化工原理吸收塔的計算

吸收塔的計算內(nèi)容：

設(shè)計型：流向、流程、吸收劑用量、吸收劑濃度、塔高、塔徑。操作型：核算、操作條件與吸收結(jié)果的關(guān)系。計算依據(jù)：物料恒算、相平衡、吸收速率方程。第四節(jié)吸收塔的計算一、物料衡算與操作線方程虛框范圍內(nèi)，對溶質(zhì)作物料衡算：G-通過吸收塔的惰性氣體流率，kmol/s.m2L-通過吸收塔的吸收劑流率，kmol/s.m2L/G-液氣比吸收操作線(operatingline)方程G,Y2G，Y1,L，X2L,X1G，YL,X稀端濃端全塔物料衡算式：XY1Y2X1X2TBYXY*YX*O(Y-Y*)或(X-X*)為塔內(nèi)該截面處的傳質(zhì)推動力,操作線與平衡線越遠，傳質(zhì)推動力就越大。二、最小液氣比與吸收劑的用量（一）已知量與待求量已知混合氣中的惰性氣體量G，進料氣體量Y1，吸收劑組成X2以及分離要求。待求量為吸收劑用量L。（二）分離要求的表示方式①回收有用物質(zhì)時，用溶質(zhì)的回收率（或吸收率）表示。②除去氣體中有害物質(zhì)時，一般規(guī)定尾氣中殘留有害物質(zhì)的組成Y2。

最小液氣比定義：針對一定的分離任務，操作條件和吸收物系一定，塔內(nèi)某截面吸收推動力為零，達到分離程度所需塔高無窮大時的液氣比。

（三）最小液氣比的計算BY1Y2TOB*X2X1X*1正常平衡曲線當X2=0時：平衡曲線為凸形曲線

（四）操作液氣比三、填料層高度的計算（一）填料層高度的基本計算式單位時間，dZ內(nèi)吸收A的量：

—塔截面積，㎡;G—惰性氣體流率，kmol/(㎡·s)；L—吸收劑流率，kmol/(㎡·s);a—單位體積填料的有效傳質(zhì)面積，㎡。ZyY+dYxX+dXdZY2L,X2X1G,Y1——氣相總體積傳質(zhì)系數(shù)，kmol/（m3·s）——液相總體積傳質(zhì)系數(shù)，kmol/（m3·s）低濃度氣體吸收塔計算填料層高度的基本公式HGNGHOGNOGHLNLHOLNOL（二）傳質(zhì)單元高度與傳質(zhì)單元數(shù)填料層高度＝傳質(zhì)單元高度×傳質(zhì)單元數(shù)（1）傳質(zhì)單元數(shù)（以NOG為例）定義：氣相總傳質(zhì)單元數(shù)當所要求的(Y1-Y2)為一定值時，平均吸收推動力(Y-Y*)m越大，NOG就越小，所需的填料層高度就越小。傳質(zhì)單元數(shù)的意義：反映了取得一定吸收效果的難易程度。（2）傳質(zhì)單元高度定義：氣相總傳質(zhì)單元高度，m。

傳質(zhì)單元高度的意義:完成一個傳質(zhì)單元分離效果所需的填料層高度，反映了吸收設(shè)備效能的高低。傳質(zhì)單元高度影響因素：填料性能、流動狀況

體積總傳質(zhì)系數(shù)與傳質(zhì)單元高度的關(guān)系:（三）傳質(zhì)單元數(shù)的計算1.對數(shù)平均推動力法Y1Y2Y*1Y*2BTOX2X1△Y1△Y2平衡線與操作線平行時，當、時，對數(shù)平均推動力可用算術(shù)平均推動力計算，注意：平均推動力法適用于平衡線為直線，逆流、并流吸收皆可。2.吸收因數(shù)法平衡線為通過原點的直線，服從亨利定律（逆流）—解吸因數(shù)（脫吸因數(shù)）(1)L、G、m影響NOG的因素：L、G、m、X2、Y1、Y2

(2)X2、Y1、Y2

當X2增大：操作線下移，吸收推動力減小，達到同樣的吸收效果，NOG加大?！纠?-1】空氣和氨的混合氣體在直徑為0.8m的填料吸收塔中用清水吸收其中的氨。已知送入的空氣量為1390kg/h，混合氣體中氨的分壓為1.33kPa，經(jīng)過吸收后混合氣中有99.5％的氨被吸收下來。操作溫度為20℃，壓力為101.325kPa。在操作條件下，平衡關(guān)系為Y*＝0.75X。若吸收劑（水）用量為52kmol/h。已知氨的氣相體積吸收總系數(shù)KYa＝314kmol/(m3h)。試求所需填料層高度。四、吸收塔的操作計算1.吸收過程的強化BY1Y2TOX2X1Y*1△Y1△Y2Y*2目標：提高吸收過程的推動力；降低吸收過程的阻力。從L、G、m、X2、Y1、Y2著手。

其它因素：1）降低吸收劑入口溫度；2）提高吸收的壓力；3）提高流體流動的湍動程度；4）改善填料的性能。

2.影響Y2的因素L、G、m、X2、Y1【例5-2】某填料吸收塔在101.3kPa，293K下用清水逆流吸收丙酮—空氣混合氣中的丙酮，操作液氣比為2.0，丙酮的回收率為95%。已知該吸收為低濃度吸收，操作條件下氣液平衡關(guān)系為，吸收過程為氣膜控制，氣相總體積吸收系數(shù)與氣體流率的0.8次方成正比。（塔截面積為1㎡）