气体吸收PPT学习教案

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1、会计学1气体气体(qt)吸收吸收第一页，共87页。 吸收吸收(xshu)剂剂: 吸收吸收(xshu)操作中加入的液操作中加入的液体溶剂体溶剂; 吸收吸收(xshu)质质:能被吸收能被吸收(xshu)剂吸收剂吸收(xshu)的组分的组分 吸收吸收(xshu)液液:吸收吸收(xshu)了吸收了吸收(xshu)质的液体溶剂质的液体溶剂; 尾气尾气:被吸收被吸收(xshu)剂处理后的气体剂处理后的气体.第1页/共87页第二页，共87页。单组分吸收单组分吸收多组分吸收多组分吸收等温吸收等温吸收非等温吸收非等温吸收物理吸收物理吸收化学吸收化学吸收可逆化学吸收可逆化学吸收不可逆化学吸收不可逆化学吸收e.g.

2、 乙醇胺溶液乙醇胺溶液(rngy)吸吸收收CO2e.g. NaOH溶液吸收溶液吸收CO2； 硫酸硫酸(li sun)吸收氨气生成硫吸收氨气生成硫酸酸(li sun)氨氨第2页/共87页第三页，共87页。第3页/共87页第四页，共87页。吸收吸收(xshu)应用应用盐盐酸酸 OHHCl2浓硫酸浓硫酸稀硫酸稀硫酸3SO福福尔尔马马林林甲甲醛醛 OH2第4页/共87页第五页，共87页。第5页/共87页第六页，共87页。第6页/共87页第七页，共87页。第7页/共87页第八页，共87页。吸收吸收(xshu)原理原理 吸收过程吸收过程(guchng)气液平衡关系气液平衡关系： 物理吸收：相平衡物理吸收：

3、相平衡亨利定律亨利定律 化学吸收：相平衡化学吸收：相平衡亨利定律；亨利定律； 化学平衡化学平衡化学平衡化学平衡关系式关系式第8页/共87页第九页，共87页。Hpx/22 22Hxp 2x2pHPHm mxy 亨利亨利(hngl)(hngl)定律的其它形式定律的其它形式 第9页/共87页第十页，共87页。（2 2）、）、T T 、 p p对对 H H、m m 的影响的影响(yngxing)(yngxing)。TH m TH m 溶解度溶解度PH m PH m 溶解度溶解度 在吸收过程中，在吸收过程中， 低温、高压有利于气体的吸收低温、高压有利于气体的吸收 高温高温(gown)(gown)、低压有

4、利于气、低压有利于气体的解吸体的解吸溶质气体的分压为常压溶质气体的分压为常压 难溶气体或低浓度的易溶气体难溶气体或低浓度的易溶气体 化学平衡时，未反应化学平衡时，未反应(fnyng)的溶质（稀的溶质（稀溶液）溶液）(3) Henry定律适用范围：定律适用范围：第10页/共87页第十一页，共87页。22xHfp GLff22 Lf2Lf2222222dxxfdppffdPTLxTLL, RTVfpffpfLLxTLLxTL2222222ln, LV2HpHp不但与溶剂和溶质的性质、系统温度不但与溶剂和溶质的性质、系统温度有关有关(yugun)(yugun)，而且与系统的总压有关，而且与系统的总压

5、有关(yugun)(yugun)。第11页/共87页第十二页，共87页。第二项：第二项： 将上两式代入（将上两式代入（1）得：）得：整理可得：整理可得： （T一定）一定）从纯溶剂蒸汽压从纯溶剂蒸汽压 （即（即 ）到总压）到总压 积分上式：积分上式： 溶质在溶质在 条件条件(tiojin)下的下的Henry系数。系数。2222xfHxfLpPTL, 222222dxxfdpRTVffdLLLL dpRTVxfdLL222 lnsp102xp)(lnlnsLGppRTVHxf1222 spTGxfH122, H222222dxxfdppffdPTLxTLL, spT1,第12页/共87页第十三页，

6、共87页。RTVpHxfLG222lnln令：令：RTVpHHLs21lnln（T一定一定(ydng)）H p=0，即低压，即低压(dy)下的下的Henry系系数。数。整理整理(zhngl)可得：可得：)(lnlnsLGppRTVHxf1222 第13页/共87页第十四页，共87页。TcTbaH/lglg )/()/ln()/()/ln(110000 TTCTTBTTAHHTcTbaH/lglg )/()/ln()/()/ln(110000 TTCTTBTTAHH第14页/共87页第十五页，共87页。衡关系，又服从化学反应衡关系，又服从化学反应(fnyng)(fnyng)平衡关系。平衡关系。第

