化工分离第三章-7
化工原理第三章习题与答案
化⼯原理第三章习题与答案第三章机械分离⼀、名词解释（每题2分）1. ⾮均相混合物物系组成不同，分布不均匀，组分之间有相界⾯2. 斯托克斯式r u d u ts r 2218)(?-=µρρ3. 球形度s ?⾮球形粒⼦体积相同的球形颗粒的⾯积与球形颗粒总⾯积的⽐值4. 离⼼分离因数离⼼加速度与重⼒加速度的⽐值5. 临界直径dc离⼼分离器分离颗粒最⼩直径6．过滤利⽤多孔性介质使悬浮液中液固得到分离的操作7. 过滤速率单位时间所产⽣的滤液量8. 过滤周期间歇过滤中过滤、洗涤、拆装、清理完成⼀次过滤所⽤时间9. 过滤机⽣产能⼒过滤机单位时间产⽣滤液体积10. 浸没度转筒过滤机浸没⾓度与圆周⾓⽐值⼆、单选择题（每题2分）1、⾃由沉降的意思是_______。
Ａ颗粒在沉降过程中受到的流体阻⼒可忽略不计Ｂ颗粒开始的降落速度为零，没有附加⼀个初始速度Ｃ颗粒在降落的⽅向上只受重⼒作⽤，没有离⼼⼒等的作⽤Ｄ颗粒间不发⽣碰撞或接触的情况下的沉降过程D 2、颗粒的沉降速度不是指_______。
Ａ等速运动段的颗粒降落的速度Ｂ加速运动段任⼀时刻颗粒的降落速度Ｃ加速运动段结束时颗粒的降落速度Ｄ净重⼒（重⼒减去浮⼒）与流体阻⼒平衡时颗粒的降落速度B3、对于恒压过滤_______。
A 滤液体积增⼤⼀倍则过滤时间增⼤为原来的2倍B 滤液体积增⼤⼀倍则过滤时间增⼤⾄原来的2倍C 滤液体积增⼤⼀倍则过滤时间增⼤⾄原来的4倍D 当介质阻⼒不计时,滤液体积增⼤⼀倍,则过滤时间增⼤⾄原来的4倍D4、恒压过滤时，如介质阻⼒不计，滤饼不可压缩，过滤压差增⼤⼀倍时同⼀过滤时刻所得滤液量___ 。
Ａ增⼤⾄原来的2倍Ｂ增⼤⾄原来的4倍Ｃ增⼤⾄原来的2倍Ｄ增⼤⾄原来的1.5倍C5、以下过滤机是连续式过滤机_______。
Ａ箱式叶滤机Ｂ真空叶滤机Ｃ回转真空过滤机Ｄ板框压滤机 C6、过滤推动⼒⼀般是指______。
Ａ过滤介质两边的压差Ｂ过滤介质与滤饼构成的过滤层两边的压差Ｃ滤饼两⾯的压差Ｄ液体进出过滤机的压差B7、回转真空过滤机中是以下部件使过滤室在不同部位时，能⾃动地进⾏相应的不同操作：______。
化工原理 第三章教材
(1) 该降尘室的含尘气体处理能力，m3/s；
(2) 若在该降尘室中均匀设置 9 块水平隔板，则含尘气 体的处理能力为多少 m3/s？
B、增稠器----分离悬浮液（连续生产过程）
① 干扰沉降：相邻颗粒的运动改变了原来单个颗粒周 围的流场，颗粒沉降相互干扰
② 壁效应：壁面，底面处曳力 ↓ ③ 颗粒形状：
例 5-1 颗粒大小测定 已测得密度为 ρp = 1630kg/m3 的塑料珠在 20℃ 的 CCl4 液体中的 沉降速度为 1.70×10-3m/s，20℃时CCl4 的密度ρ=1590kg/m3，粘度 μ=1.03×10-3Pa/s，求此塑料珠的直径
A、受力分析
重力：Fg
mg
6
d
3 p
p
g
浮力：
Fb
m
p
g
6
d
3 p
g
曳力： Fd
Ap
1 u2
2
B、重力沉降的几个阶段
1. 沉降的加速阶段：
设初始速度为0，根据牛顿第二定律：
Fg
Fb
Fd
m du
d
0
du
(p
)g
3
u2
d
p
4d p p
2. 沉降的等速阶段
u Fd
, du
d
某一时刻，du d
悬浮液在任何设备内静置，均会发生沉降过程，其中固体颗粒在 重力作用下沉降与液体分离
➢ 工作原理： ➢ 沉降的两个阶段： 上部----自由沉降 下部----干扰沉降
化工分离过程(第7讲)(3.2多组分精馏过程分析)
i xiF 1 q i
i —组分i 的相对挥发度；
(xiD)m —最小回流比下馏出液中组分i的摩尔分数； xiF —进料中组分i的摩尔分数； q —进料热状态参数（进料液相分率）； 32 —方程的根，对于c组分系统有c个根，取LK>>HK的根。
