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化工原理吸收塔的计算2)吸收塔设计型计算的命题x2增加对传质推动力的影响吸收热效应明显的物系吸收剂入塔浓度1、吸收过程有显著的热效应,大量吸收剂再循环可降低吸收剂出塔温度,平衡线发生明显的向下移动,尽管操作线向下移动,但是,塔内传质的推动力增大。2、吸收的目的在于获得较浓的液相产物,按物料衡算所需的新鲜吸收剂量过少,以至不能保持塔内填料良好的润湿,吸收剂再循环,传质表面积增加,传质系数增大。液体局部返混对传质推动力的影响在一逆流操作的吸收塔中用清水吸收氨—空气混合气中的氨,混合气流量为0.025kmol/s,混合气入塔含氨摩尔分数为0.02,出塔含氨摩尔分数为0.001。吸收塔操作时的总压为101.3kPa,温度为293k,在操作浓度范围内,氨水系统的平衡方程为y=1.2x,总传质系数Kya=0.0522kmol/(s.m3)。若塔径为1m,实际液气比是最小液气比的1.2倍,求所需塔高为多少?根据吸收过程基本方程解:①求液相出口摩尔分数②求传质单元数③求传质单元高度方法2:例、一逆流操作的常压填料吸收塔,用清水吸收混合气中的溶质A,入塔气体中含A2%(摩尔分数),经吸收后溶质A被回收了90%,此时水的用量为最小用量的2倍,平衡线为Y=2X,气相总传质单元高度为0.8m,试求填料层所需高度。153、解吸(脱吸)解吸塔的设计型问题(气提)已知:L、x1、y2,规定x2(3)解吸塔填料层高度的计算如果气液平衡关系满足亨利定律解吸因数法求传质单元数例题解吸塔设计型计算:解:24例9-6解吸气流量的计算解:⑴吸收塔吸收塔出口煤气中含苯摩尔分数为实际液气比洗油出塔摩尔分数为解吸塔的最小气液比分析HOGHOLNOGNOL的关系:例2:用纯溶剂对低浓度气体作逆流吸收,可溶组分的回收率为η,操作采用的液气比是最小液气比的β倍。物系平衡关系服从亨利定律。试以η、β两个参数列出计算NOG的表达式。例3:解:34第5讲:9.5.5吸收塔的操作型问题吸收塔的操作型计算9.5.6吸收操作的调节综合例题。1.操作型计算的命题(1)第一类命题(求操作结果)(2)第二类命题(求操作条件)全塔物料衡算式G(y1-y2)=L(x1-x2)相平衡方程式ye=f(x)吸收过程基本方程式例9-7气体处理量的变化对吸收操作的影响某吸收塔在101.3kPa、293K下用清水逆流吸收丙酮-空气混合物种的丙酮,当操作液气比为2.1时,丙酮回收率可达95%。已知物系在低含量下的平衡关系为y=1.18x,操作范围内总传质系数Kyα近似于气体流率的0.8次方成正比。气体流率增加20%,而液体量及气液进口摩尔分数不变,试求:⑴丙酮的收率有何变化?⑵单位时间内被吸收的丙酮量增加多少?⑶吸收塔的平均推动力有何变化?解:⑴新工况丙酮的收率原工况由回收率定义可求出气体出口摩尔分数吸收塔的平均推动力新工况传质单元高度由吸收过程基本方程由(a)、(b)两式求得⑶新工况下的平均推动力例2:在高度为6m的填料塔内用纯溶剂吸收某混合气体中的可溶组分。在操作条件下相平衡常数为0.5,L/G=0.8,回收率为90%。现改换另一种填料,装填高度仍为6m。在相同操作条件下,经测定回收率提高到95%。试计算新填料的体积传质系数Kya是原填料体积传质系数的多少倍?新工况48例3:某填料吸收塔用含溶质x2=0.0002的溶剂逆流吸收混合气中的可溶组分,采用的液气比为3,入塔气体中可溶组分的摩尔分率y1=0.01,回收率为90%。已知操作条件下物系的相平衡关系为y=2x。现因解吸操作不良,使吸收剂入塔的浓度x2升到了0.00035,试求:(1)回收率变为多少?(2)塔底流出液的浓度x1变为多少?50物料衡算例4:在15oC、101.3kPa下用大量的硫酸逆流吸收空气中的水汽。入塔空气中含水汽的摩尔分数为0.0145,硫酸进、出塔的浓度(摩尔%)均为80%,这种浓度的硫酸溶液液面上所产生的平衡水汽的摩尔分数为ye=1.05×10-4。已知该塔的容积传质系数Kya与气相流量的0.8次方成正比。空气通过该塔被干燥至含水汽摩尔分数0.000322。现将空气的流量增加一倍,则出塔空气中的水汽含量变为多少?求出新工况结论:气相传质控制时,适当增加气体的流量(增加设备的生产能力),尽管吸收率有所减小,但是吸收的绝对量增加(由于传质速率增加所致),有着实际意义。例5:在填料层高为6m的塔内用洗油吸收煤气中的苯蒸汽。混合气流速为200kmol/(m2h),其初始苯体积含量为2%,入口洗油中不含苯,流量为40kmol/(m2h)。操作条件下相平衡关系为y=0.13x,体积传质系数Kya近似与液量无关,值为0.05kmol/(m3.s)。若希望苯的吸收率不低于95%,问:(1)能否满足要求?(2)若保证回收率