7、15页/共87页第十六页，共87页。aAmM + nNHAaA + bB KabBaAnNmMaccccK AAAcHp abBanNmMAAcKccHp/1 由于产物的生成消耗了一定量的溶质由于产物的生成消耗了一定量的溶质A A，所以相同，所以相同(xin tn)(xin tn)压力下，有化学反应的溶质溶解度必定大于物理溶解时的溶解度。压力下，有化学反应的溶质溶解度必定大于物理溶解时的溶解度。第16页/共87页第十七页，共87页。吸收流程可分为两类：吸收流程可分为两类：（I）吸收质不需解吸）吸收质不需解吸(jix)，吸收剂不需，吸收剂不需再生和循环；再生和循环；（II）吸收质需要解吸）吸收质

8、需要解吸(jix)，吸收剂需，吸收剂需要再生和循环。要再生和循环。（1 1）吸收和解吸）吸收和解吸(jix)(jix)流程流程4.24.2吸收与解吸吸收与解吸(jix)(jix)过程过程第17页/共87页第十八页，共87页。12.N尾气尾气V1吸收剂吸收剂L0原料气原料气VN+1吸收液吸收液LN第18页/共87页第十九页，共87页。带吸收带吸收(xshu)剂再循剂再循环的吸收环的吸收(xshu)流程流程适用于：适用于：（1 1）对于制取液态产品的吸收操作，）对于制取液态产品的吸收操作，为获得较高含量的液态产品，采用为获得较高含量的液态产品，采用(ciyng)(ciyng)吸收液部分再循环操作。

9、吸收液部分再循环操作。第19页/共87页第二十页，共87页。适用于：适用于：（2 2）热效应显著的吸收过程，部）热效应显著的吸收过程，部分分(b fen)(b fen)吸收液再循环可降低吸收液再循环可降低吸收塔内温度，当平衡关系变化吸收塔内温度，当平衡关系变化的幅度比操作关系变化幅度大时，的幅度比操作关系变化幅度大时，吸收液的循环不但不减少反而可吸收液的循环不但不减少反而可能提高传质平均推动力，有利于能提高传质平均推动力，有利于吸收操作。吸收操作。第20页/共87页第二十一页，共87页。适用于：适用于：（3 3）对于按物料衡算估算所需吸收）对于按物料衡算估算所需吸收剂用量过少，不能满足最小液体

10、喷淋剂用量过少，不能满足最小液体喷淋密度要求的情况，部分吸收液再循环密度要求的情况，部分吸收液再循环尽管会使传质推动力有所降低，但可尽管会使传质推动力有所降低，但可由传质系数由传质系数(xsh)(xsh)的显著增大而得的显著增大而得以补偿。以补偿。第21页/共87页第二十二页，共87页。 当原料气处理量较大，溶质组分含量较低或溶解度较当原料气处理量较大，溶质组分含量较低或溶解度较低或要求低或要求(yoqi)(yoqi)完全吸收时，常采用多塔吸收流程。完全吸收时，常采用多塔吸收流程。第22页/共87页第二十三页，共87页。吹扫气吹扫气（水蒸汽或惰性气体）（水蒸汽或惰性气体）吸吸收收塔塔解解吸吸塔

11、塔原料气原料气补充吸收剂补充吸收剂（II）吸收）吸收解吸解吸(jix)的双塔流的双塔流程程 An absorber is frequently coupled with strippers to permit regeneration (or recovery) and recycling of the absorbent.第23页/共87页第二十四页，共87页。NaNa的指定：的指定：操作操作(cozu)(cozu)型计算：指定型计算：指定 N N，要求计算吸收剂量、，要求计算吸收剂量、塔顶尾气量和组成、塔底吸收液量和组成。塔顶尾气量和组成、塔底吸收液量和组成。据设计变量的原则可知据设计变量

12、的原则可知: :吸收塔和解吸塔中可调吸收塔和解吸塔中可调设计变量设计变量Na=1,Na=1,因此，只能规定一个关键组分因此，只能规定一个关键组分(zfn)(zfn)。 与多组分与多组分(zfn)(zfn)精馏塔不同精馏塔不同设计型计算：设计型计算：指定指定 一个关键组分分离要求一个关键组分分离要求，要求计，要求计算算所需的理论板数所需的理论板数、塔顶尾气量和组成、塔底吸收液量塔顶尾气量和组成、塔底吸收液量和组成和组成。第24页/共87页第二十五页，共87页。二、传质过程二、传质过程(guchng)(guchng) 精馏过程精馏过程(guchng)(guchng)： 吸收过程吸收过程(guchn