3.2.2 最小回流比
重非关键组分（HNK），重组分
12
3.2.1 多组分精馏过程分析
关键组分的特点
LK和HK形成分离界限，且αlh越小，分离越难。 Dl D轻；Wh W重 1 精馏塔的任务：
使LK尽量多地进入馏出液，要严格控制其在釜液中的量； 使HK尽量多地进入釜液，要严格控制其在馏出液中的量。 只有无LNK，且αlh较大，塔顶可采出近于纯LK； 只有无HNK，且αlh较大，塔釜可采出近于纯HK。
二组分精馏原理图
* TA y6 T6 x y5 T5 6 x5 T4 x4 O T3 x3 T2 x2 T1
g
y4
定压
y3
x1
y2 y1
* TB
4 越往塔顶温度越低， 含低沸点物质递增； 5 越往塔底温度越高， 含高沸点物质递增。
x
0 A
l
1.0 B
xB
9
3.2.1 多组分精馏过程分析
关键组分(Key Components)
22
3.2.1 多组分精馏过程分析
2、关键组分
①若无LNK：HK分别在二段出现两个最高点，LK 表现像LNK。 （图3-7） ②若无HNK：LK分别在二段出现两个最高点，HK 表现像HNK。 （图3-8） ③有LNK、HNK，且都不同时出现在顶、釜时： LK在精馏段出现一个最大值，然后降到所规定的浓度； HK在提馏段出现一个最大值，然后降到所规定的浓度。 （图3-9）
新版化工原理习题答案第三章-非均相混合物分离及固体流态化-题解
第三章非均相混合物分离及固体流态化1.颗粒在流体中做自由沉降，试计算（1）密度为2 650 kg/m\直径为0.04 mm的球形石英顆粒在20 °C空气中自由沉降，沉降速度是多少？（2）密度为2 650 kg/m;,，球形度 0 = 0.6的非球形颗粒在20 £清水中的沉降速度为0. 1 m/ s,颗粒的等体积当量直径是多少？（3）密度为7 900 kg/m\克径为6.35 mm的钢球在密度为1 600 kg/n?的液体中沉降150 mm所需的时间为7.32 s,液体的黏度是多少？解：（1）假设为滞流沉降，则：18“查附录 20 °C 空气 p = 1.2O5kg/m\ //= 1.81 x IO'5Pa • s ,所以，“,=¥的吧:鵲眷吟9%沖276m方核算流型:=1.205X0.1276X004X10-=034<11.81X10'5所以,原假设正确，沉降速度为0. 1276 m/so（2）采用摩擦数群法4xl.81xl0-5 (2650-1.205)x9.81 $3x1.20 宁 xOf依0 = 0.6, ^Re"1 =431.9,查出：Re x =^A = o.3,所以:」O.3xl.81xlO-5in5 *d、= ------------- = 4.506 x 10 m = 45屮nc 1.205x0」(3)假设为滞流沉降，得：1/ = --------⑻，其中u{ = h/0 =0.15/7.32 m/s = 0.02(M9 m/s将已知数据代入上式得：J）.00635'（7900J 600）5lp a s = 6.757Pa.s 18x0.02049核算流型n odu. 0.00635 x 0.02049 x 1600 n AOAO t -Re =匕_- = ----------------------- = 0.03081 < 1// 6.7572.用降尘室除去气体中的固体杂质，降尘室长5 m,宽5 m,高4.2 m,固体杂质为球形颗粒，密度为3000 kg/m\气体的处理量为3000 （标准）m7h o试求理论上能完全除去的最小颗粒直径。
化工原理教案03非均相物系的分离
