6.3吸收(或解析)塔的计算解析

x
h0 H OL NOL
G dy H G , NG kya y y i ya
b L dx H L , NL kx a x x xa i
yb
h0 H G NG
h0 H L N L
x
填料层高度 传质单元高度 传质单元数
(1) 传质单元数
yb
L b dx h0 k x a x xi x a
2、传质单元数与传质单元高度
令： G H OG K ya
yb ya
称为气相总传质单元高度，m
称为气相总传质单元数，无因次

dy N OG y y
h0 H OG NOG
b L dx H OL , NOL Kxa x x xa
GBY－ 气 相 中A 的 量 L S X－ 液 相 中A 的 量
Lb,xb
2、操作线方程
由前式知，如用y、x浓度表示，操作线方程为：
对塔顶到任一截面作物料衡算：
G y La xa Ga ya Lx
y G y La xa L x a a G G
Ga,ya La,xa
操作线上任意一点代表塔内某一截面上的气、液 相组成的大小。 如用Y、X浓度表示，则操作线方程为：
y L ( x xa ) y a G
Xa
X
Xb
并流吸收塔的操作
并流操作的操作线方程
从塔顶到任一截面作物料衡算：
G,ya L,xa
y ya L ( x xa ) G
G y ya L x xa
ya yb
（塔顶）
A
斜率
L G
y
x
（塔底）
B
G,yb
1. 全塔物料衡算 La 、Lb －液体入塔、出塔流率，kmol/(m2.s) Gb、Ga－气体入塔、出塔流率，kmol/(m2.s)
Ga,ya
La,xa
Gb yb La xa Ga ya Lb xb
GB－气体中惰性组分B的流率，kmol/(m2.s) LS－液体中纯溶剂S 的流率，kmol/(m2.s)
LS LS 适宜液气比: ＝1.1 ~ 2.0 GB GB min
低浓度吸收时的最小液气比
yb
A
B B B
yb
ya
xa
Байду номын сангаасya xb
最小液气比
* xb
xa
L G min
xb x * b
L y x xa y a G
L 设备费降低 G 但L 操作费用提高
xa xb
并流操作的操作线
L,xb
并流操作的塔
3.吸收剂用量的确定与最小液气比
Yb
B
Yb
Ya
A
Ya
X b max Xb Xa LS Y X X a Ya GB
Xa
X bX b max
最小液气比
Yb Ya Yb Ya LS G X X Xb Xa B min b max a
GBY LS X a GaYa LS X
Y LS ( X X a ) Ya GB
G,y L,x
Gb,yb
Lb,xb
或对塔底到任一截面作物料衡算：
L Gb yb Lb xb y x G G
LS Y ( X X b ) Yb GB
逆流操作的塔
吸收操作中，G、L随塔高变化，而GB、LS则不随塔高变化。Y～X之间的 关系为一线性关系，而y~x之间的关系不为线性关系。
G,yb
L,xb
逆流操作的塔
N A K y y y K x x x



dh

气相：Gdy N A adh
Gdy K y a y y dh
G b dy h0 y y K ya y a
y
N A K y y y





h0
G dy dh K a y y y 0 ya
操作线方程的图示
L Ga ya La xa y x G G
yb
（塔底）
B
y
ya

（塔顶）
A
LS Y ( X X a ) Ya GB
（塔底）
xa Yb
x
xb
B
Y
Ya
（塔顶）
M A
当低浓度吸收（进气浓度低于5～10％） 时，L、G随塔高的变化较小，可认为 近似不变。则以y、x表示的操作线也 可认为是一条直线。
G、L随塔 高而变
GB Gb 1 yb Ga 1 ya
Y y 1 y
Y Y GB (Yb Ya ) LS ( X b X a ) 吸收率＝ b a 100% Yb Gb,yb
LS La 1 xa Lb 1 xb
X x 1 x
yb
同样可推出液相:
L b dx h0 K x a x x x a
x
Kya－气相总体积吸收系数，kmol/m3.s Kxa－液相总体积吸收系数，kmol/m3.s 以气相或液相为推动力表示：
N A k y y yi k x xi x
x
G dy h0 y yi kya y a
L,xa
1. 吸收过程基本方程式
对高度dh微元段： 气相：Gdy N A adh
y+dy x+dx
液相：Ldx N Aadh
a－单位体积填料层的有效传质面积，m2/m3 adh-单位体积填料层提供的有效传质体积 G、L－气体、液体的摩尔流率，kmol/m2.s NA－组分A的传质速率，kmol/m2.s
第四节
吸收(或解析)塔的计算
• 吸收与解吸的不同点：推动力和传质方向相反。
• 根据给定的吸收任务(处理气量及其初终浓度)，选定吸收剂 后，工艺计算的主要项目有： 1. 吸收剂的用量及吸收液的浓度 2. 填料塔的填料层高度或板式塔的塔板数 3. 塔直径，可由处理气量及塔的操作气速决定。
一、物料衡算
最小液气比 yb y a * xb x a
L L ＝1.1 ~ 2.0 倍 G G min 实际选：1.2~1.5倍 适宜液汽比
二、填料层高度的计算(低浓度气体吸收) G,ya
低浓度气体吸收的特点： • • • G、L(GB、LS)不随塔高变化 吸收过程为等温 传质系数为常数 y x