浙江大学：《化工原理》本科课程教学资源（PPT课件）第八章 气体吸收（8.4.5-8.4.6，8.5-8.6）

幻灯片4日录 §8.4.5高浓气体吸收时填料层高度计算 §8.4.6解吸 §8.5其它类型吸收 §8.6吸收过程的传质系数 浙江大学本科生课程 化工原理 第八章气体吸收 1/14

浙江大学本科生课程 化工原理 第八章 气体吸收 1/14 幻灯片4目录 §8.4.5 高浓气体吸收时填料层高度计算 §8.4.6 解吸 §8.5 其它类型吸收 §8.6 吸收过程的传质系数

§8.4.5高浓气体吸收时填料层高度计算 特点: 1)气相流率G沿塔高有明显变化,至于液相流率,则 仍可作为常数。操作线不为直线。 (2)气相传质系数在全塔范围内不再为一常数,至 于液相传质系数,由于液相流率变化不显著,则仍 可作为常数。 (3)热效应对相平衡关系的影响不可忽略。平衡线可 能不为直线。 溶解热导致液相温度升高,相平衡常数增大,不 利于吸收。 )所江大学本科生课程 化工原理 第八章气体吸收 2114

浙江大学本科生课程 化工原理 第八章 气体吸收 2/14 §8.4.5 高浓气体吸收时填料层高度计算 特点： (1)气相流率G沿塔高有明显变化，至于液相流率，则 仍可作为常数。操作线不为直线。 (2)气相传质系数在全塔范围内不再为一常数，至 于液相传质系数，由于液相流率变化不显著，则仍 可作为常数。 (3)热效应对相平衡关系的影响不可忽略。平衡线可 能不为直线。 溶解热导致液相温度升高，相平衡常数增大，不 利于吸收

§8.4.5高浓气体吸收时填料层高度计算 全塔物料衡算: ,==,-X+Y B 填料层高度的一般计算式 H=fR d() 底d(L (v-y)Jk,以(x1-x) 浙江大学本科生课程 化工原理 第八章气体吸收 3/14

浙江大学本科生课程 化工原理 第八章 气体吸收 3/14 ( ) b a a B S b X X Y G L Y = − + 全塔物料衡算： 填料层高度的一般计算式 ( ) ( ) ( ) ( )   − = − = 底 顶 底 顶 k a x x d Lx k a y y d G y H y i x i §8.4.5 高浓气体吸收时填料层高度计算

§8.4.6解吸(脱吸) 解吸方法: 高浓端 G 1.减压解吸---闪蒸 2.应用解吸剂进行解吸-吸收的逆操作传质方向 常用的解吸剂有惰性气体、水蒸气或贫气等 G+于 (1)气提---解吸剂用惰性气体或贫气 (2)汽提或提馏-解吸剂用水蒸汽 解吸剂 yb b 低浓端 逆流解吸塔 )所江大学本科生课程 化工原理 第八章气体吸收 4/14

浙江大学本科生课程 化工原理 第八章 气体吸收 4/14 一．解吸方法： 1．减压解吸------闪蒸 2．应用解吸剂进行解吸 常用的解吸剂有惰性气体、水蒸气或贫气等 (1)气提 (2)汽提或提馏 ------解吸剂用惰性气体或贫气 -----解吸剂用水蒸汽 §8.4.6 解吸（脱吸） G ya L xa G y L x yb xb 逆流解吸塔 高浓端 低浓端 传质方向 解 吸 剂 ----吸收的逆操作

高浓端 §8.4.6解吸(脱吸) G ya Lxa 低浓气体解吸时 传质力向 特点: ◆全塔物料衡算、操作线方程、填料层高 度计算式与吸收时的完全相同 吸y 剂 低浓端E +S 逆流解吸塔 1-S (1-A X-d nol sog ya ◆最小气液 mIn ya- y B x(12~2∥C tb-xalty 浙江大学本科生课程 化工原理 第八章气体吸收 r-xa+y