第三章 非均相物系的分离第一节 概 述一、 化工生产中常遇到的混合物可分为两大类：第一类是均相物系—如混合气体、溶液，特征：物系内各处性质相同，无分界面。
须用吸收、蒸馏等方法分离。
第二类是非均相体系— 1．液态非均相物系固体颗粒与液体构成的悬浮液； 不互溶液体构成的乳浊液；2．气态非均相物系固体颗粒（或液体雾滴）与气体构成的含尘气体（或含雾气体）； 气泡与液体所组成的泡沫液等。
特征：物系内有相间的界面，界面两侧的物性截然不同。
（1）分散相：往往是液滴、雾滴、气泡，固体颗粒，µm 。
（2）连续相：连续相若为气体，则为气相非均相物系。
连续相若为液体，则为液相非均相物系。
二、 非均相物系分离的目的：1）净制参与工艺过程的原料气或原料液。
2）回收母液中的固体成品或半成品。
3）分离生产中的废气和废液中所含的有害物质。
4）回收烟道气中的固体燃料及回收反应气中的固体触媒等。
总之：以满足工艺要求，提高产品质量，改善劳动条件，保护环境，节约能源及提高经济效益。
常用分离方法：1）重力沉降：微粒借本身的重力在介质中沉降而获得分离。
2）离心分离：利用微粒所受离心力的作用将其从介质中分离。
亦称离心沉降。
此法适用于较细的微粒悬浮体系。
3）过滤：使悬浮体系通过过滤介质，将微粒截留在过滤介质上而获得分离。
4）湿法净制：使气相中含有的微粒与水充分接触而将微粒除去。
5）电除尘：使悬浮在气相中的微粒在高压电场内沉降。
本章主要讨论：利用机械方法分离非均相物系，按其涉及的流动方式不同，可大致分为沉降和过滤两种操作方式。
三、 颗粒和流体相对运动时所受到的阻力 流体以一定的速度绕过静止颗粒时或者固体颗粒在静止流体中移动时 流体对颗粒的作用力——ye 力F d22u AF d ρξ= [N]式中，A —颗粒在运动方向上的投影，πd p 2u —相对运动速度ξ—阻力系数， ξ=Φ（Re ）=Φ（d p u ρ/μ）层流区：Re <2， ξ=24/Re ──Stokes 区过渡区：Re=2—500， Re 10=ξ ──Allen 区 湍流区：Re=500--2⨯105， ξ≌0.44 ──Newton 区第二节 重力沉降一、球形颗粒的自由沉降自由沉降──对于单一颗粒在流体中的沉降或者颗粒群充分地分散、颗粒间互不影响，不致引起相互碰撞的沉降过程。
化工原理：(含答案)第三章 非均相物系的分离
第三章 非均相物系的分离一、填空题：1．⑴一球形石英颗粒，在空气中按斯托克斯定律沉降，若空气温度由20°C 升至50°C ，则其沉降速度将 。
⑵降尘室的生产能力只与降尘室的 和 有关，而与 无关。
解⑴下降 ⑵长度 宽度 高度2．①在除去某粒径的颗粒时，若降尘室的高度增加一倍，则沉降时间 ，气流速度 ，生产能力 。
②在滞流（层流）区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的 次方成正比；在湍流区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的 次方成正比。
解①增加一倍 ， 减少一倍 ， 不变 ②2 ， 1/2沉降操作是指在某种 中利用分散相和连续相之间的 差异，使之发生相对运动而实现分离的操作过程。
沉降过程有 沉降和 沉降两种方式。
答案：力场；密度；重力；离心3．已知q 为单位过滤面积所得滤液体积V/S ，e e e S V q V /，为为过滤介质的当量滤液体积（滤液体积为e V 时所形成的滤饼层的阻力等于过滤介质的阻力），在恒定过滤时，测得2003740/+=∆∆q q τ，过滤常数K ＝ ，e q = 。
解0.000535 ， 0.05354．⑴间歇过滤机的生产能力可写为Q ＝V/∑τ，此外V 为 ，∑τ表示一个操作循环所需的 ，∑τ等于一个操作循环中 ， 和 三项之和。
