氣體吸收精品課件

1、氣體吸收第1頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四 吸收與解吸Absorption and Desorption 主要內(nèi)容及要求：學(xué)習(xí)并掌握吸收的原理、分類、過(guò)程分析和簡(jiǎn)捷計(jì)算。4.1 汽液相平衡4.2 多組分吸收和解吸過(guò)程4.3 多組分吸收和解吸的簡(jiǎn)捷計(jì)算法4.4 化學(xué)吸收了解掌握自學(xué)掌握第2頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四吸收的定義氣體吸收: 氣體混合物一種或多種組分從氣相轉(zhuǎn)移到液相的過(guò)程. 吸收劑: 吸收操作中加入的液體溶劑; 吸收質(zhì):能被吸收劑吸收的組分 吸收液:吸收了吸收質(zhì)的液體溶劑; 尾氣:被吸收劑處理后的氣體.解吸: 溶質(zhì)從液相中分離出來(lái)

2、轉(zhuǎn)移到氣相的過(guò)程,即吸收的逆過(guò)程.第3頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四分類:溶 質(zhì) 數(shù)單組分吸收多組分吸收等溫吸收非等溫吸收物理吸收化學(xué)吸收可逆化學(xué)吸收不可逆化學(xué)吸收e.g. 乙醇胺溶液吸收CO2e.g. NaOH溶液吸收CO2； 硫酸吸收氨氣生成硫酸氨吸收溫度溶質(zhì)與溶劑的相互作用第4頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四按吸收量的多少（1）貧氣吸收（2）富氣吸收 吸收量不大 恒摩爾流 恒溫操作 吸收量大第5頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四獲得產(chǎn)品： 將氣體中的有效組分吸收下來(lái)得到成品。 吸收劑無(wú)需解吸。 e.g.吸收應(yīng)用氣體混

3、合物的分離： 選擇性地吸收氣體中的某個(gè)組分達(dá)到分離目的。 吸收劑需解吸 e.g. 用DMF從裂解氣中分離提純乙炔。第6頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四氣體凈化：原料氣的凈化或尾氣、廢氣的凈化。吸收劑需解吸。原料氣：調(diào)節(jié)配比，去除使催化劑中毒或會(huì)產(chǎn) 生副反應(yīng)的雜質(zhì)。 eg. 合成氨原料氣脫CO2，脫CO，脫H2S。尾氣：脫除有毒有害物質(zhì)，減小/消除污染。 eg. 燃煤鍋爐煙氣脫除SO2；硝酸尾氣中脫NOx。 第7頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四吸收與精餾操比較相同點(diǎn)： 平衡分離過(guò)程 熱、質(zhì)同傳過(guò)程，由MESH方程求解不同點(diǎn)： 塔式不同 原理不同 傳

4、質(zhì)形式不同 組分分布不同第8頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四4.1 汽液相平衡4.1.1 物理吸收的相平衡4.1.2 有化學(xué)效應(yīng)的氣體溶解度第9頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四 物理吸收的熱力學(xué)基礎(chǔ)是氣體混合物中的各個(gè)組分在某液體吸收劑中的溶解度不同，根據(jù)溶解度差異實(shí)現(xiàn)分離。 吸收推動(dòng)力是氣相中溶質(zhì)的實(shí)際分壓與溶液中溶質(zhì)的平衡蒸汽壓力之差。吸收原理 吸收過(guò)程氣液平衡關(guān)系： 物理吸收：相平衡亨利定律 化學(xué)吸收：相平衡亨利定律； 化學(xué)平衡化學(xué)平衡關(guān)系式（1）物理吸收的氣液相平衡關(guān)系第10頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四（1）物