浙江大学本科生课程 化工原理 第八章 气体吸收 5/14 y E ya * ya A yb B o xb xa x §8.4.6 解吸（脱吸） 二．低浓气体解吸时 特点： ❖全塔物料衡算、操作线方程、填料层高 度计算式与吸收时的完全相同 a b a b y y x x L G − −  =       min min (1.2 ~ 2.0)       = L G L G ❖最小气液比 ( )       + − − − − =   S y y y y S S N a a b a OG ln 1 1 1 NOL = SNOG ( )       + − − − − =   A x x x x A A N b b a b OL ln 1 1 1 ( ) b b a a x x y G L y  − + ( ) a a x x y G L y  − + G ya L xa G y L x yb xb 逆流解吸塔 高浓端 低浓端 传质方向 解 吸 剂

解吸(脱吸)举例 例4吸收一解吸联合操作系统如图所示。两塔填料层 高度均为7m,G=1000kmo/h,L=150kmo/h,解吸气量 G′=300kmo/h,组分浓度为:yb=0.015,ya=0.045, b=0,x=0.095(均为摩尔分率),且知:吸收系统相 平衡关系为y=015x,解吸系统相平衡关系为y=0.6x。 试求: (1)吸收塔气体出口浓度y,传质单元数Noc; (2)解吸塔传质单元数Noc; (3)若解吸气体流量减少为 250kmo/h,则吸收塔气体 吸 解 出口浓度y又为多少?(其 收 吸 塔 塔 余操作条件均不变,且气体 流量变化时,解吸塔Ho基本不变) 小浙江大学本科生课程 化工原理 第八章气体吸收 6/14

浙江大学本科生课程 化工原理 第八章 气体吸收 6/14 解吸（脱吸）举例 ya xa xa ya 吸 解 收 吸 塔 塔 xb yb ,G G, yb xb 例4 吸收－解吸联合操作系统如图所示。两塔填料层 高度均为7m，G=1000kmol/h，L=150kmol/h，解吸气量 G=300kmol/h ， 组 分 浓 度 为 ： yb =0.015 ， y a =0.045 ， y b =0，xb =0.095（均为摩尔分率），且知：吸收系统相 平衡关系为y = 0.15x，解吸系统相平衡关系为y = 0.6x。 试求： (1) 吸收塔气体出口浓度ya，传质单元数NOG； (2) 解吸塔传质单元数N OG； (3) 若解吸气体流量减少为 250kmol/h，则吸收塔气体 出口浓度ya又为多少？（其 余操作条件均不变，且气体 流量变化时，解吸塔H OG基本不变）

解吸(脱吸)举例 解:(1)求吸收塔气体出口浓度y2,传质单元数Noc 对整个流程(包括两塔)作物料衡算,可得: X=150km0mh+y2=0045 G Vb-y G G 解 ∷ya=JbGn~y 塔 塔 300 0.015 045 7 m 7m 1000 0.5 y=0.6 =0.0015 Xb lyb=0 yb=0.015xb=0.09 G′=300 kmol/h G=1000kmol/h 江大学本科生课程NJ小-)y+S 化工原理 y,=y 7/14

浙江大学本科生课程 化工原理 第八章 气体吸收 7/14 ya xa L=150kmol/h ya =0.045 xa  7m 7m y=0.15x y=0.6x xb yb=0 yb =0.015 xb =0.095 G=300kmol/h G=1000kmol/h 吸 收 塔 解 吸 塔 解： (1) 求吸收塔气体出口浓度ya，传质单元数NOG ( ) ( ) ( ) a b a b b a a b y y G G y y G y y G y y  −    = − − =   −  ( ) 0.0015 0.045 0 1000 300 0.015 = = − − 解吸（脱吸）举例 对整个流程（包括两塔）作物料衡算，可得： ( )       + − − − − =   S y y y y S S N a a b a OG ln 1 1 1