一个操作循环中得到的滤液体积 ，总时间 ，过滤时间τ ，洗涤时间τw ， 辅助时间τD⑵．一个过滤操作周期中，“过滤时间越长，生产能力越大”的看法是 ，“过滤时间越短，生产能力越大”的看法是 。
过滤时间有一个 值，此时过滤机生产能力为 。
不正确的 ，不正确的 ， 最适宜 ， 最大⑶．过滤机操作循环中，如辅助时间τ越长则最宜的过滤时间将 。
⑶ 越长(4). 实现过滤操作的外力可以是 、 或 。
答案：重力；压强差；惯性离心力5．⑴在过滤的大部分时间中， 起到了主要过滤介质的作用。
⑵最常见的间歇式过滤机有 和 连续式过滤机有 。
⑶在一套板框过滤机中，板有 种构造，框有 种构造。
化工分离过程__第3章第一讲设计变量的确定
能量交换数： 1
+)
3C+7
Q V L
NDe = Nve－Nce
= C+4
NCe
物料衡算式： C
能量衡算式： 1
相平衡关系式： C+2
化学反应平衡式： 0 内在关系式： 0 2C+3
Nx = 进料＋压力 =(C+2)+1＝C+3
Na = ND-Nx =(C+4)-(C+3)=1
+)
33
精馏塔（塔内无压降）
相平衡关系式： C(P-1)+2=C+2
化学反应平衡式： 0 内在关系式： 0
Nc = 2C+3
V
L1
Q
L2
NDe = Nve－Nce
= C+4
Байду номын сангаас
14
V Q
L1
产物为两相的全凝器
L2
固定设计变量Nx = 进料＋压力＝（C+2）+1 可调设计变量Na = ND-Nx=(C+4)-(C+3)=1
如单元温度或引入的冷量
21
例1. 简单精馏塔（塔内无压降）
Nxu
进料变量数： C+2
F Q
压力等级数： 1
+)
C+3
Nau
分配器数： 0
侧线采出： 0
传热单元： 1
串级数： 2
+)
3
22
例2. 有侧采的精馏塔 Nxu
进料变量数： C+2 压力等级数： 1
C+3
Nau
分配器数： 1 侧线采出： 1 传热单元： 2
化工分离技术-精馏分离-7精馏操作分析
从节能观点出发，适宜回流比R应取（）倍最小回流比Rmin。
[1分]A1.1B1.3C1.7D22.操作中的精馏塔，保持进料量F、进料组成xF、进料热状况参数q、塔釜加热量Q不变，减少塔顶馏出量D，则塔顶易挥发组分回收率η（）。
[1分]A变大B变小C不变D不确定3.降低精馏塔的操作压力，可以（）。
[1分]A降低操作温度，改善传热效果B降低操作温度，改善分离效果C提高生产能力，降低分离效果D降低生产能力，降低传热效果4.精馏操作时，若其他操作条件均不变，只将塔顶的泡点回流改为过冷液体回流，则塔顶产品组成xD变化为（）。
[1分]A变小不变C变大D不确定5.精馏操作中，料液的黏度越高，塔的效率将（）。
[1分] A越低B有微小的变化C不变D越高6.精馏操作中，其它条件不变，仅将进料量升高则塔液泛速度将（）。
[1分]A减少B不变增加D以上答案都不正确7.精馏过程设计时，增大操作压强，塔顶温度（）。
[1分] A增大B减小C不变D不能确定8.精馏过程中采用负压操作可以（）。
[1分]A使塔操作温度提高B使物料的沸点升高C使物料的沸点降低D适当减少塔板数9.精馏塔的操作压力增大（）。
[1分]A气相量增加B液相和气相中易挥发组分的浓度都增加C塔的分离效率增大D塔的处理能力减少10.精馏塔分离某二元混合物，规定产品组成xD、xW。
当进料为时xF1，相应的回流比R1；当进料为时xF2，相应的回流比R2。
若xF1< xF2 ，进料热状态不变，则（）。
[1分]AR1 < R2BR1= R2CR1 > R2D无法判断11.精馏塔釜温度过高会造成（）。