5、理吸收的氣液相平衡關(guān)系1) 低壓下（low pressure）氣體在液體中的溶解度用Henry定律表示： 或 溶質(zhì)在液相中的溶解度（摩爾分?jǐn)?shù)） 溶質(zhì)在氣相中的分壓 Henry系數(shù)，由溶質(zhì)和溶劑的性質(zhì)及溫度決定。亨利定律的其它形式 第11頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四（2）、T 、 p對(duì) H、m 的影響。TH m 溶解度PH m 溶解度 在吸收過(guò)程中， 低溫、高壓有利于氣體的吸收 高溫、低壓有利于氣體的解吸溶質(zhì)氣體的分壓為常壓 難溶氣體或低濃度的易溶氣體 化學(xué)平衡時(shí)，未反應(yīng)的溶質(zhì)（稀溶液）(3) Henry定律適用范圍：第12頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)4

6、3分，星期四2) 高壓下（high pressure）：克利切夫斯基公式 達(dá)平衡時(shí)： 是溫度、壓力和組成的函數(shù)，在T一定的條件下，對(duì) 進(jìn)行全微分： （1）第一項(xiàng)變形，再由熱力學(xué)定律可得： 溶質(zhì)在溶液中的偏摩爾體積，假定是常數(shù)。Hp不但與溶劑和溶質(zhì)的性質(zhì)、系統(tǒng)溫度有關(guān)，而且與系統(tǒng)的總壓有關(guān)。第13頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四第二項(xiàng)： 將上兩式代入（1）得：整理可得： （T一定）從純?nèi)軇┱羝麎?（即 ）到總壓 積分上式： 溶質(zhì)在 條件下的Henry系數(shù)。第14頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四令：（T一定）H p=0，即低壓下的Henry系數(shù)。整理

7、可得：第15頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四Henry系數(shù)隨溫度的變化可通過(guò)半經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式求： 手冊(cè)中大部分給出的是298.15K，101.3kPa下測(cè)定的Henry系數(shù)，其他溫度下的Henry系數(shù)可通過(guò)下式求： H0 298.15K下的Henry系數(shù)。第16頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四4.1.2 有化學(xué)效應(yīng)的氣體溶解度特點(diǎn)：（1）當(dāng)溶質(zhì)在溶劑中發(fā)生離解、締合或化學(xué)反應(yīng)時(shí)，溶質(zhì)在液相中的總含量（各種形式含量的總和），與平衡分壓的關(guān)系不再符合亨利定律。（2）亨利定律只反應(yīng)氣相溶質(zhì)分壓與液相中未反應(yīng)的溶質(zhì)濃度.（3）溶質(zhì)的溶解度：即服從汽液平衡關(guān)系

8、，又服從化學(xué)反應(yīng)平衡關(guān)系。第17頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四（2）有化學(xué)效應(yīng)的氣體溶解度假定有這樣一個(gè)化學(xué)吸收過(guò)程：假定是理想溶液：當(dāng)相平衡關(guān)系服從Henry定律時(shí)， aAmM + nNHAaA + bB Ka 由于產(chǎn)物的生成消耗了一定量的溶質(zhì)A，所以相同壓力下，有化學(xué)反應(yīng)的溶質(zhì)溶解度必定大于物理溶解時(shí)的溶解度。第18頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四吸收流程可分為兩類：（I）吸收質(zhì)不需解吸，吸收劑不需再生和循環(huán)；（II）吸收質(zhì)需要解吸，吸收劑需要再生和循環(huán)。（1）吸收和解吸流程4.2吸收與解吸過(guò)程第19頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7

9、點(diǎn)43分，星期四（I）無(wú)解吸的吸收塔12.N尾氣V1吸收劑L0原料氣VN+1吸收液LN第20頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四（I）無(wú)解吸的吸收塔帶吸收劑再循環(huán)的吸收流程適用于：（1）對(duì)于制取液態(tài)產(chǎn)品的吸收操作，為獲得較高含量的液態(tài)產(chǎn)品，采用吸收液部分再循環(huán)操作。第21頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四（I）無(wú)解吸的吸收塔適用于：（2）熱效應(yīng)顯著的吸收過(guò)程，部分吸收液再循環(huán)可降低吸收塔內(nèi)溫度，當(dāng)平衡關(guān)系變化的幅度比操作關(guān)系變化幅度大時(shí)，吸收液的循環(huán)不但不減少反而可能提高傳質(zhì)平均推動(dòng)力，有利于吸收操作。第22頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)4

