清华大学：《化工原理》课程PPT教学课件（下）第二章 吸收 ABSORPTION（2.3）吸收过程设计计算

第三节吸收过程设计计算 例题用板式塔实现如下分离任务 已知:惰性气流量为Vkmo/h),溶质初始含量 摩尔比Y1=0.1,溶剂流量为L(kmoh),新鲜 溶剂中溶质含量摩尔比X2=0(纯溶剂).操作温 度和压力下的平衡关系为Y=0.X.假定V=L 要求:尾气中溶质A含量Y2≤0.01 试求:(1)溶剂出口浓度X1 (2)理论板数

第三节 吸收过程设计计算 例题 用板式塔实现如下分离任务 已知: 惰性气流量为V(kmol/h), 溶质初始含量 摩尔比Y1=0.1, 溶剂流量为 L (kmol/h), 新鲜 溶剂中溶质含量摩尔比X2=0(纯溶剂). 操作温 度和压力下的平衡关系为Y=0.5X. 假定V=L 要求: 尾气中溶质A含量Y20.01. 试求: (1)溶剂出口浓度X1 (2) 理论板数

求解过程(1) (1)总物料衡算 V,Y2, B V(Y1-Y2)=L(X1-X2) +A X1=0.09 (2)操作线 板式吸收塔 V(Y-Y2=L(X-X2) 或者为Y=X+001 VY B+A S+A

求解过程(1) (1) 总物料衡算 V(Y 1 - Y 2 ) = L(X 1 - X 2 ) X 1=0.09 (2) 操作线 V(Y￾Y 2 ) = L (X - X 2 ) 或者为Y=X+0.01 板式吸收塔 V,Y 1 , B+A V, Y 2 , B +A L, X 2 , S L, X 1 , S+A Y X

求解过程(2) 逐板计算法求理论板数 平衡线XY2/0.5=0.02 操作线Y1=X+0.01=0.03 平衡线X1=Ym/0.5=0.06 操作线Ym=Xn+0.01=0.07 平衡线Xm=Ym/0.5=014 操作线Y1=Xm+0.01=0.15 用三块板足够(还多了)如何办? (减少L,或使Y2更低)

求解过程(2) 逐板计算法求理论板数 平衡线 XI=Y2 /0.5=0.02 操作线 YII=XI+0.01=0.03 平衡线 XII=YII/0.5=0.06 操作线 YIII=XII+0.01=0.07 平衡线 XIII=YIII/0.5=0.14 操作线 Y1=XIII+0.01=0.15 用三块板足够( 还多了). 如何办? (减少L, 或使Y2更低) Y X2 2 XI XII XIII YI I YIII Y1 I II III

图解法 Y 塔底 0.10 操作线 Y=X+0.01 0.07 3平衡线 Y=0.5X 0.03 0.01 塔顶 00.020.060.090.14X

X Y 平衡线 Y=0.5X 操作线 Y=X+0.01 图解法 塔顶 塔底 0 0.02 0.06 0.09 0.14 0.01 0.03 0.07 0.10 1 2 3

l微分过程的实现 任何地方都有传质发生 传质发生在填料表面VY2 假定已知两相之间的传B+A 质系数(Ky) N=KYA(Y-Y 已知V,Y1,Y2,X2,以及平 衡关系 VY B+A S+A

1 微分过程的实现 • 任何地方都有传质发生 • 传质发生在填料表面 • 假定已知两相之间的传 质系数(KY) N=KYA(Y-Y*) 已知 V, Y1 , Y2 , X2 , 以及平 衡关系 V,Y1 , B+A V, Y2 , B +A L, X2 , S L, X1 , S+A A

Y-Yx 操作线 Y 平衡线

X Y 平衡线 操作线 Y-Y* Y*

2设计内容 传质过程的计算 液体用量的计算 填料高度的计算

2 设计内容 • 传质过程的计算 – 液体用量的计算 – 填料高度的计算

3设计方法 31溶剂用量 L=(1.1-2)Lmin 由总物料衡算可得 VY V(Y1-Y2) L,Ⅹ2,S X-X 2 V(Y1-Y2) min X,菜一Ⅹ 2 L. XI VY1

3 设计方法 3.1 溶剂用量 • 由总物料衡算可得 V, Y2, L, X2, S L, X1 V, Y1 Y X 1 2 1 2 X X V(Y Y ) L − − = L=(1.1-2) Lmin 1 2 1 2 min X * X V(Y Y ) L − − =

随着L用量的减少 斜率:LV YI 平衡线 操作线 X2 XI XI

X Y X2 Y2 Y1 X1 X1* 随着L用量的减少 斜率: L/V …. 平衡线 操作线

32填料高度的计算 , Y2,L, X2 dr =n=(S2dHa) k er-I*) H d=、D QKar-y x YⅩ dH y dr H roK.ay-y VYI L XI eK a'y-y x a:有效比表面积g:塔的横截面积

3.2 填料高度的计算 V, Y2 L, X2 V, Y1 L, X1 Y, X, dH H * * * ( ) ( *) 1 2 1 2 Y Y dY K a V Y Y dY K a V H Y Y dY K a V dH VdY N dHa K Y Y  − =  − =  − = − − = =  −   a: 有效比表面积 : 塔的横截面积