13、g)(guchng)：顶顶釜釜不能视为恒摩尔不能视为恒摩尔(m r)流（图流（图44 a ）双相传双相传(xingchun)(xingchun)质过程质过程单单相传质过程相传质过程第25页/共87页第二十六页，共87页。三、吸收塔内组分三、吸收塔内组分(zfn)(zfn)分布分布分布曲线分布曲线( (图图44c44c、d )d )：从物系挥发度看：从物系挥发度看：顶顶底底 C1 C1、C2C2最大，进塔几乎不被吸收最大，进塔几乎不被吸收(xshu)(xshu)，塔顶，塔顶稍有变化。稍有变化。 C5 C5、C4C4最小，进塔立即最小，进塔立即(lj)(lj)吸收，上部几乎不变。吸收，上部几乎不变

14、。 C C3 3适中适中 ，上段吸收快，在塔某板出现，上段吸收快，在塔某板出现最大值最大值。第26页/共87页第二十七页，共87页。4 4）热效应（吸收塔内温度）热效应（吸收塔内温度(wnd)(wnd)分布）分布） 吸收放热使液体温度升高，相平衡常吸收放热使液体温度升高，相平衡常数（数（K=f（T，P，x）增大，过程的）增大，过程的推动力减小；推动力减小； 吸收放热使气体和液体产生温差，在吸收放热使气体和液体产生温差，在相间传质相间传质(chun zh)的同时发生相间传的同时发生相间传热。热。 第27页/共87页第二十八页，共87页。吸收吸收(xshu)(xshu)过程中的热效应包括：过程中的

15、热效应包括：a) 溶质的吸收热：冷凝潜热溶质的吸收热：冷凝潜热(qinr)、混合热、混合热、化学吸收中的反应热化学吸收中的反应热 -放热过程放热过程c) 气液两相互气液两相互(xingh)相接触而直接传热相接触而直接传热b) 溶剂部分气化的汽化潜热溶剂部分气化的汽化潜热d) 流体体系与环境之间传热流体体系与环境之间传热使液相温度提高。使液相温度提高。气、液两相温差减小。气、液两相温差减小。使液相温度降低。使液相温度降低。第28页/共87页第二十九页，共87页。 一般情况，由于吸收是放热过程，溶质从气相传一般情况，由于吸收是放热过程，溶质从气相传入液相的相变释放吸收热，该热量用于增加液体入液相的

16、相变释放吸收热，该热量用于增加液体(yt)的显热，因而导致温度由塔顶到塔底是增的显热，因而导致温度由塔顶到塔底是增高的。高的。 但也有例外。但也有例外。LpMcL,- - 液相物流的热容量液相物流的热容量VpMcG,- - 气相物流的热容量气相物流的热容量 吸收放热在液体吸收放热在液体(yt)和气体中的最终分配很和气体中的最终分配很大程度上取决于两股物流热容量。大程度上取决于两股物流热容量。第29页/共87页第三十页，共87页。1.1.如果在塔顶如果在塔顶LMCp,LLMCp,L明显明显大于大于GMCp,V GMCp,V 上升上升(shngshng)(shngshng)气体热量传给吸收剂气体热

17、量传给吸收剂，吸收放出热量全部，吸收放出热量全部由由LMLM带走，尾气出口带走，尾气出口温度与进塔吸收剂温温度与进塔吸收剂温度相近，在塔釜温度度相近，在塔釜温度分布出现极大值。分布出现极大值。5 . 2/, VpMLpMcGcL第30页/共87页第三十一页，共87页。 2.GMCp,V 2.GMCp,V明显大于明显大于LMCp,L LMCp,L 吸收吸收(xshu)(xshu)剂沿塔剂沿塔下流时，被气体冷却，塔下流时，被气体冷却，塔釜处吸收釜处吸收(xshu)(xshu)液在接液在接近于原料气温度的条件下近于原料气温度的条件下出塔。出塔。 吸收吸收(xshu)(xshu)所释放的全所释放的全部

18、热量以尾气显热的形式部热量以尾气显热的形式带出。带出。2 . 0/,VpMLpMcGcL第31页/共87页第三十二页，共87页。 尾气和吸收液温度超过其进口尾气和吸收液温度超过其进口(jn ku)(jn ku)温温度。度。 热量在液体和气体间的分配取决于塔内不热量在液体和气体间的分配取决于塔内不同位置因吸收而放热的情况。同位置因吸收而放热的情况。 Case 3.气相热容量与液相热容量相近气相热容量与液相热容量相近(xin jn)，且热效，且热效应明显应明显LpMcL,VpMcG,12.N尾气尾气V1吸收剂吸收剂L0原料气原料气VN+1吸收液吸收液LN第32页/共87页第三十三页，共87页。1.