[1分]A轻组分损失增加B塔顶馏出物作为产品不合格C釜液作为产品质量不合格D可能造成塔板严重漏液12.精馏塔热量衡算包括（）。
[1分]A冷却水用量和塔釜再沸器蒸汽耗量B进入精馏塔的热量和离开精馏塔的热量C以上两者的和D塔釜再沸器蒸汽耗量13.精馏塔塔底产品纯度下降，可能是（）。
化工基础第三章(精馏过程的物料衡算与操作线方程)
件求出操作线的斜率（或截距），即可作出操作线。
2021/7/13
（1）精馏段操作线的作法
由：
y n 1
R R 1
xn
R
1
1
x
D
当 xn＝xD时， yn+1＝xD。
说明精馏线有一点其横坐标与纵坐标相等，这一点必然落
在对角线上，可从对角线上查找。
y q x xF —— q 线方程 q 1 q 1
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q 线方程（进料方程）的几点说明
q线方程为精馏段操作线与提馏段操作线交点（q点）轨迹
的方程。
在进料热状态一定时，q 即为定值，则 q 线方程为一直线方 程。
q线在y－x图上是过对角线上e (xF，xF)点，比R可计算出截距xD/(R＋1)。 由一点加上截距在x－y图上作出直线即为精馏操作线。
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（2）提馏段操作线的作法
由：
y m 1
R' R' 1 xm
1 R ' 1 xW
当 xm＝xW 时，ym+1＝xW 。
说明提馏线也有一点其横坐标与纵坐标相等，这一点必然
故提馏段操作线通常按以下方法作出（两点式）
先确定提馏段操作线与对角线的交点c，再找出提馏段操作 线与精馏段操作线的交点d，直线cd即为提馏段操作线。
两操作线的交点可由联解两操作线方程而得，亦可由精馏 操作线与q线的交点确定。
2021/7/13
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五、理论塔板数的确定
理论板层数的确定是精馏计算的主要内容之一，它是确定 精馏塔有效高度的关键。计算理论板层数通常层采用逐板计 算法和图解法。
化工原理第3章课后习题参考答案
第三章非均相物系的分离和固体流态化3. 在底面积为40m²的除尘室内回收气体中的球形固体颗粒。
气体的处理量为3600m³/h，固体的密度ρs=3600kg/m³，操作条件下气体的密度ρ=1.06kg/m³，粘度为3.4×10-5Pa•s。
试求理论上完全除去的最小颗粒直径。
解：理论上完全除去的最小颗粒直径与沉降速度有关。
需根据沉降速度求。
1）沉降速度可根据生产能力计算ut = Vs/A= (3600/3600)/40 = 0.025m/s （注意单位换算）2）根据沉降速度计算理论上完全除去的最小颗粒直径。
沉降速度的计算公式与沉降雷诺数有关。
（参考教材P148）。
假设气体流处在滞流区则可以按ut = d2（ρs- ρ）g/18μ进行计算∴dmin2 = 18μ/（ρs- ρ）g ·ut可以得到dmin= 0.175×10-4 m=17.53）核算Ret = dminutρ/μ< 1 ，符合假设的滞流区∴能完全除去的颗粒的最小直径d = 0.175×10-4 m = 17.5 μm5. 含尘气体中尘粒的密度为2300kg/m³，气体流量为1000m³/h，粘度为3.6×10-5Pa•s密度为0.674kg/m³，采用如图3-8所示的标准型旋风分离器进行除尘。
若分离器圆筒直径为0.4m，试估算其临界直径，分割粒径及压强降。