10、3分，星期四（I）無(wú)解吸的吸收塔適用于：（3）對(duì)于按物料衡算估算所需吸收劑用量過(guò)少，不能滿足最小液體噴淋密度要求的情況，部分吸收液再循環(huán)盡管會(huì)使傳質(zhì)推動(dòng)力有所降低，但可由傳質(zhì)系數(shù)的顯著增大而得以補(bǔ)償。第23頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四（I）無(wú)解吸的吸收塔 當(dāng)原料氣處理量較大，溶質(zhì)組分含量較低或溶解度較低或要求完全吸收時(shí)，常采用多塔吸收流程。第24頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四吹掃氣（水蒸汽或惰性氣體）吸收塔解吸塔原料氣補(bǔ)充吸收劑（II）吸收解吸的雙塔流程 An absorber is frequently coupled with stri

11、ppers to permit regeneration (or recovery) and recycling of the absorbent.第25頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四4.2.2 多組分吸收和解吸過(guò)程分析一、設(shè)計(jì)變量數(shù)和關(guān)鍵組分Na的指定：操作型計(jì)算：指定 N，要求計(jì)算吸收劑量、塔頂尾氣量和組成、塔底吸收液量和組成。據(jù)設(shè)計(jì)變量的原則可知:吸收塔和解吸塔中可調(diào)設(shè)計(jì)變量Na=1,因此，只能規(guī)定一個(gè)關(guān)鍵組分。 與多組分精餾塔不同設(shè)計(jì)型計(jì)算：指定 一個(gè)關(guān)鍵組分分離要求，要求計(jì)算所需的理論板數(shù)、塔頂尾氣量和組成、塔底吸收液量和組成。第26頁(yè)，共88頁(yè)，2022年

12、，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四二、傳質(zhì)過(guò)程 精餾過(guò)程： 吸收過(guò)程：頂釜不能視為恒摩爾流（圖44 a ）雙相傳質(zhì)過(guò)程單相傳質(zhì)過(guò)程第27頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四三、吸收塔內(nèi)組分分布分布曲線(圖44c、d )：從物系揮發(fā)度看：頂?shù)?C1、C2最大，進(jìn)塔幾乎不被吸收，塔頂稍有變化。 C5、C4最小，進(jìn)塔立即吸收，上部幾乎不變。 C3適中 ，上段吸收快，在塔某板出現(xiàn)最大值。第28頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四4）熱效應(yīng)（吸收塔內(nèi)溫度分布） 吸收放熱使液體溫度升高，相平衡常數(shù)（K=f（T，P，x）增大，過(guò)程的推動(dòng)力減小； 吸收放熱使氣體和液體產(chǎn)生

13、溫差，在相間傳質(zhì)的同時(shí)發(fā)生相間傳熱。 由于吸收過(guò)程熱效應(yīng)的影響，吸收塔內(nèi)溫度分布變得復(fù)雜。第29頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四吸收過(guò)程中的熱效應(yīng)包括：a) 溶質(zhì)的吸收熱：冷凝潛熱、混合熱、化學(xué)吸收中的反應(yīng)熱 -放熱過(guò)程c) 氣液兩相互相接觸而直接傳熱b) 溶劑部分氣化的汽化潛熱d) 流體體系與環(huán)境之間傳熱使液相溫度提高。氣、液兩相溫差減小。使液相溫度降低。第30頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四 一般情況，由于吸收是放熱過(guò)程，溶質(zhì)從氣相傳入液相的相變釋放吸收熱，該熱量用于增加液體的顯熱，因而導(dǎo)致溫度由塔頂?shù)剿资窃龈叩摹?但也有例外。- 液相物流

