《化工原理》第八章 气体吸收2讲

思考：
影响传质单元高度HTU的因素？ H OG
G K ya
物系、填料特性、流动状况和操作条件
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第八章 气体吸收
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§ 8.4.4 低浓气体吸收时填料层高度
什么是传质单元？
每一段气相组成的变化 量 ya 该段气相总平均传质推 动力
Y y，X x，于是，
yb
L G
xb
xa
ya
y
L G
x
xa
ya
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第八章 气体吸收
Gy
Lx
GBY
LSX
Gb yb
Lb xb
GBYb
LS Xb
逆流吸收塔的物料衡算
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§ 8.4.2 吸收剂用量的确定
吸收剂用量改变对吸收过程的影响：
LS
LS GB
LS GB
最小液气比
最小液气比的计算：
LS GB
min
Yb Ya
X
b
Xa
LS GB
min
Yb Xb
YE XE
Y
Y
B
B
Yb
B B B
Yb
YE
E
Ya A
0 Xa
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Ya A
Xb
0 Xa
第八章 气体吸收
XE Xb
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§ 8.4.3 塔径的计算
D
4VS
u
Ga ya GBYa
La xa LS Xa
Yb
LS GB
Xb Xa
Ya
对塔上部任一段A组分质量衡算：
气相的减少速率 液相的增加速率
GB Y Ya LS X X a
Ga ya GBYa
La xa LS Xa
Yb
Y
Ya
A
O Xa
Y LS
GB
B
X X a Ya
-------操作线方程
Gy GBY
Lx LSX
P
直线，斜率为 LS （称为液气比）， 并总通是过位点于平A(衡XGa线，B 的Ya上)，方B；(Xb，Yb)GGBbYybb
u为空塔气速，m/s， Vs为混合气体的体积流量，m3/s。
Gy
Lx
GBY
LSX
Gb yb
Lb xb
GBYb
LS Xb
逆流吸收塔的物料衡算
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第八章 气体吸收
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§ 8.4.4 低浓气体吸收时填料层高度
一．填料层高度的一般计算式
气相中溶质 A 的减少速率 = 液相中溶质 A 的增加速率 = 从气相到液相的传质速率
H
底 d Gy
顶 K ya y y
底 d Lx
顶 Kxa x x
二．低浓气体吸收时 •G、L为常数
Gb yb
xb
1 1 m K ya kya kxa
•Ky、Kx可视为常数-------气相、液相总体积传质系数
•a也可视为常数： a与填料形状、尺寸及填充状况有关
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min
LS GB
(1.2
~
2.0)
LS GB
min
Y
Y
B
Yb
B B B
Yb
P
YE
E
Ga ya GBYa
La xa LS Xa
Gy
Lx
GBY
LSX
BGGBb Yybb
Lb xb LS Xb
逆流吸收塔的物料衡算
Ya A
Ya A
0 Xa
Xb
0 Xa
XE Xb
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b
L G
xb
xa
y
第八章
a
气体Yb吸收
LS GB
Xb Xa
Ya
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§ 8.4.2 吸收剂用量的确定
思考： 若实际操作时的液气比小于或等于最小液气比， 吸收塔是否能操作？将会发生什么现象？
最小液气比只对设计型问题有意义。
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第八章 气体吸收
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§ 8.4.2 吸收剂用量的确定
Ga ya
La xa
（1）吸收剂用量 （2）塔的主要工艺尺寸：
包括塔径、填料层高度或塔板数
D
H
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Gb yb
Lb xb
逆流吸收塔的物料衡算
第八章 气体吸收
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§ 8.4.1
全塔物料衡算：
对溶质 A，有
物料衡算和操作线方程
GBYa Ga ya
气相的减少速率 液相的增加速率
幻灯片2目录
§8.4 二元低浓气体吸收（或脱吸）的计算 § 8.4.1 物料衡算和操作线方程 §8.4.2 吸收剂用量的确定 §8.4.3 塔径的计算 §8.4.4 低浓气体吸收时填料层高度
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第八章 气体吸收
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§8.4 二元低浓气体吸收（或脱吸）的计算
计算项目主要有：
§ 8.4.4 低浓气体吸收时填料层高度 ya xa
dh dGy dLx
N Aa N Aa
H H dh 底d Gy 底d Lx
0
顶 N Aa 顶 N Aa
yx h
G-dG dh
H G y+dy x+dx A
将总传质速率方程NA K y y y Kx x x 代入得：
LS Xa La xa
GB Yb Ya LS X b X a
Yb
LS GB
Baidu Nhomakorabea
Xb Xa
Ya
回收率为：
Yb Ya 1 Ya
Yb
Yb
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第八章 气体吸收
Gb yb
Lb xb
GBYb
LS Xb
逆流吸收塔的物料衡算
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§ 8.4.1
物料衡算和操作线方程
x
HOL
NOL
N OG
气相分传质单元高度，m
yb dy ya y y
H G
kya
yb dy ya y yi
HG NG
H N H L xb dx
k xa xa xi x
气相分传质单元数，无因次
L
L
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§ 8.4.4 低浓气体吸收时填料层高度
引入 a 填料层所具有的有效传 质面积 填料体积
G( y dy) (G dG) yA AdGy
AdLx
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N AaAdh
第八章 气体吸收
ya
xa
yx h
G-dG dh
H G y+dy x+dx A
G、 L----G-b--kymb ol/(xmb 2s)
微元填料段的1物0/2料7 衡算
Lb xb LS Xb
逆流吸收塔的物料衡算
X
Xb
逆流吸收塔操作线
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§ 8.4.1 物料衡算和操作线方程
Yb
LS GB
Xb Xa
Ya
对于低浓气体（通常yb<10%），
Y
LS GB
X
Xa
Ya
Ga ya
La xa
G Ga Gb GB，L La Lb LS， GBYa LS Xa
第八章 气体吸收
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§ 8.4.4 低浓气体吸收时填料层高度
气相总传质单元高度，m H OG （HTU---Height of Transfer
G KUy anit）
H G
K ya
yb dy ya y y
HOG NOG
气相总传质单元数，无因次
H L
K xa
xb xa
dx x