解：P158图3-7可知，对标准旋风分离器有：Ne = 5 ，ξ= 8.0 B = D/4 ，h = D/2(1) 临界直径根据dc = [9μB/(πNeρsui )]1/2 计算颗粒的临界直径其中：μ=3.6×10-5Pa•s；B = D/4=0.1m；Ne = 5；ρs=2300kg/m³；将以上各参数代入，可得dc = *9μB/(πNeρsui )+1/2 = *9×3.6×10×0.25×0.4/(3.14×5×2300×13.89)+1/2= 8.04×10-6 m = 8.04 μm（2）分割粒径根据d50 = 0.27[μD/ut（ρs- ρ）]1/2 计算颗粒的分割粒径∴d50 = 0.27[3.6×10-5×0.4/(13.889×2300)]1/2= 0.00573×10-3m = 5.73μm（3）压强降根据△P = ξ·ρui2/2 计算压强降∴△P = 8.0×0.674×13.8892/2 = 520 Pa7、实验室用一片过滤面积为0.1m2的滤叶对某种颗粒在水中的悬浮液进行实验，滤叶内部真空读为500mmHg，过滤5min的滤液1L，又过滤5min的滤液0.6L，若再过滤5min得滤液多少？已知：恒压过滤，△P =500mmHg ，A=0.1m，θ1=5min时，V1=1L；θ2=5min+5min=10min 时，V2=1L+0.6L=1.6L求：△θ3=5min时，△V3=？解：分析：此题关键是要得到虚拟滤液体积，这就需要充分利用已知条件，列方程求解思路：V2 + 2VVe= KA2θ（式中V和θ是累计滤液体积和累计过滤时间），要求△V3，需求θ3=15min时的累计滤液体积V3=？则需先求Ve和K。
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Ai↑ B N 一定时，
φi↑， 有利于吸收 φi↑， 但随 N 的增加，速度越来越慢
C A 一定时， N↑
∴ 不能单纯靠增加理论板数来增加吸收程度
2016/7/1
（3）计算步骤 yN＋1,i ， x0,i ， 已知： VN＋1 ， K T ，P ， xN,i V1 ，y1,i ， L0 ， LN ， 求解： N ， 1) 根据关键组分的吸收率（由工艺要求给定） 求理论板数N a. 由φK 确定最小液气比
汉顿－富兰克林方程 左端＝
C i 组分被吸收掉的量 i 组分的加入量 平均吸收因子法（克雷姆塞尔方程）
＝吸收率 i f ( Ai , N )
（1） 基本思想
又
2016/7/1
L Ai KiV
假定各个组分在每块板上的吸收因子相同
若溶质在气液两相中的浓度不高
（贫气吸收）
L const V
n＝2 时
2016/7/1
( A1 1)v3 A1l0 v2 A1 A2 A2 1
同理 n＝3 时 n＝N 时
( A1 A2 A2 1)v4 A1 A2l0 v3 A1 A2 A3 A2 A3 A3 1
vN ( A1 A2 AN 1 A2 A3 AN 1 AN 1 1)vN 1 A1 A2 AN 1l0 A1 A2 A3 AN A2 A3 AN AN 1
2016/7/1
令
AeN 1 Ae A1 A2 AN AN 1 AN AN N 1 Ae 1 A1 A2 AN AN 1 AN AN 1
1 AeN 1 Ae ' Ae AeN 1 1 A2 A3 AN AN 1 AN AN 1 A1 A2 AN AN 1 AN AN 1 AeN 1 Ae N 1 Ae 1
若溶质在气液两相中的浓度不高 (摩尔分数不超过0.1)， 可近似为恒摩尔流。
2016/7/1
（4）关键组分数目不同
精馏有两个关键组分， 吸收只有一个关键组分 这是由传质形式决定的，因为精馏为双向传质，
而吸收为单向传质。 3、吸收塔内组分分布 分布曲线： 从物系挥发度看 C1、C2最大，进塔几乎不被吸收，塔顶稍有变化。 C5、C4最小，进塔立即吸收，上部几乎不变。 图3—35 c、 d