14、的熱容量- 氣相物流的熱容量 吸收放熱在液體和氣體中的最終分配很大程度上取決于兩股物流熱容量。第31頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四1.如果在塔頂LMCp,L明顯大于GMCp,V 上升氣體熱量傳給吸收劑，吸收放出熱量全部由LM帶走，尾氣出口溫度與進(jìn)塔吸收劑溫度相近，在塔釜溫度分布出現(xiàn)極大值。第32頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四 2.GMCp,V明顯大于LMCp,L 吸收劑沿塔下流時(shí)，被氣體冷卻，塔釜處吸收液在接近于原料氣溫度的條件下出塔。 吸收所釋放的全部熱量以尾氣顯熱的形式帶出。第33頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四

15、尾氣和吸收液溫度超過(guò)其進(jìn)口溫度。 熱量在液體和氣體間的分配取決于塔內(nèi)不同位置因吸收而放熱的情況。 Case 3.氣相熱容量與液相熱容量相近，且熱效應(yīng)明顯12.N尾氣V1吸收劑L0原料氣VN+1吸收液LN第34頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四1. 若吸收劑揮發(fā)性明顯，在塔釜幾塊板上部分汽化，使該汽化的吸收劑與進(jìn)料氣中吸收劑的含量趨于平衡。 于是有一個(gè)相反作用： 吸收放出熱量加熱液體吸收劑汽化冷卻液體 塔中部出現(xiàn)溫度極大值2. 溶解熱的影響 溶解熱大，溫度變化大，對(duì)吸收率影響大 a、溫度升高，相平衡常數(shù)大，吸收推動(dòng)力小。 b、由于吸收過(guò)程要放熱，使汽液溫差大，除發(fā)生傳熱過(guò)程

16、外，還有傳質(zhì)過(guò)程發(fā)生。 復(fù)雜性大第35頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四熱效應(yīng)的處理方式：（1）熱效應(yīng)忽略不計(jì) 當(dāng)溶質(zhì)濃度低、液氣比大、溶解量小時(shí)，可視為等溫吸收，以吸收劑進(jìn)塔溫度作為全塔溫度。（2）僅考慮吸收熱 當(dāng)液氣比較大時(shí)，可視為簡(jiǎn)單絕熱吸收，全部吸收熱用于增加提高溶液的顯熱，提高溶液的溫度。第36頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四熱效應(yīng)的處理方式：（3）熱效應(yīng)不可忽略 吸收量大、液氣比不是很大時(shí)，四項(xiàng)熱效應(yīng)均應(yīng)考慮。特別注意塔內(nèi)出現(xiàn)的熱點(diǎn)。第37頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四熱效應(yīng)較大時(shí)可采取的措施：（1）冷卻 設(shè)置

17、冷卻器，降低操作溫度，改善吸收平衡關(guān)系。（2）提高液氣比 提高液氣比，改善操作關(guān)系，彌補(bǔ)由于溫升而對(duì)吸收平衡造成的不利影響。（3）降低原料氣進(jìn)塔溫度 減緩塔底部溫度的升高。第38頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四Summary吸收塔內(nèi)流量、溫度及組成分析總流量：?jiǎn)蜗騻髻|(zhì)，單調(diào)變化 塔頂 塔底，總流量 吸收劑溫度：吸收屬于放熱反應(yīng) 一般而言，塔頂 塔底，T 組成：不同組分在不同塔段的吸收程度不同 關(guān)鍵組分：全塔范圍內(nèi)均有吸收。 輕組分：靠近塔頂?shù)膸准?jí)被吸收（難溶）。 重組分：主要在塔底附近吸收（易溶）。 第39頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四Summ