19、 若吸收剂挥发性明显，在塔釜几块板上部分汽化，若吸收剂挥发性明显，在塔釜几块板上部分汽化，使该汽化的吸收剂与进料气中吸收剂的含量趋于平衡。使该汽化的吸收剂与进料气中吸收剂的含量趋于平衡。 于是有一个相反作用：于是有一个相反作用： 吸收放出热量吸收放出热量加热液体加热液体(yt)吸收剂汽化吸收剂汽化冷却冷却液体液体(yt) 塔中部出现温度极大值塔中部出现温度极大值2. 溶解热的影响溶解热的影响 溶解热大，温度变化大，对吸收率影响大溶解热大，温度变化大，对吸收率影响大 a、温度升高，相平衡常数大，吸收推动力小。、温度升高，相平衡常数大，吸收推动力小。 b、由于吸收过程、由于吸收过程(guchng)

20、要放热，使汽液温差大，要放热，使汽液温差大，除发生传热过程除发生传热过程(guchng)外，还有传质过程外，还有传质过程(guchng)发生。发生。 复杂性大复杂性大第33页/共87页第三十四页，共87页。热效应的处理热效应的处理(chl)方式：方式：（1 1）热效应忽略不计）热效应忽略不计 当溶质浓度低、液气比大、溶解当溶质浓度低、液气比大、溶解(rngji)(rngji)量小量小时，可视为等温吸收，以吸收剂进塔温度作为全塔时，可视为等温吸收，以吸收剂进塔温度作为全塔温度。温度。（2 2）仅考虑吸收热）仅考虑吸收热 当液气比较大时，可视为简单绝热吸收，全部当液气比较大时，可视为简单绝热吸收，

21、全部(qunb)(qunb)吸收热用于增加提高溶液的显热，提高溶吸收热用于增加提高溶液的显热，提高溶液的温度。液的温度。第34页/共87页第三十五页，共87页。热效应的处理热效应的处理(chl)方式：方式：（3 3）热效应不可忽略）热效应不可忽略 吸收量大、液气比不是吸收量大、液气比不是(b shi)(b shi)很大时，四项热效应很大时，四项热效应均应考虑。特别注意塔内出现的热点。均应考虑。特别注意塔内出现的热点。第35页/共87页第三十六页，共87页。热效应较大时可采取热效应较大时可采取(ciq)的措施：的措施：（1 1）冷却）冷却 设置冷却器，降低操作温度，改善设置冷却器，降低操作温度，

22、改善(gishn)(gishn)吸收平衡关系。吸收平衡关系。（2 2）提高）提高(t go)(t go)液气比液气比 提高提高(t go)(t go)液气比，改善操作关系，弥补由于温液气比，改善操作关系，弥补由于温升而对吸收平衡造成的不利影响。升而对吸收平衡造成的不利影响。（3 3）降低原料气进塔温度）降低原料气进塔温度 减缓塔底部温度的升高。减缓塔底部温度的升高。第36页/共87页第三十七页，共87页。有吸收。有吸收。n轻组分：靠近塔顶的几级轻组分：靠近塔顶的几级被吸收（难溶）。被吸收（难溶）。n重组分：主要在塔底附近重组分：主要在塔底附近吸收（易溶）。吸收（易溶）。n第37页/共87页第三

23、十八页，共87页。多组分吸收多组分吸收(xshu)的的特点：特点：只能只能(zh nn)规定一个组分的吸收率规定一个组分的吸收率不能按恒摩尔不能按恒摩尔(m r)流处理流处理温度分布复杂温度分布复杂至少有两股进料至少有两股进料第38页/共87页第三十九页，共87页。吸收量不大吸收量不大吸收量较大吸收量较大(jio d)(jio d)（1 1）热效应引起的温度变化）热效应引起的温度变化(binhu)(binhu)不能不能忽略，忽略， 要得到精确解，必须用严格计算要得到精确解，必须用严格计算（2 2）气液相流率也不能看作恒定。）气液相流率也不能看作恒定。假设假设（1 1）等温过程等温过程 （2 2

24、）气相和液相流率恒定）气相和液相流率恒定，计算大为简化。计算大为简化。第39页/共87页第四十页，共87页。Y1Y2X2X11234567第40页/共87页第四十一页，共87页。简捷计算法的常见类型：简捷计算法的常见类型： （1） 平均吸收因子法（掌握）平均吸收因子法（掌握） （2） 平均有效平均有效(yuxio)吸收因子法（了吸收因子法（了解）解） （3） 蒸出（解吸）因子法（了解）蒸出（解吸）因子法（了解）重点重点(zhngdin)介绍并掌握平均吸收介绍并掌握平均吸收因子法因子法第41页/共87页第四十二页，共87页。于吸收；于吸收； c c、分离要求一定：、分离要求一定：A A ，N N

