填料层高度=传质单元高度传质单元数

Y2

L G
X2
吸收率 混合气中溶质A 被吸收的百分率
Y2 Y1(1)
2、吸收塔的操作线方程式与操作线
在 m—n截面与塔底截面之间作组分A的衡算
GY LX1 GY1 LX
2019/10/27
L
L
Y G X (Y1 G X1)
——逆流吸收塔操作线方程
在m—n截面与塔顶截面之间作组分A的衡算

0.01604
2019/10/27
X 2 /17 0.0212 100 /18
m Y * 0.01604 0.757 X 0.0212
平衡关系为 : Y 0.757 X
2）最小吸收剂用量：
Lmin

G
Y1 Y2
Y1 m

X
2
2019/10/27
其中： G 1000 29
X

L G
(X

X1)
X1
或
Y


L G
(X

X2)

X2
2、操作线与推动力 操作线与平衡线于同一图中，则操
作线上任一点M与平衡线间的垂直距 离即为塔内某截面上以气相组成表示 的吸收推动力（y-ye），操作点与平 衡线的水平距离即为该截面上易液相 组成表示的吸收推动力（xe-x）。
由图可见，在吸收塔内推动力的 变化规律是由操作线与平衡线共同 决定的。
2019/10/27
求每小时送入塔内的水量。
溶液浓度(gNH3/100gH2O) 2
分压Pa
1600
2.5 3 2000 2427
分析： 求水量
吸收剂用量L 已知L/Lmin 求Lmin
平衡常数
解：
1）平衡关系
Y*

y* 1 y*

1
p* p*

1.6 103 101.33 103 1.6 103
GY LX 2 GY2 LX
L
L
Y G X (Y2 G X 2 )
——逆流吸收塔操作线方程 表明 ：塔内任一截面的气相浓度Y与液相浓度X之间成直线
关系，直线的斜率为L/G。
2019/10/27
操作线在相图中表示 （1）由塔顶，塔底两端点作直线 （2）由塔顶或塔底一个端点及
操作线斜率L/G作直线 线段AB：全塔操作线
B为塔底两相浓度坐标（y1,x1） A为塔顶两相浓度坐标（y2,x2） 点M为塔某一截面两相浓度坐标 线上任一点坐标代表塔内某一截面上气液两相组成
2019/10/27
2019/10/27
并流操作 G（X1-X2）=L（X2-X1） 操作线斜率：
X1 X2 L X1 X2 G
操作线方程：
及Z

L K X a
X1
X2
X
dX *
X
KY a, K X a 气相总体积吸收系数及液相总体积吸收系数
物理意义 ：在推动力为一个单位的情况下，单位时间单
位体积填料层内吸收的溶质量。
2、传质单元高度与传质单元数
1）传质单元高度与传质单元数的概念
2019/10/27
G 的单位
[kmol / s]
一、吸收塔的物料衡算与操作线方程
1、物料衡算
目的 ： 确定各物流之间的量的关系 以及设备中任意位置两物料 组成之间的关系。
对单位时间内进出吸收塔的A的物 质量作衡算
GY1 LX 2 GY2 LX1
2019/10/27
G(Y1 Y2 ) L( X1 X 2 )
Y1

L G
X1
dGA N AdA N A (adZ )
2019/10/27
微元填料层内的吸收速率方程式为：
N A KY (Y Y * )及N A K X ( X * X )
dG A KY (Y Y * )adz dGA K X ( X * X )adz
GdY KY (Y Y * )adz dY KY a dZ
34.5kmol空气 / h
Y1

1.333 101.33 1.333

0.0133
Y2 (1 0.99)Y1 0.01 0.0133 0.000133 X 2 0 m 0.757
Lmin

G(Y1 Y2 )
Y1 m

X
2
34.5(0.0133 0.000133) 0.0133 0 0.757
2019/10/27
二、吸收剂用量的确定
Y1 液气比
B L/G
L (G )min
B* 最小 液气比
2019/10/27
L
L
G (1.1 ~ 2.0)(G )min
最小液气比的求法
图解法 •正常的平衡线
2019/10/27
L ( G )min

Y1 Y2
X
* 1

X
2
Lmin
G
Y1 Y2
2019/10/27
25.8kmol / h
3）每小时用水量
L 2Lmin 2 25.8 51.6kmol / h 928.8kg / h
2019/10/27
四、填料层高度的计算
1、填料层高度的基本计算式
对组分A作物料衡算 单位时间内由气相转入液相的 A的物质量为：
dGA GdY LdX
[m]
KY a
[kmol / m3 s][m2 ]
称为“气相总传质单元高度” ，用HOG 表示
H OG

G KY a
与设备操作因素有关。 设备操作因素（流体，填料，传质系数）
NOG

Y1
Y2
Y
dY Y*
与设备无关，只与浓度有关 分离任务（相平衡关系，进出口含量）
X
* 1

X
2
•平衡线为上凸形时
2019/10/27
L (G )min

Y1 Y2
X

1

X
2
Lmin

G
Y1 Y2
X

1

X
2
计算法
适用条件：平衡线符合亨利定律，可用 Y * mX 表示
L (G )min

Y1 Y2
Y1 m

X
2
ຫໍສະໝຸດ Baidu
Lmin

G
Y1 Y2
Y1 m

X
2
例：空气与氨的混合气体，总压为101.33kPa，其中氨的分 压为1333Pa，用20℃的水吸收混合气中的氨，要求氨的回 收率为99%，每小时的处理量为1000kg空气。物系的平衡关 系列于本例附表中，若吸收剂用量取最小用量的2倍，试
Y Y* G
LdX K X (X * X )adz
dX X* X

K X a dZ L
Y1
dY
KY a
Z
dZ
Y2 Y Y *
G0
X1
X2
X
dX *
X

K
X a L
0Z
dZ
2019/10/27
低浓度气体吸收时填料层的基本关系式为
Z G
KY a
Y1 dY Y2 Y Y *