1、.1X2X1Y1Y2Y*=mX 逆流吸收的操作線逆流吸收的操作線)(22XVLYXVLY)(11XVLYXVLY回顧：吸收塔全塔物料衡算與操作線方程回顧：吸收塔全塔物料衡算與操作線方程2,YV1,XL2,XL1,YV)()(2121XXLYYV.22.3.2 吸收劑用量吸收劑用量 對于吸收塔的設計，生產任務一定，已知平對于吸收塔的設計，生產任務一定，已知平衡關系，已知衡關系，已知V V，Y Y1 1，Y Y2 2，求塔徑，求塔徑D D和塔高和塔高H H。要確定操作關系才能計算。要確定操作關系才能計算。X X2 2由脫吸程度決定（新鮮吸收劑的由脫吸程度決定（新鮮吸收劑的X X2 2為為0 0），

2、），當當X X2 2也確定了，操作線還是不能確定。也確定了，操作線還是不能確定。 還需確定吸收劑的用量還需確定吸收劑的用量。.3吸收塔的最小液氣比2X2Y1YT1XBB1X*B*1XVL)(VLmin)(VLY*=f(X).42121*121min2XmYYYXXYYVL1.最小液氣比：最小液氣比：X2Y1Y2Y*=mXX1*1X最小液氣比對應的最小液氣比對應的設備費為無窮大。設備費為無窮大。VXXYYL2*121min12Amin1()m YYLmVY最小溶劑用量純溶劑吸收.5注意：平衡線上凸時，應利用切點坐標求取最小注意：平衡線上凸時，應利用切點坐標求取最小液氣比。液氣比。XMX1X2Y1

3、Y2MYM22minXXYYVLMM.62、適宜的液氣比處理量V 一定LL/V操作費用設備費用填料層高度動力消耗根據生產實踐經驗，取 LVLV1120. .minLL 1120. .min推動力適宜液氣比適宜溶劑用量.72.3.3 塔徑的計算 工業上的吸收塔通常為圓柱形，故吸收塔的直徑可根據圓形管道內的流量公式計算，即 s4VDu吸收塔直徑計算式2s4D uV計算塔徑時，一般應以塔底的氣量為依據。 計算塔徑時，Vs采用操作狀態下的數據。 計算塔徑的關鍵在于確定適宜的空塔氣速u。 塔徑的圓整問題。 注意事項.82.3.4 填料層高度的計算（傳質單元數法）1. . 基本計算公式 填料塔為連續接觸式

4、設備，隨著吸收的進行，沿填料層高度氣液兩相的組成均不斷變化，塔內各截面上的吸收速率并不相同。為解決填料層高度的計算問題，需要對微元填料層進行物料衡算。微元填料層的物料衡算.9對微元對微元作物料衡算作物料衡算，單位時間內傳質的量為，單位時間內傳質的量為:VdY=LdX (Kmol/s)微元內，認為微元內，認為NA(Kmol.m-2.s-1)不變（沿塔高，濃度變化，不變（沿塔高，濃度變化，NA變化），由變化），由傳質速率傳質速率計算單位計算單位時間內微元傳質的量為時間內微元傳質的量為:NA dA = NA(adZ)L,X2L,X1V,Y2V,Y1YY+dYXX+dXdZ截截面面積積其中其中 NAK

5、Y(Y-Y*)KX(X*-X)Ad(d )ddGV YYVYV YL X.10VdY= KY（Y-Y*） (adZ)LdX= KX（ X*- X ） (adZ)*YK adYdZVYY12*0YZYYK adYdZVYY12*YYYVdYZK aYY12*XXXLdXZK aXX同理：L,X2L,X1V,Y2V,Y1YY+dYXX+dXdZ截截面面積積VdY=LdX=dGdG=NA dA.1112*YYYVdYZK aYY12*XXXLdXZK aXXa a 有效比表面：有效比表面： 被流動的液體膜層覆蓋的填料表面。被流動的液體膜層覆蓋的填料表面。 與與填料填料形狀、尺寸填充情況有關；形狀、尺

6、寸填充情況有關；流體流體流流動情況有關動情況有關 難測定難測定KYa 氣相氣相 總總體積體積吸收系數吸收系數(Kmol.m-3.s-1)Kxa 液相液相 總總體積體積吸收系數吸收系數.122、傳質單元高度與傳質單元數、傳質單元高度與傳質單元數12*YYYYVYZKYdaGYOVHK a令，12OG*NYYdYYY令氣相氣相總總傳質單元數傳質單元數mOGOGZHN 氣相氣相總總傳質單元高度傳質單元高度無因次無因次2232(kmol / s)m(kmol / m s)(m / m )(m )YVK a.1312*XXXXXLdXZK aLXOLHK a令，液相液相總總傳質單元高度傳質單元高度12*

