[中学教育]85低含量气体吸收.docx

[中学教育]85低含量气体吸收.docx1I□S21更收惦內购相金化质速率也是沿塔高变化的,必须先列岀无聊衡算和传质速率的微分表达式,然示沿塔高积分得到积分式才能用于吸收过程计算。取微元塔段d/7作物料衡算得对气相Gdy=NAadh=Kya(y-ye)dh (川八二K,,。—儿)= —必))km"加2为塔截面积;式中:Gm2-skmolm为传质而积;h对液相(4)g2m-sm2a —-,mm,咼度。Ldx=N^adh=Kxa(xe一x)dh传质速率积分式m~为传质面积,〃『为填料体积;,如右图所示八、、(1)底含量气体吸收底特点G、L可视为常量吸收过程时等温底(不必进行热衡)传质系数为常量底含量气体吸收底上述特点将使计算过程大为简化。(2) 全塔物料衡算G(y】一力)=厶(码一兀2)(3) 料衡算和传递速率的微分表达式沿塔高(H/的正方向)气液浓度是连续变化的,传质推动力和传GpyidyH=[dh=J) Ka呼y_儿H必亠『止Ka人2x-xpA V(5)式中:%,%Ng,Ng传质单元数欲传质单元高度%=£』-,日Jy2y-儿rxidx-分别为气相、液相总传质单元高度,m;分别为气相、液相总传质单元数,无因次。OG根据上述定义,吸收塔填料层高度可以表达为填料层高度=传质单元高度x传质单元数传质单元高度和传质单元数的物理意义代表什么呢?传质单元数(Nog,N°l)的大小反映吸收过程进行的难易程度,它打吸收塔的结构因素以及气液流动状况无关。例如,Nog中所含变量儿力为气体的进、出塔浓度,反映了吸收的分离要求,(歹-儿)为传质推动力。根据积分中值定理应有dyX-力=x-力恳歹一儿()‘—儿)小△儿当分离要求提高(必-儿)匸或平均推动力减小(y-儿)„~时,均会使NogT,相应H仁在填料塔设计计算时,可川改变吸收剂的种类,降低操作温度或捉高操作压力,增人吸收剂川量、减小吸收剂入口浓度等方法,以增人吸收过程的推动力,从而达到减小Ng的冃的。若任一段填料填层气体浓度分变化等于该段平均推动力,即(>';+】-=儿)吋,则=h该段填料层就称为一个传质单元,其高度为%°一个填料吸收塔可以看成由若干个传质单元构成,传质单元的数目乘以传质单元高度就是填料层高度。传质单元高度可理解为一个传质单元所需的填料层高度,是吸收设备效能髙度的反映。以Hog=2为例,G代表混合气体处理量,体积总传质系数K#(竺型)值的大小反映总传质阻力、填料Kya m-s层性能及操作时填料润湿情况等。故H°g与设备结构、气液流动情况和物系物性有关。在设计计算屮,选用分离能力强的高效填料及适宜的操作条件以降低传质阻力(提高传质系数),增加单位体积填料的冇效气液接触血积Q,可使减小。显然传质单元高度越小,在和同条件下达到同样吸收要求所需的填料层高度也就越低,即传质效果越好。若选用N严k、O—y),N严k/Xj—x)可分别导出Hg,H“Nl的表达式如表8-5所示。叫与0-必),叽与(旺—Q有关,而牙、兀难求,仅当中等溶解度气体吸收且平衡线为曲线时才用或M求H,以后详细介绍。(6)吸收计算基木类型与基本关系式类型:设计型计算(求H),操作型计算(H已知)这两种类型计算的具体命题及计算方法以后详细介绍,但两类问题均可联立以下三个基木关系式得以解决。基本关系式全塔物料衡算式 G(yi-y2)=厶(兀1-兀2)相平衡方程式 =mx或凡二加x+b(直线)yc=fM(曲线)吸收过程基本方程式变量数:m>H、G>L、)[、y2>x{>x2>Kya(或K4)共9个。关系式:3个。还需给出5个独变最才能求出另1个因变最。通常m>G、yl、兀?为已知量,H、L旳、旺、K、a(或Kxa)视不同的题型可以是已知量、亦可为待求量。有时题目不是给出儿值,而是用吸收率(也称回收率)〃表示分离程度,〃定义如下:= = ,7<i)1 X则儿=(1一"))1〃丁,儿丄,〜,具体数值须由使用测定(或由试验得到K#或Kq的关联式求Hog或%),这将在传质设备一章屮详述。在木章H()g(或心)及%(或Kxa)均为已知值或根据已知条件易求出,故计算H的问题主要在于传质单元数的计算,此外,吸收剂用量L如何确定亦很重要,下面讨论这两个问题。8・5・2操作线、最小液气比及吸收剂用量(1)操作线a-b吸收塔内气、液组成沿塔高的变化受物料衡算式的约束,为求得逆流吸收塔任-・截面上相互接触的气液组成y与x的关系,可在塔顶与任一截面间作溶质A的物料衡算,得Gy+Lx2=Gy2+LxL=~X+)‘2同理,在塔底与任一截面间作物料衡算,可得山全塔物料衡算可得(儿-£兀2)=(必一士兀J,故以上两式实际上是等效的,逆流吸收塔操作线只有一条,G G在y-x图屮为一条肓线,如图屮A