25、 N N一定：一定： A A ，吸收程度吸收程度 A A的大小的大小说明说明 吸收难易。吸收难易。第42页/共87页第四十三页，共87页。用用A、S表示表示(biosh)平衡关系：平衡关系： SlvAvlLlKVvxKyiii平衡时：平衡时：2.HortonFrankli 方程(fngchng) （哈顿富兰克林）12n1 nn+1N-1 N尾气尾气V 1吸收剂吸收剂L0原料气原料气VN+1吸收液吸收液LNn 板物料板物料(w lio)衡算：衡算：)154(11nnnnvvll)174(1111nnnnnAvAvvAvl 第43页/共87页第四十四页，共87页。用（用（417）表示）表示(bio

26、sh)各组分在各板汽相各组分在各板汽相量；量；11110210021 AlvAvAvvn时：时：当当11111212101213121021321132 AAAAlAvAvAAAlvAvAvAvv）（时：时：当当2 n)174(1111nnnnnAvAvv第44页/共87页第四十五页，共87页。1122101312 AAAlAvAv）（整理得：整理得：同理，同理，n=3时时1133232102142213 AAAAAAlAAvAAAv）（整理得：整理得：n=4时时第45页/共87页第四十六页，共87页。）（）（214132210121111132121 NANAAANAAAlNAAANNANA

27、AANAAANvv依次依次(yc)类推；类推；n=N时时）（）（）：）：去去在全塔物料衡算（为消在全塔物料衡算（为消224011110NNNNNNNNNAlvvvvAlvvllvi第46页/共87页第四十七页，共87页。）（）后整理：）后整理：（）（111224214322143321032213221111 NNNNNNNNNNNNNNNAAAAAAAAAAAAAAvlAAAAAAAAAAAAAAvvv方程方程FranklinHorton ）（234 讨论（讨论（423）：）：1. 计算吸收率的普遍式；计算吸收率的普遍式；2. 式中式中K= f（T、P、组成），而组成不知。、组成），而组成不

28、知。 计算难计算难3. 采用采用(ciyng)如下简化形式作简捷计算。如下简化形式作简捷计算。关联了吸收关联了吸收(xshu)率、吸收率、吸收(xshu)因因子和理论板数子和理论板数第47页/共87页第四十八页，共87页。）代入（代入（假设：假设：，均，均234321iiiiAAAA)1)(1(1110 NNNAAAAvl）（1112110121111 AAAAAAAAvlAAAAAAAvvvNNNNNNNNNNN11 AAAN111 AAN第48页/共87页第四十九页，共87页。Horton-FranklinHorton-Franklin方程方程(fngchng)(fngchng)可简化为可

29、简化为： 1110111NNNNAAAvvvv（4-24）分子分子(fnz)(vN+1-v1)表示气体中某组分通过吸收塔后被吸收的量表示气体中某组分通过吸收塔后被吸收的量；分母分母(vN+1-v0)表示根据平衡关系表示根据平衡关系(gun x)计算的最大可能计算的最大可能吸收量。吸收量。 相对吸收率相对吸收率 当吸收剂中不含溶质时，相对吸收率等于吸收率。当吸收剂中不含溶质时，相对吸收率等于吸收率。表达了表达了相对吸收率、平均吸收因子和理论板数相对吸收率、平均吸收因子和理论板数之间的之间的关系。关系。 第49页/共87页第五十页，共87页。吸收因子（或解吸因子）吸收因子（或解吸因子） ）（图（图

30、84 关系关系）作图；）作图；以（以（244 NA 111NNAAA第50页/共87页第五十一页，共87页。NOTE1:随着吸收随着吸收(xshu)因子因子Ai数值增大，各组分吸数值增大，各组分吸收收(xshu)率率i增加；但当吸收增加；但当吸收(xshu)因子因子Ai超过某一超过某一数值（与板数有关）后，继续增大吸收数值（与板数有关）后，继续增大吸收(xshu)因子对因子对吸收吸收(xshu)率的影响不明显；一般来讲，当吸收率的影响不明显；一般来讲，当吸收(xshu)因子因子Ai大于大于2.0以后其影响显著减小。以后其影响显著减小。第51页/共87页第五十二页，共87页。NOTE2:随着塔板

31、数随着塔板数N增加，各组分吸收率增加；当塔增加，各组分吸收率增加；当塔板数较少时，增加一块理论板数较少时，增加一块理论(lln)板数对吸收率增加明板数对吸收率增加明显；当显；当N大于大于10以后，增加塔板数对吸收率影响不明显以后，增加塔板数对吸收率影响不明显。第52页/共87页第五十三页，共87页。第53页/共87页第五十四页，共87页。理论板数的直接理论板数的直接(zhji)求解求解Algebraic method for determining the Number of Equilibrium Stages 111NNAAA1lg)1lg( AAN 已知关键组分已知关键组分(zfn)的吸