18、ary多組分吸收的特點(diǎn)：只能規(guī)定一個(gè)組分的吸收率不能按恒摩爾流處理溫度分布復(fù)雜至少有兩股進(jìn)料第40頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四4.3 多組分吸收和解吸的簡(jiǎn)捷計(jì)算法Approximate Methods for Multicomponent Absorption and Desorption 吸收量不大吸收量較大（1）熱效應(yīng)引起的溫度變化不能忽略， 要得到精確解，必須用嚴(yán)格計(jì)算（2）氣液相流率也不能看作恒定。假設(shè)（1）等溫過(guò)程 （2）氣相和液相流率恒定，計(jì)算大為簡(jiǎn)化。第41頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四Y1Y2X2X11234567圖解梯級(jí)法

19、求理論板層數(shù)第42頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四簡(jiǎn)捷計(jì)算主要應(yīng)用場(chǎng)合：（1）設(shè)計(jì)的初始階段，為嚴(yán)格計(jì)算提供初值；（2）對(duì)操作進(jìn)行粗略分析。簡(jiǎn)捷計(jì)算法的常見(jiàn)類型： （1） 平均吸收因子法（掌握） （2） 平均有效吸收因子法（了解） （3） 蒸出（解吸）因子法（了解）重點(diǎn)介紹并掌握平均吸收因子法第43頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四 一、吸收因子法 1.吸收因子 吸收過(guò)程定義： A=L/KV i組分的吸收因子或因素 （省i） a、無(wú)因次數(shù)群； b、L/V ，K A ，有利 于吸收； c、分離要求一定：A ，N N一定： A ，吸收程度 A的大小說(shuō)明

20、 吸收難易。第44頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四用A、S表示平衡關(guān)系：2.HortonFrankli 方程 （哈頓富蘭克林）12n1 nn+1N-1 N尾氣V 1吸收劑L0原料氣VN+1吸收液LNn 板物料衡算：第45頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四用（417）表示各組分在各板汽相量；第46頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四同理，n=3時(shí)n=4時(shí)？第47頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四依次類推；n=N時(shí)第48頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四方程FranklinHorton-）

21、（234-討論（423）：1. 計(jì)算吸收率的普遍式；2. 式中K= f（T、P、組成），而組成不知。 計(jì)算難3. 采用如下簡(jiǎn)化形式作簡(jiǎn)捷計(jì)算。關(guān)聯(lián)了吸收率、吸收因子和理論板數(shù)第49頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四1.平均吸收因子法第50頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四Horton-Franklin方程可簡(jiǎn)化為： （4-24）分子(vN+1-v1)表示氣體中某組分通過(guò)吸收塔后被吸收的量；分母(vN+1-v0)表示根據(jù)平衡關(guān)系計(jì)算的最大可能吸收量。 相對(duì)吸收率 當(dāng)吸收劑中不含溶質(zhì)時(shí)，相對(duì)吸收率等于吸收率。表達(dá)了相對(duì)吸收率、平均吸收因子和理論板數(shù)之間的

22、關(guān)系。 第51頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四吸收因子（或解吸因子） ）（圖84-關(guān)系）作圖；以（244-NAj第52頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四NOTE1:隨著吸收因子Ai數(shù)值增大，各組分吸收率i增加；但當(dāng)吸收因子Ai超過(guò)某一數(shù)值（與板數(shù)有關(guān)）后，繼續(xù)增大吸收因子對(duì)吸收率的影響不明顯；一般來(lái)講，當(dāng)吸收因子Ai大于2.0以后其影響顯著減小。第53頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四NOTE2:隨著塔板數(shù)N增加，各組分吸收率增加；當(dāng)塔板數(shù)較少時(shí)，增加一塊理論板數(shù)對(duì)吸收率增加明顯；當(dāng)N大于10以后，增加塔板數(shù)對(duì)吸收率影響不明顯

