吸收塔物料衡算课件

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二、塔径计算注意事项
注意事项 ①计算塔径时，一般应以塔底的气量为依据。 ②计算塔径时，Vs采用操作状态下的数据。 ③塔径的圆整问题。 ④计算塔径的关键在于确定适宜的空塔气速u。
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第2章 吸 收
2.3 传质机理与吸收速率 2.4 吸收塔的计算 2.4.1 物料衡算与操作线方程 2.4.2 吸收剂用量的确定 2.4.3 塔径的计算 2.4.4 填料层高度的计算
脱吸 因数
脱吸因数为平衡线斜率 与操作线斜率的比值
则
NOG
Y1
dY
Y2 1 S Y (SY2 Y2*)
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一、传质单元数法
积分并化简，可得
NOG
1 1 S
ln
1
S
Y1 Y2
Y2* Y2*
S
同理，可导出
NOL
1 1 A
ln
1
A
Y1 Y1
Y2* Y1*
A
适用条件：
平衡关系 为直线
A L mV
吸收 吸收因数为操作线斜率 因数 与平衡线斜率的比值
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S
NOG
Y2
关系曲线图 学习交流PPT
计算吸 收剂用
量 计算填料 层高度
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一、传质单元数法
同理
令
H OL
L
K X a
NOL
X1 dX X2 X *X
液相总传质 单元高度
液相总传质 单元数
Z HOLNOL
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一、传质单元数法
填料的有效比表面积 a 很难确定，通常将 KY a 及KX a 作为一体
KY a —— 气相总体积吸收系数，kmol/(m3·s)； KX a —— 液相总体积吸收系数，kmol/(m3·s)。
L V min
Y1 Y2
X
* 1
X
2
Y1 Y2 Y1 / m X 2
最小液气比
Lmin
Y1 Y2 V
X
* 1
X
2
最小溶剂用量
L V
min
m(Y1 Y2 ) Y1
mA
纯溶剂 吸收
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一、最小液气比
Y*=f(X)
L V min
Y1 X1
Y2 X2
Lmin
Y1 X1
2.3 传质机理与吸收速率 2.4 吸收塔的计算 2.4.1 物料衡算与操作线方程 2.4.2 吸收剂用量的确定 2.4.3 塔径的计算
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一、塔径的计算公式
工业上的吸收塔通常为圆柱形，故吸收塔的直 径可根据圆形管道内的流量公式计算，即
π 4
D2u
Vs
D 4Vs πu
吸收塔直径计算式
第2章 吸 收
2.3 传质机理与吸收速率 2.4 吸收塔的计算 2.4.1 物料衡算与操作线方程 2.4.2 吸收剂用量的确定
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一、最小液气比
在吸收塔的计算中，通常气体处理量是已知 的，而吸收剂的用量需通过工艺计算来确定。在 气量一定的情况下，确定吸收剂的用量也即确定 液气比 L / V。
液气比L/V的确定方法是，先求出吸收过程的 最小液气比(L/V)min，然后再根据工程经验，确定 适宜（操作）液气比。
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L V
Y1
( L ) V
L
( V
) min
Y2
T
B B
Y*=f(X)
B*
X2
X 1 X 1
X
* 1
吸收塔的最小液气比
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一、最小液气比
最小液气比可用图解法求得 ：
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一、传质单元数法
HOG的物理意义
H OG
1 KY a
NA KY (Y Y*)
KY
HOG
NA
HOG 是反映吸收速率大小因数，HOG 越小，吸 收速率越大。
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一、传质单元数法
HOG的物理意义
HOG 一定 NOG
Z HOG NOG
～ ～ Z
吸收分离的难度
NOG 是反映吸收分离难易程度的因数，NOG 越 大，吸收分离的难度越大。
KX a X2 X * X
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一、传质单元数法
2. 传质单元高度与传质单元数 比较：换热器的换热管长度基本计算公式
L Wccpc t2 dt nπdK t1 T t
L Hc (NTU )c
L Whcph T1 dT nπdK T2 T t
L Hh (NTU )h
传热单 元长度
Y2 X2
V
吸收塔的最小液气比
（非正常曲线）
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二、适宜的液气比
处理量V 一定
L ～ L/V
～ 动力
消耗
操作 费用
～ ～ 推动 力
填料层 高度
设备 费用
根据生产实践经验，取
L V
1.1
~
2.0
L V
min
L 1.1 ~ 2.0Lmin
适宜液气比 适宜溶剂用量
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第2章 吸 收
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一、传质单元数法
1. 基本计算公式
填料塔为连续接触 式设备，随着吸收的进 行，沿填料层高度气液 两相的组成均不断变化， 塔内各截面上的吸收速 率并不相同。为解决填 料层高度的计算问题， 需要对微元填料层进行 物料衡算。
微元填料层的物料衡算
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一、传质单元数法
在微元填料层内对组分A作物料衡算：
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一、传质单元数法
3. 传质单元数的求法 (1) 解析法 1）脱吸因数法
设平衡关系为
Y* mX b
由操作线方程，可得
X
X2
V L
Y
Y2
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直线 关系
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一、传质单元数法
NOG
Y1 dY Y2 Y Y *
Y1
dY
Y2
Y
m
V L
Y
Y2
X
2
wk.baidu.com
b
令 S mV L
传热单 元数
传热单 元长度
传热单 元数
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一、传质单元数法
分析
V KY aΩ
(kmol
/
(kmol / s) m2s)(m2 / m3
)(m2
)
m
令
H OG
V
KY a
气相总传质 单元高度
NOG
Y1 dY Y2 Y Y *
气相总传质 单元数
Z HOG NOG
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dGA KY Y Y *aΩdZ VdY
dGA KX X *X adZ LdX
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一、传质单元数法
整理可得
dY KY a dZ
Y Y * V
在全塔范围内积分
dX KX a dZ
X *X L
Z V
Y1 dY
填料层高度基
KY a Y2 Y Y * 本计算公式
Z L X1 dX
dGA V (Y dY ) VY VdY LdX
dGA NAdA NA adZ
填料有效比表面 积
m2/m3
填料有效比
表面积a
<
填料润湿比 表面积aW
<
吸收塔截面积 m2
填料总比
表面积
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一、传质单元数法
由吸收速率方程式
NA KY Y Y * KX X *X
代入可得