32、收率，再求的吸收率，再求出关键组分出关键组分(zfn)的吸收因子，则可由的吸收因子，则可由上式直接计算理论板数。上式直接计算理论板数。第54页/共87页第五十五页，共87页。关键关键(gunjin)组分的吸收组分的吸收因子因子A关：关：K关一般取全塔平均温度和压力关一般取全塔平均温度和压力(yl)下下的数值。的数值。关关K关键在于确定关键在于确定(qudng)(qudng)液气比液气比 A关关LK关关V第55页/共87页第五十六页，共87页。确定确定(qudng)(qudng)最小液气比（最小液气比（L/V)min L/V)min 在无穷在无穷(wqing)(wqing)多塔板的条件下，达到规

33、定分离要求多塔板的条件下，达到规定分离要求时，时，1kmol1kmol的进料气所需吸收剂的的进料气所需吸收剂的kmolkmol数。数。 111NNAAA第56页/共87页第五十七页，共87页。A KVL min实际实际(shj)(shj)中中： N N = = 确定确定(qudng)(qudng)最小液气比最小液气比（L/V)min L/V)min min2 2 . 1VLVL第57页/共87页第五十八页，共87页。非关键组分非关键组分(zfn)的吸收率的吸收率有了液气比，可求关键组分有了液气比，可求关键组分(zfn)的平均吸收的平均吸收因子，进而求出理论板数。因子，进而求出理论板数。A关关L

34、K关关V1lg)1lg(AAN第58页/共87页第五十九页，共87页。非关键组分非关键组分(zfn)的吸收率的吸收率由关键组分求出液气比和理论板数后，可求出由关键组分求出液气比和理论板数后，可求出非关键组分的吸收非关键组分的吸收(xshu)因子和吸收因子和吸收(xshu)率。率。VLKA1 KKAA关关关关 111NNAAA第59页/共87页第六十页，共87页。例例44计算计算(j sun)：0, 1, 1minmin. 4,. 3)( 1 . 1. 2)( . 1LyvNVLVLVLiii 时时 解：查解：查P=1.013MPaP=1.013MPa，t=38t=38时时K Ki i504.

35、09 . 056. 0)(9 . 01,. 1min KKKKKAKVLAN 进料：进料：C1C2C3i-C4n-C4i-C5n-C5n-C6已知：已知： yN+1不挥发的烃类不挥发的烃类381.013MPa9.0 K 第60页/共87页第六十一页，共87页。99. 056. 05544. 05544. 0)( 1 . 1. 2min KKVKLAVLVL线上线上交点位于交点位于查表查表48. 99 . 099. 0. NAbK 48. 91lg1lg. AANa 计算法：计算法：第61页/共87页第六十二页，共87页。线，查出线，查出交交,1, 148.9. 3iiiiiNAyv 05.40

36、0 L解得解得5544. 0 VL已知：已知：905. 9281.1910.90219.80100200011 LLLLVVVN）（0. 4L求求）（尾气量：尾气量：被吸收量：被吸收量：iNiNvv 111第62页/共87页第六十三页，共87页。2. 平均有效平均有效(yuxio)因子法（了解）因子法（了解）（）：）：（111234322143321032213221111 NNNNNNNNNNNNNNNAAAAAAAAAAAAAAvlAAAAAAAAAAAAAAvvvEdmister提出： 利用利用 与与 代替每板吸收因子，且保持代替每板吸收因子，且保持 不变，结果颇满意。不变，结果颇满意。

37、eA111 NNvvveA第63页/共87页第六十四页，共87页。定义：定义：）：）：（eeA ,234）（）（274111111121 NeeNeeeNeNeeNeNeAAAAAAAAAA1132214332 NNNNNNAAAAAAAAAAAAAA）（264111111 NeeNeeNeNeeNeNeAAAAAAAAA132213221 NNNNNNAAAAAAAAAAAAAAA第64页/共87页第六十五页，共87页。）（）（）（）（）为：）为：式（式（284111112341110111011111 NeNeNeNeNeNNeNeNNAeAAvAlAeAAeAvlAeAAvvv）（111

38、322143321032213221111 NNNNNNNNNNNNNNNAAAAAAAAAAAAAAvlAAAAAAAAAAAAAAvvv对于对于(duy)（423）：）：第65页/共87页第六十六页，共87页。EdmisterEdmister指出：指出：吸收主要发生在吸收主要发生在1 1、N N二块板上，二块板上，可将可将N N板吸收作为板吸收作为2 2板吸收计算。板吸收计算。第66页/共87页第六十七页，共87页。）（264111111 NeeNeeNeNeeNeNeAAAAAAAAA132213221 NNNNNNAAAAAAAAAAAAAA1111111111122212222122

