67 0.537 0.36 = = ( )       + − − − − = S y mx y mx S S N a a b a OG ln 1 1 1 ( ) 0.67 11.98 0.0002 0.36 0.0002 0.02 0.36 0.0002 ln 1 0.67 1 0.67 1 =      + −  −  − − = 设计型举例 ya xa =0.02% =99% D=1.1m G= 53kmol/h L yb =0.02 xb 溶剂用量 为最小用 量的1.5倍 y * = 0.36x min 1.5       = G L G L 0.358 0.0002 0.36 0.02 0.02 0.0002 = − − =

设计型举例 Ⅱ=H,·N OG =1.03×11.98=12.4m 浙江大学本科生课程 化工原理 第八章气体吸收 6/27

浙江大学本科生课程 化工原理 第八章 气体吸收 6/27 H = HOG  NOG = 1.0311.98 = 12.4m 设计型举例

快速分析 操作型定性分析举例〈作图+排除法 例2在逆流操作的填料吸收 塔中,对某一低浓气体中的溶 质组分进行吸收,现因故 (1)吸收剂入塔浓度变大, (2)吸收剂用量变小, 而其它操作条件均不变,试分 析出塔气体、液体浓度如何变 化? yb X yb 浙江大学本科生课程 化工原理 第八章气体吸收 7127

浙江大学本科生课程 化工原理 第八章 气体吸收 7/27 操作型定性分析举例 例2 在逆流操作的填料吸收 塔中，对某一低浓气体中的溶 质组分进行吸收，现因故 (1)吸收剂入塔浓度变大， (2)吸收剂用量变小， 而其它操作条件均不变，试分 析出塔气体、液体浓度如何变 化？ 快速分析 作图+排除法 吸收因数法 ya? xa G yb L xb? ya? L xa G yb L xb?

快速分析 操作型定性分析举例〈作图+排除法 (1)吸收剂入塔浓度变大 解法一:快速分析 之变大时,将使传质推动力变小, 不利于吸收,因此,y2变大, yb 浙江大学本科生课程 化工原理 第八章气体吸收 8/27

浙江大学本科生课程 化工原理 第八章 气体吸收 8/27 (1)吸收剂入塔浓度变大 解法一：快速分析 ya? xa G yb L xb? 操作型定性分析举例 快速分析 作图+排除法 吸收因数法 xa变大时，将使传质推动力变小， 故不利于吸收，因此，ya 变大

快速分析 操作型定性分析举例〈作图+排除法 (1)当吸收剂入塔浓度x,变大时 ya? 解法二:作图+排除法 a.假设ya不变 L/G不变y不变、x变大 G yb 作图知,No个 G Ka不变,Ho=K,a 不变 原 与H不变相矛盾,故假设不成立 浙江大学本科生课程 化工原理 第八章气体吸收 当xn变大时,原、新状况下操作雪

浙江大学本科生课程 化工原理 第八章 气体吸收 9/27 Y yb B 原 E ya A O x 当 xa变大时，原、新状况下操作线 yb不变、xa变大 a．假设 ya不变 Ky a 不变， K a G H y OG = 不变。 作图知，NOG H 与 H 不变相矛盾，故假设不成立 (1)当吸收剂入塔浓度xa变大时 解法二：作图+排除法 L/G不变 ya? xa G yb L xb? 操作型定性分析举例 快速分析 作图+排除法 吸收因数法

快速分析 操作型定性分析举例了作图+排除法 吸收因数法 b假设y 作图知,No个 Ka不变,H, G不变 与H不变相矛盾,故假设不成立 G y L Xb? 原 因此,yn只能个 当x变大时,原、新状况下操作线 传质单元数 浙江大学本科生课程 化工原理 第八章气体吸收 10/27

浙江大学本科生课程 化工原理 第八章 气体吸收 10/27 Y yb B 原 E ya A O x 当 xa 变大时，原、新状况下操作线 b．假设ya  Ky a 不变， K a G H y OG = 不变。 作图知，NOG H 与 H 不变相矛盾，故假设不成立 因此，ya只能 操作型定性分析举例 快速分析 作图+排除法 吸收因数法 1 y-y* 0 ya yb y 传质单元数 ya? xa G yb L xb?