气体吸收习题课.ppt

脱吸 1. 通入惰性气体（气提法） 2.通入直接水蒸气（汽提法） 3.降低压力（闪蒸） 脱吸NOL计算公式 图8-13 通用。 yb ya xa xb * 《气体吸收》单元操作习题课 齐亮 qiliang@zjut.edu.cn Tel:660979 气体吸收的计算问题 设计型问题 操作型问题 设计型问题-设计要求 吸收混合气中的溶质A，处理的气量为5000m3(标况)/h，其中含A为0.08（摩尔分数），要求A的吸收率η为95%。 需要进一步确定的 操作方案 用纯溶剂S（分子量为18，密度为1000g/L） 逆流吸收 操作条件 操作的温度和压力为30℃和101kPa 两相间的相平衡关系y=25x 空塔气速：0.8 m/s 合理假设 低浓度 物理吸收 低浓度气体吸收的计算 设计型计算问题： （1）吸收剂用量，出塔浓度； （2）塔的主要工艺尺寸； 填料层高度H或塔板数N； （3）塔径D； 物料衡算：操作线方程 传质基本方程 G、L-----kmol/s or kmol/(m2s) ；y（或x）-----摩尔分率； 吸收剂用量的选择 吸收剂用量一般取最小用量的1.1-2.0倍 当吸收剂是纯溶剂时，吸收剂用量逐渐增大，吸收率是否趋向于1？ 当吸收剂不是纯溶剂时（xa），吸收剂用量逐渐增大，吸收率是否趋向于1？ 当吸收剂不是纯溶剂 y y=L/Gx+(yb-L/Gxb) (xa,ya) yb ya xa xb (xb,y’b) y=mx 最小吸收剂用量问题 最小吸收剂用量为当出塔液与进塔气达到平衡 特别地，当纯溶剂吸收时，有 吸收剂用量的确定问题-浓度计算 四个浓度的确定： 方法一：不严格计算 ya=(1-η) yb=(1-0.95)×0.08=0.004 注意η的定义（P42：E.8-27) 方法二：严格计算 Yb=yb/(1-yb)=0.087 Ya =(1-η) Yb=0.0043 ya=0.0043 最小溶剂量的确定 由于是低浓度气体吸收，且为纯溶剂， y (xa,ya) yb ya xa xb (xb,y’b) 填料层高度的计算 传质单元高度的确定P46.E8-51 G（通量）→ D Kya →通过经验公式（P72Q10）或者实验测定 传质单元数的确定 （1）吸收因数法（S~L/G,m; 三个浓度） （2）平均传质推动力法（四个浓度） 传质单元高度 在操作温度和压力下，溶剂吸收A的体积传质分系数如下： kGa=5×10-4 kmol/(m3·s·kPa·Δp)， kLa=5×10-2 1/s·Δc。 假设以气相摩尔分数为推动力的总传质系数Kya∝G0.7，不考虑液体流量和操作压力对其影响。 计算塔径及传质单元高度 传质单元数的计算（两种方法及关系） 对数平均推动力法 （1）先求出塔液体的浓度 （2）用对数平均推动力求算 Xb=0.00232 关于传质单元数公式的进一步探讨 1. 对数平均推动力法与吸收因数法之间的关系 传质单元数的计算 吸收因数法 塔高：h=HOGNOG=6.36×1.03=6.55m 操作型问题的计算 操作条件的改变 旧塔改造 增加填料层高度或者塔器串并联 采用新型填料 T， P（m， Ky），(P22.E7-56;P34.E8-6;P36.E-8-18) L， xa 操作型问题的讨论（h= constant） 增大溶剂用量（增大液气比） 当改变进口溶剂的初始浓度 填料层不变的相关量关系 h不变，NOG和HOG NOG=f (S, ) ; S= mG/L 互为反比例函数关系 h=HOG↑NOG ↓ NOG ↑ S ↑ NOG ↑ ( ） ↑ η ↑ NOG 与S， η 的关系 L增大，液气比增大 x y y=L/Gx+(yb-L/Gxb) (xa,ya) (xb,yb) y=mx yb ya xa xb h不变，HOG不变，NOG不变，S ↓ (xb,y’b) xa (xa,y’a) 进口浓度变化的相关计算 思考： （1）进口浓度发生变化，是否会影响传质单元高度 （2）进口浓度发生变化，是否会影响传质单元数 课后题P72 Q14题的讨论 第一问：已知h,HOG,xa,yb,S求ya 第二问： 思路同第一问？ h不变， HOG不变， NOG