88.5 Gas absorption at low concentration(yA<5%) 8.5.1 Calculation of tower height. (P561) Features L[kmol/s y 1∴低浓度,溶剂不挥发, G与L变化均很小 可认为: h H G=const, and L=const, h+ dh G≠(h),L≠(h) 2.等温条件下吸收 D≠f(h) G [kmol/s] 3: K and kG+f: (h)
一.Features 1.∵低浓度，溶剂不挥发， G与L变化均很小 ∴可认为： G=const, and L=const, G ≠f（h）, L ≠f（h） 2. 等温条件下吸收 D ≠f（h） 3. kL and kG ≠f（h） §8.5.1 Calculation of tower height.（P561） §8.5 Gas absorption at low concentration（yA≤5～10%）
S8.5.1 Calculation of tower height. (P561) 吸收塔高度的计算公式的 Derivation/a~单位体积的 1. Material balance for component A 填料内所具有 的有效相际传 within dh 质面积[m2/m3 For G-p: Gdy= Nadh (8-61) Lemons·m For L-p: Ldx= N ad (8-62) 显然:式(8-61)=式(8-62), 4: Gdy=Ldx=NA adh (8-63 H 2.NA=Ky(y-ye)=K (xe-X) h n 令:Km=Ka,Kx=Ka x*ix G dy=kva(y-ye) dh (8-64) or Ld x=Kxa (xe-x) dh (8-65) G Danols.m
二.吸收塔高度的计算公式的Derivation 1. Material balance for component A within dh For G-p : G d y = NA adh （8-61） For L-p : L d x = NA adh （8-62） 显然: 式(8-61) = 式(8-62) , 得: G d y = L d x = NA adh （8-63） 2. ∵ NA＝K y（y-ye）= Kx（xe -x） 令： K ya ＝ K y· a ， K xa ＝ Kx · a ∴ G d y = K ya（y-ye）dh （8-64） or L d x= K xa（xe - x）dh （8-65） §8.5.1 Calculation of tower height.（P561） a～单位体积的 填料内所具有 的有效相际传 质面积[m2 /m3 ]
c.5. 1 Calculation of tower height. (P561) (8-64)and(8-65)的 B CI: h=0, y=y2, X=X2 G dy H 8-67 BC.Ⅱ:h=H,y=y1,x=X1 y2 y-y 沿塔高积分,得 L dx H 8-68 K JX2x-X e Analysis for(8-67) and(8-68) 1.(8-67)and(8-68) kmol 由两部分组成 G In S =|m K kmol mn s 显然:H=m dy 无因次 2 y-ye
（8-64）and （8-65）的 B.C.I ： h=0, y=y2 , x=x2 B.C.Ⅱ ：h=H, y=y1 , x=x1 沿塔高积分，得： 三.Analysis for（8-67） and（8-68） 1. （8-67） and（8-68） 由两部分组成: 显然：H=[m] §8.5.1 Calculation of tower height.（P561） ( ) ( ) 2 1 2 1 x x y y a xa e y e L dx H = 8 - 68 K x G dy H = 8 - 67 K y - y - x 2 2 ya 2 3 kmol G m s = = m K kmol m m s m 1 2 y y e dy y - y 无因次
c.5. 1 Calculation of tower height. (P561) G 令: OG overallheight of a transfer unit based ya on gas phase 气相总传质单元高度 y dy = OG overallnum b mber o transfer units 则:H=HoN based on gas phase OG 气相总传质单元数
§8.5.1 Calculation of tower height.（P561） OG ya G H = K 令 ： 1 2 y OG y e dy N = y - y overall height of a transfer unit based on gas phase 气相总传质单元高度 overall number of transfer units based on gas phase 则 ： 气相总传质单元数 O G O G H = H ·N
c.5. 1 Calculation of tower height. (P561) 2. About Hog (1)∵Hoc:∝1/K3~总传质阻力 1/K↑和a↓,→Hoc↑→H↑ (与流动状态有关) Hoc的大小与吸收过程的条件有关。 它反映了设备性能的好坏 要使H↓,则Hod↓,→减小传质阻力或增大a。 般常用的吸收设备,Hoc≈0.15~1.5m。 (2)由实验得 HOG CeGo.3. HocOcL 0.3
2. About HOG ⑴ ∵ HOG∝ 1/Kya～总传质阻力 ∴ 1/Ky↑和a ↓ ，→ HOG↑→ H↑ （与流动状态有关） ∴ HOG的大小与吸收过程的条件有关。 它反映了设备性能的好坏。 要使H↓，则HOG↓，→ 减小传质阻力或增大a。 一般常用的吸收设备，HOG ≈0.15～1.5m。 ⑵ 由实验得： §8.5.1 Calculation of tower height.（P561） HOG∝G0.3, HOG∝L0.3