2016/7/1
∴
vn1 An1vn1 vn Anvn
vn1 An1vn1 vn An 1
n＝1 时
v2 A0v0 v2 l0 v1 A1 1 A1 1 v3 A1v1 v2 A2 1
v2 l0 v3 A1 A1 1 A2 1
Ai N 1 Ai i N 1 Ai 1
3) 求尾气的组成和量
∵
i
பைடு நூலகம்
vN 1,i v1,i vN 1,i v0,i
∴
v1,i (1 i )vN 1,i i v0,i
2016/7/1
且
v0,i
l0,i Ai
若吸收剂中不含有被吸收的 i 组分，即 则
（ 2） 由（1）、（2）得：
2016/7/1
vN 1 v1 A1 A2 AN AN 1 AN AN vN 1 A1 A2 AN AN 1 AN AN 1
l0 A2 A3 AN AN 1 AN AN 1 vN 1 A1 A2 AN AN 1 AN AN 1
（ 3）
∴
vN 1 v1 AeN 1 Ae l0 1 N 1 ' vN 1 Ae 1 vN 1 Ae
l0 AeN 1 Ae 1 ' N 1 Ae vN 1 Ae 1
若吸收剂中不含有被吸收组分，即
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l0 AN 1 A N 1 vN 1 A 1
2016/7/1
Av0 A 1 vN 1 v0 A A A N 1 N 1 vN 1 A 1 vN 1 A 1
N
N 1
∴
vN 1 v1 AN 1 A N 1 vN 1 v0 A 1
C3适中 ，上段吸收快，在塔某板出现最大值。
2016/7/1
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一般情况： 1. 不同组分在不同段吸收程度不同
2. 难溶组分（LNK），一般只在靠近塔顶几级被 吸收，其他级吸收较小；
易溶组分（HNK），一般只在靠近塔釜几级被 吸收。 3. 关键组分在全塔范围内被吸收。
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5、多组分吸收的计算 吸收因子法 A 相平衡
任一组分的相平衡关系可表示为：
yi Ki xi
又 ∴
vi yi V
li xi L
vi li Ki V L
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令
L Ai KiV
组分 i 的吸收因子
则相平衡关系为 Note：
li Av i i
（1） Ai 是 综合考虑了 物料平衡 与相平衡的 无因次数群 （2） Ai 是对某个组分而言的 （3） Ai 值越大，表示该组分越易吸收 （4） Ai 值还与操作条件有关， T↓， P↑，Ki↓， ∴ Ai↑
用途 （1）制取产品 溶质为产品成分，如硫酸吸收SO3制浓硫 酸，水吸收甲醛制福尔马林液。 （2）分离混合气体 溶质和惰性组分均为产品成分，如从 焦炉气或城市煤气中分离苯。 （3）气体净化 溶质为有害成分，除去混合气体中的杂质， 如合成氨原料气脱H2S、脱CO2等；另一类是尾气处理和废 气净化以保护环境，如燃煤锅炉烟气脱除SO2 。
恒温操作
Ki f (T , P) const
∴ 平均吸收因子法只适合贫气吸收 （2） 基本方程
vN 1 v1 l0 A N 1 A N 2 A 1 A N A N 1 A N N 1 vN 1 A A A 1 vN 1 A N A N 1 A 1
l0,i 0
∴
∴
v0,i 0 v1,i (1 i )vN 1,i
V1 v1,i