23、。第54頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四NOTE3:吸收因子Ai數(shù)值不得小于所規(guī)定的吸收率i；當(dāng)Ai= i時(shí)需要無(wú)窮多塊塔板數(shù)。第55頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四理論板數(shù)的直接求解Algebraic method for determining the Number of Equilibrium Stages 已知關(guān)鍵組分的吸收率，再求出關(guān)鍵組分的吸收因子，則可由上式直接計(jì)算理論板數(shù)。第56頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四關(guān)鍵組分的吸收因子A關(guān)：K關(guān)一般取全塔平均溫度和壓力下的數(shù)值。關(guān)鍵在于確定液氣比 A關(guān)LK關(guān)V第5

24、7頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四確定最小液氣比（L/V)min 在無(wú)窮多塔板的條件下，達(dá)到規(guī)定分離要求時(shí)，1kmol的進(jìn)料氣所需吸收劑的kmol數(shù)。 第58頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四A=j實(shí)際中： N = 確定最小液氣比（L/V)min 第59頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四非關(guān)鍵組分的吸收率有了液氣比，可求關(guān)鍵組分的平均吸收因子，進(jìn)而求出理論板數(shù)。A關(guān)LK關(guān)V第60頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四非關(guān)鍵組分的吸收率由關(guān)鍵組分求出液氣比和理論板數(shù)后，可求出非關(guān)鍵組分的吸收因子和吸收率。第61

25、頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四例44計(jì)算：解：查P=1.013MPa，t=38時(shí)Ki進(jìn)料：C1C2C3i-C4n-C4i-C5n-C5n-C6已知： yN+1不揮發(fā)的烴類381.013MPa第62頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四線上交點(diǎn)位于查表48.99.099.0.=NAbKj48.91lg1lg.=-=AANajj計(jì)算法：第63頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四線，查出交,1,148.9.3iiiiiNAyvjj=05.400=L解得0.4L求第64頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四2. 平均有效

26、因子法（了解）Edmister提出： 利用 與 代替每板吸收因子，且保持 不變，結(jié)果頗滿意。eA111+-NNvvveA第65頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四定義：）：（eeA-,2341132214332+NNNNNNAAAAAAAAAAAAAALLLLLL132213221+NNNNNNAAAAAAAAAAAAAALLLLLLA第66頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四對(duì)于（423）：第67頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四Edmister指出：吸收主要發(fā)生在1、N二塊板上，可將N板吸收作為2板吸收計(jì)算。第68頁(yè)，共88頁(yè)，

27、2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四132213221+NNNNNNAAAAAAAAAAAAAALLLLLL定義：）：（eA-234第69頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四定義：）：（eA-2341132214332+NNNNNNAAAAAAAAAAAAAALLLLLL第70頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四當(dāng)吸收過(guò)程有N塊理論板時(shí)，由于吸收過(guò)程主要由塔頂和塔底兩板完成， Edmister認(rèn)為，以AN代替上式中的A2，可得計(jì)算有效吸收因子的Ae及Ae第71頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四Edmister的這一假設(shè)和馬多克

28、思（Maddox）等人研究結(jié)果基本吻合。馬多克思通過(guò)對(duì)一些多組分輕烴吸收過(guò)程的逐板計(jì)算得出吸收過(guò)程主要在塔的頂、底兩板完成的結(jié)論。如下表：吸收塔理論板數(shù)頂、底兩板完成的吸收量/%21003884以上約80因此，通常吸收塔的理論板數(shù)不是很多，因?yàn)榇罅康脑黾永碚摪鍞?shù)不能顯著改善吸收效果，相反卻使設(shè)備費(fèi)用大幅度上升。第72頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四第73頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四各板的吸收率相同，則任意相鄰兩板的氣相流率：n=1時(shí)：第74頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四平均有效因子法計(jì)算步驟：A、用平均吸收因子法估計(jì)