7、OXLXXXNXd令液相液相總總傳質單元數傳質單元數OLOLZHN填料高度傳質單元高度填料高度傳質單元高度傳質單元數傳質單元數.14OG1YHK aKYNAHOG HOG 是反映吸收速率大小因數，HOG 越小，吸收速率越大。A(*)YNKYY（1）HOG的物理意義12d*YYYVYZK aYY.15 NOG 是反映吸收分離難易程度的因數，NOG 越大，吸收分離的難度越大。OGOGZHNZNOGHOG 一定吸收分離的難度（2）NOG的物理意義12d*YYYVYZK aYY.16（3）傳質單元）傳質單元高度高度的影響因素的影響因素YOGVHK a與與 V/ 、KYa（反映傳質阻力、填料性能、潤（反

8、映傳質阻力、填料性能、潤濕情況等）有關濕情況等）有關對每種填料而言，傳質單元高度變化不大，對每種填料而言，傳質單元高度變化不大，查有查有關資料或經驗公式計算關資料或經驗公式計算（4）傳質單元）傳質單元數數的影響因素的影響因素12*OGNYYYYdY反應吸收過程的難易程度：反應吸收過程的難易程度： 任務所要求的氣體濃度變化（任務所要求的氣體濃度變化（Y1-Y2） 過程的推動力過程的推動力（Y-Y*).173. . 傳質單元數的求法1）脫吸因數法 12d*YYYVYZK aYY12d*YOGYYNYY12OG*NYYdYYY*YmXb22X()VXYYL逆流，操作關系：12OGN()YYmdYYX

9、b條件：平衡線為直線條件：平衡線為直線.1812OG22N()YYVmYXbLYYYd12OG22N(1 )(YYmVYmXdmVLYbLYS,VmL平衡線斜率操令解吸因數，與作線斜率之比12OG22S(1) )N(YYYYYdSmXb*12O22G*Nln(1S)SSYYYY11-.19 同理，可導出*12OL*111ln11YYNAAAYYmVLA 吸收因數吸收因數為操作線斜率與平衡線斜率的比值.20 NOG *22*21YYYY關系曲線圖O GN2YS計算填料層高度計算尾氣濃度計算吸收劑用量.21Y1Y2X2X1BTY2*Y1*2）對數平均推動力式）對數平均推動力式條件：平衡線為直線條件

10、：平衡線為直線Y=mXb1212YYLXX操作線：直線直線傳質推動力（傳質推動力（）沿塔變化呈線性變化，仿傳）沿塔變化呈線性變化，仿傳熱平均溫差計算公式：熱平均溫差計算公式：*1122*11*22()()()ln()YYYYYYYYY對數平均推動力：.2212OGmYYNY12Y*YdYY-Y同理：對數平均推動力確定同理：對數平均推動力確定NOL12XXXm*11221*11*22(XX )(XX )X(XX )ln(XX )對數平均推動力：120.52YY時，算術平均代替對數平均12*OLNXXdXXX.233） 圖解梯級法圖解梯級法傳質單元高度物理意義（宏觀）傳質單元高度物理意義（宏觀）O

11、GOGZHN設填料高度恰等于一個傳質單元高度設填料高度恰等于一個傳質單元高度OGZH12OG*N1YYdYYY即 *YY（過程推動力）*YYm平均推動力（）代入12OG*N)1(YYmYYdY則：12*12OGYY1N()()1YmYmdYYYYY即：*12()YYmYY即：.24*12()YYmYY即： 若通過一段若通過一段填料高度填料高度前后濃度變化（前后濃度變化（Y1-Y2）恰好）恰好等于此段填料內的總推動力的平均值等于此段填料內的總推動力的平均值(Y-Y*)m ，則為，則為一個傳質單元。一個傳質單元。Y2Y1HOGY2Y1X2X2(Y-Y* )m.25條件：條件：原理：原理：平衡線為直線，或彎曲程度不大平衡線為直線，或彎曲程度不大傳質單元的概念傳質單元的概念,即：即：(Y1-Y2)=(Y-Y*)mY2Y1HOGY2Y1X2X2(Y-Y* )m作圖求作圖求NOG：AHY1Y2X2X1TTBBNMFFHA作推動力（作推動力（Y-Y*）的中線）的中線NM過過T作水平線，使作水平線，使TFFF過