y1,i v1,i V1
4) 吸收液的量和组成及加入吸收剂的量 由全塔物料衡算得：
LN L0 (VN 1 V1 )
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（1）
1 又 气相平均摩尔流量： V均＝ VN 1＋V1 2 1 液相平均摩尔流量： L均＝ LN＋L0 2 L L均 LN L0 ∴ ＝ （2） V V均 VN 1＋V1
L L (1.2 ~ 2) b. V V min
L V min
KKK
L AK K KV
c. 由AK、φK 查吸收因子图或计算得N
AK K lg 1 K N 1 lg AK
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2) 其它组分相对吸收率的确定 L Ai KiV 由Ai 、N 查吸收因子图或计算得φi
vN 1 v1 A1 A2 AN AN 1 AN AN vN 1 A1 A2 AN AN 1 AN AN 1
l0 A2 A3 AN AN 1 AN AN 1 vN 1 A1 A2 AN AN 1 AN AN 1
（1）、（2）两式联立，可求出 LN ，L0 ∴
xN
l0 vN 1 v1 lN LN LN
（3）计算原理（多组分吸收的计算原则） 并把它视为单组分吸收， 根据工艺要求，选定关键组分，
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求出其液气比 和使关键组分达到吸收要求的理论板数，
再计算其它组分在此理论板数条件下达到的吸收程度， 从而求出出塔气体和液体的组成。 D 平均有效吸收因子法 （1） 定义 由汉顿—富兰克林方程：
4、溶解热
取决于 LM C p , L与 G M C p ,V 的相对大小 1. 如果在塔顶 LM C p , L明显大于 G C M p ,V 上升气体热量传给吸收剂，吸收放出热量全部由L M 带走，尾 气出口温度与进塔吸收剂温度相近，在塔釜温度分布出现极 大值。 2. G M C p ,V 明显大于 LM C p , L G分 下降液体热量传给上升气体，吸收放出热量大部 M由 带走，吸收液在下降中被气体冷却，接近于原料气入口温 度条件下出塔。 3. LM C p , L与G M C p ,V相近，热效应明显 出塔气体与吸收液温度超过入口，热量分配取决于不同位置 因吸收而放热情况。
4) 吸收因子图（克雷姆塞尔图） P99 图3－9 对应最小液气比 A N 时，
L ＝K K Amin V min
＝KKK
＝KKK
（吸收剂中不含被吸收组分）
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or
YN 1 Y1 YN 1 Y1 L * V min X N X 0 YN 1 X 0 K YN 1 Y1 YN 1 Y1 vN 1 v1 K K K YN 1 KX 0 YN 1 Y0 vN 1 v0 K
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另： 1. 若吸收剂挥发性明显，在塔釜几块板上部分汽 化，使该汽化的吸收剂在进料气中的含量趋于平 衡。 于是有一个相反作用：
吸收放出热量→加热液体→吸收剂汽化→冷却液体
——塔中部出现温度极大值 2. 溶解热的影响 溶解热大，温度变化大，对吸收率影响大 a、温度升高，相平衡常数大，吸收推动力小。 b、由于吸收过程要放热，使汽液温差大，除发 生传质过程外，还有传热过程发生。 ——复杂性大
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