s8.5. 1 Calculation of tower height (P561) 3. About NoG d y 19-9 OG 几何意义:Noe=从y1→y2的积分面积 显然,气体浓度变化愈大,Noc↑ y2,吸收过程难度个 (2)当y2很小,即吸收尾气要求很高时, 如:塔顶尾气组成从y2→y2 Top d 推动力从(y2-y)↓→(y2y) l/(y2y)↑→Noc↑ 吸收过程要求愈高,即y2↓→Noc↑ Noc反映了吸收过程的难易程度 X
3. About NOG ⑴ ∵ 几何意义： NOG＝从y1→y2的积分面积 显然，气体浓度变化愈大，NOG↑ ∴ y2 ↓，吸收过程难度↑ ⑵当y2很小，即吸收尾气要求很高时， 如： 塔顶尾气组成从 y2↓→y2 ’ 推动力从（y2 -ye）↓→（y2 ’-ye） 1/（y2 ’-ye）↑→ NOG↑ 吸收过程要求愈高，即y2↓→NOG↑ ∴ NOG反映了吸收过程的难易程度 §8.5.1 Calculation of tower height.（P561） 1 2 y OG y e dy N = y - y
c.5. 1 Calculation of tower height. (P561) 4. About“a” aRea of interface per unit packed volume,Im/m. 即:单位体积填料层有效相际传质面积。 a= F Forms of packing, size, forms of filling (乱堆,整砌), nature of liquid(对填料 的润湿性~液体表面张力),& flowing situations(湍流程度)] (P 192 a无法从理论上计算,也很难通过实验直接测定。 因此常将a与传质系数的乘积当作一个物理量考虑
4. About “a” ～ Area of interface per unit packed volume,[m2 /m3 ] 即：单位体积填料层有效相际传质面积。 ∵a= F [forms of packing, size, forms of filling （乱堆，整砌），nature of liquid (对填料 的润湿性～ 液体表面张力)， & flowing situations（湍流程度）] （P192） ∴a无法从理论上计算，也很难通过实验直接测定。 因此,常将a与传质系数的乘积当作一个物理量考虑。 §8.5.1 Calculation of tower height.（P561）
88.5.1 Calculation of tower height. (P561 Kva=[kmol/(m2.)I[m2/m31=kmol/m3.s)I .K. a=K Overall volumetric mass-transfer coefficient for gas phase 气相体积传质总系数,其它形式 以此类推。 The key is that Nog is determined by us
∵ Kya= [kmol/(m2·s)]·[m2 /m3 ]=[kmol/(m3·s)] ∴Ky · a＝Kya ～ Overall volumetric mass-transfer coefficient for gas phase ～ 气相体积传质总系数，其它形式 以此类推。 §8.5.1 Calculation of tower height.（P561） The key is that NOG is determined by us
$8.5.2 To determine noo G 8-69 y1由设计条件决定,y2出吸收任务确定, y由平衡线确定,y则由塔中操作线确定。 ∴还必须解决操作线方程,才能求解E(8-69) Operating line: (P557) l Derivation The method used is to make a material balances according to the law of conservation of material
y1 由设计条件决定，y2由吸收任务确定, ye 由平衡线确定，y则由塔中操作线确定。 ∴ 还必须解决操作线方程，才能求解E（8-69） 一.Operating line（P557） 1.Derivation The method used is to make a material balances according to the law of conservation of material. §8.5.2 To determine NOG ( ) 1 2 y OG y e dy N = 8 - 69 y - y
N§8.52 To determine Noc a. The overall material-balance equations based on the terminal streams, are: T Total material: 2+GIL+G? Component A: L2x2+Giy -LiX+G2y2 LLIA Assume: L=Const. G=Const G(y1y2)=L(x1-x2) (8-66)9 c overall material-balance equations 表征了塔进出口四个组成的关系, 即:y1、y2、x1andx2中只有3个独立变量
a. The overall material-balance equations, based on the terminal streams, are： Total material: L2+G1=L1+G2 Component A: L2x2+G1y1=L1x1+G2y2 ∵ Assume : L=Const., G=Const. ∴ G（y1 -y2）= L（x1 -x2）（8-66） ～ overall material-balance equations 表征了塔进出口四个组成的关系， 即：y1、y2、x1 and x2中只有3个独立变量。 §8.5.2 To determine NOG