吸收塔物料衡算

1、1,2.3 傳質(zhì)機(jī)理與吸收速率,2.4 吸收塔的計(jì)算,2.4.1 物料衡算與操作線方程,2.4.2 吸收劑用量的確定,第 2 章 吸 收,2,一、最小液氣比,在吸收塔的計(jì)算中，通常氣體處理量是已知的，而吸收劑的用量需通過工藝計(jì)算來確定。在氣量一定的情況下，確定吸收劑的用量也即確定液氣比 L / V。,液氣比L/V的確定方法是，先求出吸收過程的最小液氣比(L/V)min，然后再根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，確定適宜（操作）液氣比。,3,吸收塔的最小液氣比,Y*=f(X),4,最小液氣比可用圖解法求得 ：,最小液氣比,最小溶劑用量,純?nèi)軇┪?一、最小液氣比,5,吸收塔的最小液氣比 （非正常曲線）,Y*=f(X)

2、,一、最小液氣比,6,二、適宜的液氣比,處理量V 一定,L,L/V,操作費(fèi)用,設(shè)備費(fèi)用,填料層高度,動(dòng)力消耗,根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，取,推動(dòng)力,適宜液氣比,適宜溶劑用量,7,2.3 傳質(zhì)機(jī)理與吸收速率,2.4 吸收塔的計(jì)算,2.4.1 物料衡算與操作線方程,2.4.2 吸收劑用量的確定,2.4.3 塔徑的計(jì)算,第 2 章 吸 收,8,一、塔徑的計(jì)算公式,工業(yè)上的吸收塔通常為圓柱形，故吸收塔的直徑可根據(jù)圓形管道內(nèi)的流量公式計(jì)算，即,吸收塔直徑計(jì)算式,9,計(jì)算塔徑時(shí)，一般應(yīng)以塔底的氣量為依據(jù)。,計(jì)算塔徑時(shí)，Vs采用操作狀態(tài)下的數(shù)據(jù)。,計(jì)算塔徑的關(guān)鍵在于確定適宜的空塔氣速u。,二、塔徑計(jì)算注意事項(xiàng),塔徑

3、的圓整問題。,注意事項(xiàng),10,2.3 傳質(zhì)機(jī)理與吸收速率,2.4 吸收塔的計(jì)算,2.4.1 物料衡算與操作線方程,2.4.2 吸收劑用量的確定,2.4.3 塔徑的計(jì)算,2.4.4 填料層高度的計(jì)算,第 2 章 吸 收,11,一、傳質(zhì)單元數(shù)法,1. 基本計(jì)算公式,填料塔為連續(xù)接觸式設(shè)備，隨著吸收的進(jìn)行，沿填料層高度氣液兩相的組成均不斷變化，塔內(nèi)各截面上的吸收速率并不相同。為解決填料層高度的計(jì)算問題，需要對(duì)微元填料層進(jìn)行物料衡算。,微元填料層的物料衡算,12,在微元填料層內(nèi)對(duì)組分A作物料衡算：,填料潤(rùn)濕比表面積aW,填料有效比表面積a,填料有效比表面積 m2/m3,吸收塔截面積 m2,一、傳質(zhì)單元

4、數(shù)法,填料總比表面積,13,由吸收速率方程式,代入可得,一、傳質(zhì)單元數(shù)法,14,整理可得,在全塔范圍內(nèi)積分,填料層高度基 本計(jì)算公式,一、傳質(zhì)單元數(shù)法,15,2. 傳質(zhì)單元高度與傳質(zhì)單元數(shù),比較：換熱器的換熱管長(zhǎng)度基本計(jì)算公式,傳熱單 元長(zhǎng)度,傳熱單 元數(shù),傳熱單 元長(zhǎng)度,傳熱單 元數(shù),一、傳質(zhì)單元數(shù)法,16,分析,令,一、傳質(zhì)單元數(shù)法,氣相總傳質(zhì) 單元高度,氣相總傳質(zhì) 單元數(shù),17,令,同理,一、傳質(zhì)單元數(shù)法,液相總傳質(zhì) 單元高度,液相總傳質(zhì) 單元數(shù),18,填料的有效比表面積 a 很難確定，通常將 KY a 及KX a 作為一體,kmol/(m3s)；,KX a, 液相總體積吸收系數(shù)，,KY

5、 a, 氣相總體積吸收系數(shù)，,一、傳質(zhì)單元數(shù)法,kmol/(m3s)。,19,KY,NA,HOG,HOG 是反映吸收速率大小因數(shù)，HOG 越小，吸收速率越大。,一、傳質(zhì)單元數(shù)法,HOG的物理意義,20,NOG 是反映吸收分離難易程度的因數(shù)，NOG 越大，吸收分離的難度越大。,Z,NOG,HOG 一定,吸收分離的難度,一、傳質(zhì)單元數(shù)法,HOG的物理意義,21,3. 傳質(zhì)單元數(shù)的求法,(1) 解析法,1）脫吸因數(shù)法,設(shè)平衡關(guān)系為,由操作線方程，可得,直線 關(guān)系,一、傳質(zhì)單元數(shù)法,22,令,脫吸因數(shù),則,一、傳質(zhì)單元數(shù)法,脫吸因數(shù)為平衡線斜率 與操作線斜率的比值,23,積分并化簡(jiǎn)，可得,適用條件：,同理，可導(dǎo)出,吸收因數(shù),平衡關(guān)系為直線,一、傳質(zhì)單元數(shù)法,吸收因數(shù)為操作線斜率 與平衡線斜率的比值,24,NOG,關(guān)系曲線圖,計(jì)算填料層高度,計(jì)算尾氣濃度,計(jì)算吸收劑用量,25,2） 對(duì)數(shù)平均推動(dòng)力法,由于,所以,一、傳質(zhì)單元數(shù)法,26,可導(dǎo)出,令,則,對(duì)數(shù)平均推動(dòng)力,一、傳質(zhì)單元數(shù)法,27,同理，可導(dǎo)出,其中,平衡關(guān)系為直線。,一、傳質(zhì)單元數(shù)法,適用條件,28,若,或,則,或,可用算術(shù)平均值代替對(duì)數(shù)平均值,一、傳質(zhì)單元數(shù)法,29,(2) 數(shù)值積分法,辛普森(Simpson)數(shù)值積分法,平衡關(guān)系為曲線。,一、傳質(zhì)單元數(shù)法,適用條件,30,思