29、B、假設(shè)尾氣溫度(T1)全塔熱量衡算確定吸收液溫度(TN)C、估計(jì) 、 ，Edmister建議用下式預(yù)測(cè)D、計(jì)算E、用(429),(430)計(jì)算有效吸收因子F、確定吸收率G、作組分物料衡算，計(jì)算尾氣和出口吸收液組成( )H、校核全部假設(shè)Niilv,1,第75頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四二、解吸因子法NN-1n+1 nn-121解吸氣V N吸收液LN+1解吸劑V0吸收劑L1特點(diǎn): 與吸收相反模型塔： 圖 (4-9)計(jì)算同于吸收 S=KV/L=1/A i組分的解吸因子或因素第76頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四為提高計(jì)算的準(zhǔn)確性，用有效解析因子S

30、e和Se代替平均解析因子：Attention:吸收塔與解析塔的塔板序號(hào)正好相反。第77頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四（五）吸收過(guò)程操作參數(shù)分析 操作壓力 Operating Pressure操作溫度 Operating Temperature液氣比（吸收劑用量）Absorbent Flow Rate 塔板數(shù) Number of Stages第78頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四1）操作壓力 Operating Pressure操作壓力提高，氣相溶質(zhì)分壓增大，傳質(zhì)推動(dòng)力提高，吸收速率和吸收率增大。 壓力提高，各組分的K值減小。當(dāng)L/V一定時(shí)，吸收

31、因子A增大。當(dāng)NT一定時(shí)，A增大，各組分的吸收率增大；當(dāng)關(guān)鍵組分的吸收率已被規(guī)定時(shí)，A增大，所需NT減少。提高操作壓力還可以減小塔徑及相關(guān)設(shè)備、配管的尺寸等。 但壓力過(guò)高會(huì)使塔設(shè)備的投資及壓縮氣體的操作費(fèi)用增加；同時(shí)提高操作壓力使惰氣組分或不希望回收的組分吸收量也增加，后續(xù)分離變得復(fù)雜。應(yīng)考慮吸收塔前后工藝的操作壓力恰當(dāng)選擇，一般不宜采用過(guò)高的操作壓力。 第79頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四2）操作溫度 Operating Temperature操作溫度降低，各組分的H或K減小，吸收的傳質(zhì)推動(dòng)力增大，吸收速率增大。降低溫度和提高壓力具有相同的影響。雖然吸收適于在低溫下

32、操作，但應(yīng)避免采用冷凍操作以減少動(dòng)力消耗。 第80頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四3）液氣比 Absorbent Flow Rate 液氣比（L/V）與吸收劑用量直接相關(guān)，表示處理單位原料氣所需要的吸收劑量。 液氣比大則吸收劑用量多。液氣比對(duì)吸收操作的影響與回流比對(duì)精餾操作的影響相似。增大液氣比將使各組分吸收因子增加，因此增大液氣比和增加操作壓力或降低操作溫度有相同的效果。但隨著液氣比的增大，相應(yīng)要增大吸收劑的循環(huán)量和回收吸收劑的費(fèi)用。一般取液氣比為最小液氣比的1.22.0倍。 第81頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四4）塔板數(shù) Number of

33、 Stages理論板數(shù)增加，各組分吸收率增加。但在不同板數(shù)范圍，吸收率增加的幅度不同。當(dāng)板數(shù)較少時(shí)，增加一塊板對(duì)提高吸收率的影響比較明顯，而當(dāng)理論板為十多塊時(shí)，再增加板數(shù)，吸收率的增加幅度很小。 第82頁(yè)，共88頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)43分，星期四六、吸收劑的選擇 Choice of Absorbents(1) have a high solubility and selectivity for the solute(s) to minimize the need for absorbent 溶解度大，選擇性好(2) have a low volatility to reduce the loss of absorbent and facilitate separation of absorbent from solute(s) 揮發(fā)度小，易再生(3) be stable to maximize absorbent life and reduce absorbent makeup requirement 穩(wěn)定性高(4) be nonco