环境工程原理第五章课件.ppt

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1、第四节吸收塔的计算☆填料塔☆板式塔（P305）L；X2G；Y1一、气液相平衡亨利定律：E——亨利常数H——溶解度系数m——相平衡常数气相液相两相间两相间浓度低时：浓度低时：二、传质速率方程传质总阻力与双膜传质阻力的关系：第四节吸收塔的计算☆填料塔操作模式：含单一吸收质的混合气体与吸收液之两相连续地接触式逆流操作惰气流量G、吸收剂流量L为定值，选用含摩尔比的公式较简单计算内容：吸收剂用量（物料衡算）填料层高度塔径（第五节讨论）所用相关知识：▼气液平衡m相平衡常数▼传质速率方程▼操作线方程一、物料衡算与操作线方程（5-52）OO’面对塔顶（稀端）的物料衡算：G,Y1L,X1混合气吸收液尾气吸收

2、剂G,Y2L,X2G：惰气流量kmol/sL：吸收剂流量kmol/sOL,XO’G,Y（5-51）L/G称为液气比线性化——操作线方程：操作关系：塔内任一截面上气相组成Y与液相组成X之间的关系。逆流吸收操作线方程：（5-52）称为逆流吸收操作线方程式。图5-16逆流吸收操作线（1）当稳态连续吸收时，若L、G一定，Y1、X2恒定，则该吸收操作线在X～Y直角坐标图上为一直线，通过塔顶A（X2，Y2）及塔底B（X1，Y1），其斜率为L/G，称为吸收操作的液气比。（2）吸收操作线仅与液气比、塔底及塔顶溶质组成有关，与系统的平衡关系、塔型及操作条件T、p无关。（3）因吸收操作时，Y>Y*或X*>X，

3、故吸收操作线在平衡线的上方，操作线离平衡线愈远，吸收的推动力愈大；解吸操作时，Y

4、4）★确定操作液气比的分析：操作线的斜率即为L/G。▼若增大吸收剂用量，B点沿Y=Y1左移至C点。操作线远离平衡线吸收的推动力增大达到一定效果，塔高减小投资也减少但液气比增加到一定程度后，塔高减小的幅度就不显著，而吸收剂用量却过大，造成输送及吸收剂再生等操作费用剧增。综合两方面应选择适宜的液气比。▼减少吸收剂的用量B点右移；推动力减少；塔高增加。有极限——D点，塔底△Y=0，塔高无穷大AD线的斜率称为最小液气比，以(L/G)min表示最小液气比：最小液气比是针对一定的分离任务、操作条件和吸收物系，当塔内某截面吸收推动力为零时（一般为塔底部），达到分离程度所需塔高为无穷大时的液气比。此时对应

5、的吸收液组成为X1*，是与Y1平衡的液相组成，也就是吸收液组成的上限。★根据生产实践经验，通常吸收剂用量为最小用量的1.1～2.0倍：=（1.1～2.0）吸收剂用量的确定：L=（1.1～2.0）最小液气比的计算：（1）图解法：读取交点D的X*（5-55）若遇右图的情况(不符合亨利定律)，则读D点X1，max：（5-56）（2）解析法：若平衡关系符合亨利定律，则采用下列解析式计算最小液气比：（5-57）【例5-7】某矿石焙烧炉排出含SO2的混合气体，除SO2外其余组分可看作惰性气体。冷却后送入填料吸收塔中，用含SO20.0003（摩尔比）的水洗涤以除去其中的SO2。吸收塔的操作温度为20℃，

6、压力为101.3kPa。混合气的流量为1000m3/h，其中含SO2体积百分数为9%，要求SO2的回收率为90%。若吸收剂用量为理论最小用量的1.3倍，试计算：（1）吸收剂用量及塔底吸收液的组成X1；（2）当用清水溶液作吸收剂时，保持二氧化硫回收率不变，吸收剂用量比原情况增加还是减少？塔底吸收液组成变为多少？已知101.3kPa，20℃条件下SO2在水中的平衡数据如下表所示。SO2溶液浓度X气相中SO2平衡浓度YSO2溶液浓度X气相中SO2平衡浓度Y0.00005620.000660.000840.0190.000140.001580.00140.0350.000280.00420.001

7、970.0540.000420.00770.00280.0840.000560.01130.00420.138解：按题意进行组成换算：进塔气体中SO2的组成为出塔气体中SO2的组成为进吸收塔惰性气体的摩尔流量为G=由表中X～Y数据，采用内差法得到与气相进口组成Y1相平衡的液相组成=0.0032（1）实际吸收剂用量L=1.3Lmin=1.3×1164=1514kmol/h×18≈27200kg/h塔底吸收液的组成X1由全塔