39、33221221 AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAneeeeeeeeeee时时：）（）（3045 . 0125. 012 AAAe定义：定义：）：）：（eA 234第67页/共87页第六十八页，共87页。定义：定义：）：）：（eA 234）（）（274111111121 NeeNeeeNeNeeNeNeAAAAAAAAAA1132214332 NNNNNNAAAAAAAAAAAAAA111122212212212 AAAAAAAAAAAne时时：）（）（29411212 AAAAe第68页/共87页第六十九页，共87页。）（）（294111 NNeAAAA）（）（3045 . 0

40、125. 01 AAANe当吸收当吸收(xshu)过程有过程有N块理论板时，由于吸收块理论板时，由于吸收(xshu)过程过程主要由主要由塔顶和塔底两板完成，塔顶和塔底两板完成， Edmister认为，以认为，以AN代替上式中的代替上式中的A2，可得计算有效吸收，可得计算有效吸收(xshu)因子的因子的Ae及及Ae第69页/共87页第七十页，共87页。吸收塔理论板数吸收塔理论板数顶、底两板完成的吸收量顶、底两板完成的吸收量/%/%21003884以上以上约约80因此，通常吸收塔的理论板数不是很多，因为大量的因此，通常吸收塔的理论板数不是很多，因为大量的增加理论板数不能显著改善增加理论板数不能显著

41、改善(gishn)吸收效果，相吸收效果，相反却使设备费用大幅度上升。反却使设备费用大幅度上升。第70页/共87页第七十一页，共87页。)1)(1(2841110111 NeNeNeNNAeAAvAlvvv）：）：对于（对于（NNNNiiNNKVLAKVLAKKttAA）（）（求求由由的求取：的求取：，式中式中， 111,111,)304(),294(）（）（有：有：组分：组分：若吸收剂中不含被吸收若吸收剂中不含被吸收31410111110 NeNeNNAeAAvvvl第71页/共87页第七十二页，共87页。)1(/1111NNnnVVVV n=1时：时：NNVVVV11112 121VVLLo

42、 第72页/共87页第七十三页，共87页。平均有效因子法计算步骤：平均有效因子法计算步骤：A、用平均吸收因子法、用平均吸收因子法估计估计B、假设尾气温度假设尾气温度(T1)全塔热量衡算确定吸收液温度全塔热量衡算确定吸收液温度(TN)C、估计、估计 、 ，Edmister建议用下式预测建议用下式预测D、计算、计算E、用、用(429),(430)计算有效吸收因子计算有效吸收因子F、确定吸收率、确定吸收率G、作组分物料衡算，计算尾气和出口吸收液组成、作组分物料衡算，计算尾气和出口吸收液组成( )H、校核全部假设、校核全部假设Niilv,1 ,)324(1 ,1,1,10 ,0 QHVhLHVhLVN

43、LNNVNLieieAA, NiiAA,1 ,NiV,1 , iL111101111;)(VVVVTTTTVVVVNnNNnNNNnn Niixy,1 ,第73页/共87页第七十四页，共87页。N NN-1N-1n+1n+1 n nn-1n-12 21 1解吸气解吸气V V N N吸收液吸收液L LN+1N+1解吸剂解吸剂V V0 0吸收剂吸收剂L L1 1特点特点(tdin):(tdin): 与吸收相反与吸收相反 )1840110111）作解吸因子图（作解吸因子图（CSSSllllNNNNu模型模型(mxng)(mxng)塔：塔：u 图图 (4-9) (4-9)u计算同于吸收计算同于吸收 S

44、=KV/L=1/A S=KV/L=1/A i i组分的解吸因子或因素组分的解吸因子或因素第74页/共87页第七十五页，共87页。 111110111NeeNeNeoNNSSSlSvllll5 . 025. 0)1(1)1(11 SSSSSSSNeNNe第75页/共87页第七十六页，共87页。操作操作(cozu)压力压力 Operating Pressure操作操作(cozu)温度温度 Operating Temperature液气比（吸收剂用量）液气比（吸收剂用量）Absorbent Flow Rate 塔板数塔板数 Number of Stages第76页/共87页第七十七页，共87页。压力

45、提高，各组分的压力提高，各组分的K值减小。当值减小。当L/V一定时，吸收因子一定时，吸收因子A增增大大(zn d)。当。当NT一定时，一定时，A增大增大(zn d)，各组分的吸收，各组分的吸收率增大率增大(zn d)；当关键组分的吸收率已被规定时，；当关键组分的吸收率已被规定时，A增大增大(zn d)，所需，所需NT减少。提高操作压力还可以减小塔径及相减少。提高操作压力还可以减小塔径及相关设备、配管的尺寸等。关设备、配管的尺寸等。 但压力过高会使塔设备的投资及压缩气体的操作费用增加但压力过高会使塔设备的投资及压缩气体的操作费用增加；同时提高操作压力使惰气组分或不希望回收的组分吸收；同时提高操作

