《化工原理》课程教学资源（PPT讲稿）第二章 吸收 2.3. 吸收塔的计算 2.3.3 塔径的计算 2.3.4 填料层高度的计算

2.3.吸收塔的计算 2.3.1物料衡算与操作线方程 2.3.2 吸收剂用量的确定 2.3.3 塔径的计算 2.3.4填料层高度的计算 2.3.5理论板层数的计算

1 1 2.3. 吸收塔的计算 2.3.1 物料衡算与操作线方程 2.3.2 吸收剂用量的确定 2.3.3 塔径的计算 2.3.4 填料层高度的计算 2.3.5 理论板层数的计算 1

2.3吸收塔的计算 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 2

2 2 • 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 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 2.3 吸收塔的计算 2

吸收塔的设计计算，一般的已知条件是： 1)气体混合物中溶质A的组成（mo1分率)以及流量 kmol/(m2.s) 2)吸收剂的种类及T、P下的相平衡关系； 3)出塔的气体组成 需要计算： 1)吸收剂的用量kmol/(m2.s): 2)塔的工艺尺寸，塔径和填料层高度 3

3 3 吸收塔的设计计算，一般的已知条件是： 1 ） 气 体 混 合 物 中 溶 质 A 的 组 成 （ m o l 分 率 ） 以 及 流 量 kmol/(m2 .s) 2）吸收剂的种类及T、P下的相平衡关系； 3）出塔的气体组成 需要计算： 1）吸收剂的用量kmol/(m2 .s)； 2）塔的工艺尺寸，塔径和填料层高度 3

吸收塔的物料衡算与操作线方程 吸收塔的操作线 V,L-气液流率，kmol惰气/m2.s及kmol溶剂/m2.s; X1,Y1-塔底液、气摩尔比组成： X2,Y2-塔顶液、气摩尔比组成： X,Y-塔内任意截面mn上相接触的液、气两相摩尔比组成

4 4 一、 吸收塔的物料衡算与操作线方程 V V 4

1.全塔物料衡算 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： V,Y2 L,X2 VY +LX=VY+LX V(Y1-Y2)=L(X,-X2) p= V(Y-Y)_Y-Y Y Y V,Y L,X φ一A被吸收的百分率，称为回收率或吸收率。 5

5 5 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 ： VY1+LX2=VY2+LX1 V（Y1－Y2）=L（X1－X2） V，Y2 V，Y1 L，X2 L，X1 1 1 2 1 1 2 ( ) Y Y Y VY V Y Y      1. 全塔物料衡算 ——A被吸收的百分率，称为回收率或吸收率。 5

Y2=Y1(1-0) X=X,+V(Y1-Y2)/L 2、操作线方程 V,Y2 L,X2 (1)逆流吸收 VY+LX2=VY,+LX X Y-x+-X,) V,YL,X 6

6 6 X1 =X2＋V（Y1－Y2）/L （1）逆流吸收 V，Y2 V，Y1 L，X2 L，X1 V，Y L，X VY+LX2=VY2+LX ( ) 2 X 2 V L X Y V L Y    Y2 =Y1（1－） 2、操作线方程 6

同理： Y-Ex+(-EX) V,Y2 L,X2 V, Y B X Y'=f(X) V,Y'L,X Y, X2 X X 7

7 7 ( ) 1 X1 V L X Y V L 同理： Y    X Y1 Y2 X2 X1 A B V L ( ) * Y  f X Y V，Y2 V，Y1 L，X2 L，X1 V，Y L，X 7

逆流吸收操作线具有如下特点： 1)定态，L、V、Y、X,恒定，操作线为一直线，斜率为LV。 LV为吸收操作的液气比： 2)操作线通过塔顶（稀端）A(X,Y,)及塔底（浓端）B(X1, Y); 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。 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。 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： 8 8

8 8 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。 2）操作线通过塔顶（稀端） A （X2，Y2）及塔底（浓端） B （X1， Y1）; 1）定态，L、V、Y1、X2恒定，操作线为一直线，斜率为L/V 。 L/V为吸收操作的液气比； 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。 逆流吸收操作线具有如下特点： 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； 8

Y Y'=f(X) X 9

99 X A B ( ) * Y  f X Y K. Y X X* Y* 9

并流吸收塔的操作线： V,Y2L,X2 y=x+台x+) =x+哈名+) V,Y'L,X 吸收操作线总是位于平衡线的上方， 操作线位于平衡线下方，则应进行脱吸过程。 10 10

10 10 并流吸收塔的操作线： ( ) X1 Y1 V L X V L Y     ( ) X 2 Y2 V L X V L Y     吸收操作线总是位于平衡线的上方， 操作线位于平衡线下方，则应进行脱吸过程。 V，Y2 V，Y1 L，X2 L，X1 V，Y L，X 10