解吸(脱吸)举例 对吸收塔: 150 kmol/h◆ya=0045 0.015-0.0015 0.095 150/1000 吸 =0.005 塔 塔 7 7m smG0.15×100 0.15 y=06x 150 Jb-mxa y=0.015Xb=0.095 G′=300 kmol/h OG ya=mx G=1000kmol/h 0.015-0.15×0.005 0.0015-0.15×0.005 =18 OG S +s 1-S 小浙江大学本科生课程 Ja=y 化工原理 第八章气体吸收 8/14

浙江大学本科生课程 化工原理 第八章 气体吸收 8/14 对吸收塔： 0.005 150 1000 0.015 0.0015 0.095 = − = − − = − L G y y x x b a a b 1 150 0.15 1000 =  = = L m G S 解吸（脱吸）举例 − 1 − −  = a a b a OG y m x y m x N ya xa L=150kmol/h ya =0.045 xa  7m 7m y=0.15x y=0.6x xb yb=0 yb =0.015 xb =0.095 G=300kmol/h G=1000kmol/h 吸 收 塔 解 吸 塔 ( )       + − − − − =   S y y y y S S N a a b a OG ln 1 1 1 18 1 0.0015 0.15 0.005 0.015 0.15 0.005 = − −  −  =

解吸(脱吸)举例 (2)求解吸塔传质单元数Noc L=150kmol/h tya G0.6×300 S 吸 L 150 解 收 吸 OG S +s 塔 塔 1-S 7m m 0.15 0.6 933(-12)0-0.6×0095 +1.2 0.045-0.6×0.095 =0 y=0.015X 250kmol G=1000kmol/h (3)若解吸气体流量减少为250kmo/h,则吸收塔气体出口浓 度y又为多少?(其余操作条件均不变,且气体流量变化时, 解吸塔H'o基本不变) H OG 1.01nn 6.93 浙江大学本科生课程 化工原理 第八章气体吸收 9/14

浙江大学本科生课程 化工原理 第八章 气体吸收 9/14 (2) 求解吸塔传质单元数N OG 1.2 150 0.6 300 =  =     = L m G S ( )       +   −   −  −  −   = S y mx y mx S S N a a b a OG ln 1 1 1 ( ) 6.93 1.2 0.045 0.6 0.095 0 0.6 0.095 ln 1 1.2 1 1.2 1 =       + −  −  − − = m N H H OG OG 1.01 6.93 7 = =   = 解吸（脱吸）举例 ya xa L=150kmol/h ya =0.045 xa  7m 7m y=0.15x y=0.6x xb yb=0 yb=0.015 xb=0.095 G=300kmol/h G=1000kmol/h 吸 收 塔 解 吸 塔 (3) 若解吸气体流量减少为250kmol/h ，则吸收塔气体出口浓 度ya又为多少？（其余操作条件均不变，且气体流量变化时， 解吸塔H OG基本不变） 250kmol/h

解吸(脱吸)举例 解吸塔:因Ho不变,故No不变 150kmoW/h t ya m'G0.6×250 吸 S L 150 收 吸 塔 塔 ∴Nh=693= J二yb-1 m 71 Ⅴ0.15 y=0.6 0-0.6x 即693 b 0 Va-06x y=0.015X5 250kmol/h 解之得:y=0.524xb(1) G=1000kmol/h +S 1-S Ja-y 浙江大学本科生课程 化工原理 第八章气体吸收 10/14

浙江大学本科生课程 化工原理 第八章 气体吸收 10/14 1 150 0.6 250 =  =     = L m G S  NOG  = 6.93 1 0.6 0 0.6 6.93 −  − − = a b b y x x 即 a xb 解之得： y = 0.524 (1) 解吸（脱吸）举例 解吸塔：因H OG不变，故N OG不变 − 1  −  − = a b b b y m x y m x ( )       + − − − − =   S y y y y S S N a a b a OG ln 1 1 1 ya xa L=150kmol/h ya =0.045 xa  7m 7m y=0.15x y=0.6x xb yb=0 yb=0.015 xb=0.095 G=300kmol/h G=1000kmol/h 吸 收 塔 解 吸 塔 250kmol/h