46、压力使惰气组分或不希望回收的组分吸收量也增加，后续分离变得复杂。量也增加，后续分离变得复杂。应考虑吸收塔前后工艺的操作压力恰当选择，一般应考虑吸收塔前后工艺的操作压力恰当选择，一般不宜不宜采用过高的操作压力采用过高的操作压力。 第77页/共87页第七十八页，共87页。降低降低(jingd)(jingd)温度和提高压力具有相同的影响温度和提高压力具有相同的影响。虽然吸收适于在低温下操作，但应避免采用冷虽然吸收适于在低温下操作，但应避免采用冷冻操作以减少冻操作以减少(jinsho)(jinsho)动力消耗。动力消耗。 第78页/共87页第七十九页，共87页。液气比对吸收操作的影响与回流比对精馏操作

47、的影响相液气比对吸收操作的影响与回流比对精馏操作的影响相似。增大液气比将使各组分吸收因子增加似。增大液气比将使各组分吸收因子增加(zngji)，因，因此增大液气比和增加此增大液气比和增加(zngji)操作压力或降低操作温度操作压力或降低操作温度有相同的效果。但随着液气比的增大，相应要增大吸收有相同的效果。但随着液气比的增大，相应要增大吸收剂的循环量和回收吸收剂的费用。剂的循环量和回收吸收剂的费用。一般一般(ybn)取液气比为最小液气比的取液气比为最小液气比的1.22.0倍。倍。 第79页/共87页第八十页，共87页。加幅度很小。加幅度很小。n第80页/共87页第八十一页，共87页。(1) ha

48、ve a high solubility and selectivity for the solute(s) to minimize the need for absorbent 溶解度大，选择性好溶解度大，选择性好(2) have a low volatility to reduce the loss of absorbent and facilitate separation of absorbent from solute(s) 挥发挥发(huf)度小，易再生度小，易再生(3) be stable to maximize absorbent life and reduce absorbe

49、nt makeup requirement 稳定性高稳定性高(4) be noncorrosive to permit use of common materials of construction 腐蚀性小腐蚀性小第81页/共87页第八十二页，共87页。(5) have a low viscosity to provide low pressure drop and high mass and heat transfer rates 粘度粘度(zhn d)低低(6) be nonfoaming when contacted with the gas so as to make it unne

50、cessary to increase absorber dimensions 无泡沫无泡沫(7) be nontoxic and nonflammable to facilitate its safe use 无毒，不易燃无毒，不易燃(8) be available, if possible, within the process, to make it unnecessary to provide an absorbent from external sources, or be inexpensive 易得，价廉易得，价廉第82页/共87页第八十三页，共87页。第83页/共87页第八十四

51、页，共87页。本章重点本章重点(zhngdin)：多组分吸收：多组分吸收吸收过程分类、特点吸收过程分类、特点(tdin)及过程分析及过程分析简捷简捷(jinji)计算：平均吸收因子法计算：平均吸收因子法1lg)1lg(AAN第84页/共87页第八十五页，共87页。补充作业补充作业某厂裂解气组成（摩尔某厂裂解气组成（摩尔% %）如下：）如下：13.2%13.2%氢、氢、37.18%37.18%甲烷、甲烷、30.230.2乙烯乙烯(y x)(y x)、9.7%9.7%乙烷、乙烷、8.4% 8.4% 丙烯、丙烯、1.321.32异丁烷、所用的吸收剂中不异丁烷、所用的吸收剂中不含所吸收组分。要求乙烯含

52、所吸收组分。要求乙烯(y x)(y x)的回收率达的回收率达到到99%99%。 该吸收塔处理的气体量为该吸收塔处理的气体量为100kmo1/h100kmo1/h，操作条件下各组分的相平衡常数如下：操作条件下各组分的相平衡常数如下： 氢氢 甲烷甲烷 乙烯乙烯(y x) (y x) 乙烷乙烷 丙烷丙烷 异丁烷异丁烷 3.1 0.72 3.1 0.72 0.52 0.15 0.0580.52 0.15 0.058 操作液气化为最小液气比的操作液气化为最小液气比的1.51.5倍倍 试求试求: (1) : (1) 最小液气化最小液气化; ; (2) (2) 所需理论板数所需理论板数; ; (3) (3) 各组份的吸收因子、各组份的吸收因子、吸收率吸收率 (4) (4) 塔顶尾气的组成及塔顶尾气的组成及数量；数量； (5) (5) 塔顶应加入的吸收塔顶应加入的吸收剂量剂量第85页/共87页第八十六页，共87页。第86页/共87页第八十七页，共87页。