补充：吸收塔操作计算 控制目标：气相出口组成Y2。 可调节操作条件：操作温度(、压力P、吸收剂流量L (或液气比L/G)及其进口组成X,等。 提高吸收率η措施： ①增大液气比L/G,改变操作线的位置，使操作线远离 平衡线； ②降低操作温度、提高操作压力，以降低平衡常数m, 使平衡线远离操作线； ③降低吸收剂进口组成X2,使操作线远离平衡线
1 1 补充： 吸收塔操作计算 控制目标：气相出口组成Y2。 可调节操作条件：操作温度t、压力P、吸收剂流量L （或液气比L/G）及其进口组成X2等。 提高吸收率η措施： ①增大液气比L/G ，改变操作线的位置，使操作线远离 平衡线； ②降低操作温度、提高操作压力，以降低平衡常数m， 使平衡线远离操作线； ③降低吸收剂进口组成X2，使操作线远离平衡线。 1
无论在填料塔的设计计算和操作计算中都要用到： ①物料衡算（操作线方程式）； ②气液相平衡关系（对稀溶液，用亨利定律）； ③传质速率方程式(N=传质系数X传质推动力)； ④填料层高度计算式（亿=传质单元高度×传质单元数）
2 2 无论在填料塔的设计计算和操作计算中都要用到： ①物料衡算（操作线方程式）； ②气液相平衡关系（对稀溶液，用亨利定律）； ③传质速率方程式（NA=传质系数×传质推动力）； ④填料层高度计算式(Z=传质单元高度×传质单元数)
命题：塔高一定时，吸收操作条件与吸收效果间的 分析和计算； 吸收塔的核算。 定性分析 例在一填料塔中用清水吸收氨一空气中的低浓氨气， 若清水量适量加大，其余操作条件不变，则Y,、X如何 变化？（已知体积传质系数随气量变化关系 为kya cc G0.8) 3
3 3 命题：塔高一定时，吸收操作条件与吸收效果间的 分析和计算; 吸收塔的核算。 定性分析 例 在一填料塔中用清水吸收氨－空气中的低浓氨气， 若清水量适量加大，其余操作条件不变，则Y2、X1如何 变化？（已知体积传质系数随气量变化关系 为 ） 0.8 Y k a G
定性分析步骤： 1)根据条件确定HoGS; 2)利用z=NoG·HoG确定NoG的变化； 3)采用吸收因数法确定Y,的变化； 4)利用全塔物料衡算分析X变化。 水吸收混合气中的氨为气膜控制过程 Kya≈kya oc G0.8 因气体流量G不变 kyM、KrM近似不变，Hoc不变
4 4 定性分析步骤： 1）根据条件确定HOG、S； 2）利用 ，确定 NOG 的变化; 3）采用吸收因数法确定Y2的变化; 4）利用全塔物料衡算分析X1变化。 Z = NOG HOG 水吸收混合气中的氨为气膜控制过程 0.8 K a k a G Y Y 因气体流量G不变 kY a 、 KY a 近似不变，HOG不变
Z=NoG·HoG Noc不变 0 0 s=Wel↑ →S↓ 0 00 Y2-mX2 004 Y-mX2 y-X2个→y2↓ 0.03 0.02 Y-mX2 0.01 0.008 00G L(X-X2)=G(Y-Y)GY 00m 00 000】 .L(X1-X2)≈GY 0000 X1↓ 5
5 5 Z = NOG HOG NOG不变 , S / m S L L G = − − 2 2 1 2 Y mX Y mX Y2 1 2 1 2 1 L X X G Y Y GY ( ) ( ) − = − X1 1 2 1 L X X GY ( ) − 2 2 1 2 Y mX Y mX − −
问题：吸收温度降低，Y2、X、吸 Y 收操作线如何变化？ X,降低，Y2、X1、吸收操作线如 Y2 何变化？ 吸收压力提高，Y2、X1、吸收操作 线如何变化？ XX XY 答：吸收温度降低，降低，平衡线远离操作线，吸收推动力增大， Y2降低，X增大。 X降低，操作线远离平衡线，推动力增大，Y不变，增大，Y降低 X降低，吸收操作线斜率不变，但上移。 吸收压力提高，降低，平衡线远离操作线，吸收推动力增大，Y2降 6低，X增大
6 6 问题：吸收温度降低， Y2、X1、吸 收操作线如何变化？ X2降低， Y2、X1 、吸收操作线如 何变化？ 吸收压力提高，Y2、X1 、吸收操作 线如何变化？ 答：吸收温度降低， m降低，平衡线远离操作线，吸收推动力增大， Y2降低， X1增大。 X2降低，操作线远离平衡线，推动力增大，Y1不变，η增大， Y2降低， X1 降低，吸收操作线斜率不变，但上移。 Y2 ’ X1 ’ X2 ’ Y1 Y2 X X1 2 吸收压力提高， m降低，平衡线远离操作线，吸收推动力增大， Y2降 低， X1增大
(2)定量计算 例1 有一填料层高度为4的填料塔，用清水吸收混合气中的CO2， C0,的组成为0.05（摩尔比），其余气体为惰性气体。液气比 为150，吸收率为95%，操作温度为20℃，总压力为1.5MPa。 若压力改为2MPa,试计算CO,的吸收率为多少？ 20C,亨利系数为E=144MPa 7
7 7 例1 （2）定量计算 有一填料层高度为4m的填料塔，用清水吸收混合气中的CO2， CO2的组成为0.05（摩尔比），其余气体为惰性气体。液气比 为150，吸收率为95%，操作温度为20℃，总压力为1.5MPa。 若压力改为2MPa，试计算CO2的吸收率为多少？ 20℃， 亨利系数为E=144MPa
解： Y2=￥(1-7)=0.05×(1-0.95)=0.0025 E144 mG .96 m= =96 =0.64 P 1.5 L 150 NoG= 1-S Y-Y 0.05-0 n1-0.64) +0.64 =5.72 1-0.64 0.0025-0 Z HoG= =0.7m 8 NoG
8 8 解： Y2 =Y1 (1−) = 0.05(1−0.95) = 0.0025 96 1.5 144 m = = = P E 0.64 150 96 L mG = = 0.64 5.72 0.0025 0 0.05 0 ln (1 0.64) 1 0.64 1 ln (1 ) 1 1 2 2 1 2 = + − − − − = + − − − − = S Y Y Y Y S S NO G 0.7m N Z H OG OG = =
新工况： V V V HoG=Kysa pKa Kya p'KGSa Hoc'=P Hog p Hod=1.5 ×0.7=0.525m 2 Z NoG -=7.62 144 m =72 2 9
9 9 新工况： K a V K a V H Y = = G O G p K a V K a V H Y = = G OG p' ' OG OG p' p H ' = H 0.7 0.525m 2 1.5 ' HOG = = 7.62 H Z N OG OG = = 72 2 144 m = =
NoG In(1-S Y-Yi+S 1=S Y,-Y 0.05-0 7.62三 In (1-0.48) +0.48 L-048 Y2-0 Y2=0.000499 p=1-0.000499/0.05=99% 10
10 10 + − − − − = + − − − − = 0.48 Y 0 0.05 0 ln (1 0.48) 1 0.48 1 7.62 ln (1 ) 1 1 ' 2 2 2 1 2 S Y Y Y Y S S NO GY 0.000499 ' 2 = =1- 0.000499 / 0.05 = 99%