青海大学吸收课件第2章第4节脱吸及其他条件下的吸收.ppt

2017/10/13
第二章吸收
第四节脱吸及其它条件下的吸收
一、脱吸
二、高组成气体吸收
三、非等温吸收
四、多组分吸收
五、化学吸收
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一、脱吸
使溶解于液相的气体释放出来的操作称为脱吸或解吸。
(1) 脱吸的目的
获得所需较纯的溶质;溶剂再生循环使用。
(2) 脱吸的条件
液相中溶质的平衡分压总是大于气相中溶质气体的分压,溶质才能解吸出来。
(3) 脱吸的推动力
或
(4) 脱吸的方法
1) 气提脱吸(惰性气体或蒸汽)
2) 减压脱吸
3) 加热脱吸
4) 加热-减压脱吸
脱
吸
塔
X2
X1
Y1
Y2
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(5) 脱吸的计算
计算方法与吸收相同,但推动力相反,操作线位于平衡线下方;
操作线方程
最小气液比:当载气量V减少时,解吸操作线斜率增大,Y2增大,操作线向平衡线靠近,当解吸平衡线为非下凹线时,的极限位置为与平衡线相交于点B’,此时,对应的气液比为最小气液比。
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2) 填料层高度计算
梯级图解法
对数平均推动力法
吸收因数法
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(1) 气液两相流量沿塔高显著发生变化,因而操作线方程式和吸收速率方程式中的组成采用摩尔分率表示;
高组成气体吸收的特点:
二、高组成气体吸收
当混合气体中溶质含量大于10%以上时,而且被吸收的数量又较多,称为高组成气体的吸收。
(3) 传质系数受气速和漂流因数的影响较大,不能再视为常量。
因而高组成气体吸收的计算相当复杂,必须同时联立物料衡算式、热量衡算式、传质速率方程式和相平衡方程式,通过数值计算方法求解。
(2) 吸收过程伴有显著的热效应,使液体温度升高,为非等温吸收过程,液体的升温使溶质溶解度降低,将直接影响气液平衡关系;
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1. 变化大,且关系复杂,因此多用x、y表示;
最小液气比:
,沿塔高有温度分布;
、流动状况、温度有关,不再是常数;
全塔物料衡算:
逆流时操作线方程:
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高浓度气体吸收的计算
填料塔微元段内吸收的溶质量:
同理:
而
填料层高:
求解方法:图解积分
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三、非等温吸收
气体吸收过程中,因溶解热、反应热的存在,使得液相温度随组成的升高而升高,称为非等温吸收。
热效应使液体温度提高,对吸收不利:气体的溶解度减小;吸收的推动力减小;故需较高的填料层或较多的理论板层数。
非等温吸收采用近似处理方法:假定所有释放出的热量均被液体吸收,即忽略气体的温度变化及其它热损失。据此推算出液体浓度与温度的对应关系,从而得到非等温吸收下的平衡曲线。
当吸收的热效应很大,必须设法排除热量,以控制吸收过程得温度。
可采用如下措施:
(1) 在吸收塔内装置冷却元件;如板式塔可以在塔板上安全冷却蛇管或在板间设置冷却器;
(2) 引出吸收剂到外部进行冷却;
(3) 采用边吸收边冷却的吸收装置;(如用水吸收***化氢制备盐酸)
(4) 采用大的喷淋密度。
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变温平衡曲线的确定
如图,塔内各截面处的组成xi各对应一条等温平衡线。
作法:
的对应关系,这样可在指定的xi下,算出ti ;
2. 取一系列xi值,得到相应ti值;
3. 在x-y坐标上做出一系列ti下的等温平衡曲线;
4. xi与ti线的交点纵坐标即为
5. 连接所有交点得到的曲线即为该过程的变温平衡曲线。
最高
最低
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确定x-t的关系
微分溶解热:每1kmol溶质溶解于浓度为x的大量溶液中所产生的热量,其值与溶液的浓度有关。
假定溶解热将全部用于液体温度的升高,则微元塔高热量衡算式为:
将塔内x的变化范围分成若干段,每段为x,根据上式,任意塔段n的热量衡算式可近似写成:
为塔段内的平均值
若取: x=
最高
最低