[研究生入學(xué)考試]第七章吸收-資料下載頁
2024-10-16 21:37本頁面
【正文】 )( 11 XVLYXVLY ???)( 22 XVLYXVLY ???V(Y1 Y) = L(X1 X) 式中： Y、 Y1 —— 分別為 mn截面和塔底氣相中溶質(zhì)的比摩爾分率 ， Kmol(溶質(zhì) )/Kmol(惰性氣體 )； X、 X1—— 分別為 mn截面和塔底液相中溶質(zhì)的比摩爾分率 ， Kmol(溶質(zhì) )/Kmol(溶劑 )。 同理 ， 可得 上兩式稱為吸收操作線方程式 。 0 X2 X X1 Y1 Y Y2 T A B Ye=f（ X） 在任一截面上的氣相濃度 Y與液相濃度 X之間成直線關(guān)系，直線的斜率為 L/V，過點 B（ X1， Y1）和 T（ X2， Y2）兩點。端點 B代表塔底端面，稱為 “ 濃端 ” ，端點 T代表塔頂端面，稱為 “ 稀端 ” 。 說明： (1) 在進(jìn)行實際吸收操作時，在塔內(nèi)任一截面上，溶質(zhì)在氣相中的實際分壓總高于與其接觸的液相平衡分壓，故吸收操作線總位于平衡線上方；若在下方，則為脫吸。 (2) 吸收操作線方程是從溶質(zhì)的物料平衡關(guān)系出發(fā)而推得的關(guān)系式，它取決于氣液兩相和流量Ｌ、Ｖ，以吸收塔內(nèi)某截面上的氣液濃度有關(guān)，而與相平衡關(guān)系、塔的類型、相際接觸情況及操作條件無關(guān)。此式應(yīng)用的唯一必要條件是穩(wěn)定狀態(tài)下連續(xù)逆流操作。 0 X2 X1 Y1 Y2 T B Ye=f（ X） B? 操作線的斜率 V/L稱為 “ 液氣比 ” ，是溶劑與惰性氣體摩爾流量的比值。它反映單位氣體處理量的溶劑耗用量大小。 如左圖所示，在 V、 YY2及 X2已知的情況下，吸收操作線的一個端點 T已固定，另一個端點 B則在 Y=Y1上移動，點 B的橫坐標(biāo)由操作線的斜率 V/L決定。 2 吸收劑的用量與最小液氣比 當(dāng)塔底流出的吸收液與剛進(jìn)塔的混合氣體呈平衡狀態(tài)時，吸收的推動力為零。此種狀況下，吸收操作線的斜率稱為 最小液氣比 ，以 (L/V)min。相應(yīng)的吸收劑用量為最小吸收劑用量，用Lmin表示。 增大吸收劑用量可以使吸收推動力增大，達(dá)到一定限度后，效果變得不明顯，而溶劑的消耗、輸送及回收等項操作費用急劇增加。 吸收劑用量的選擇 ：應(yīng)從設(shè)備費與操作費兩方面綜合考慮，選擇適宜的液氣比，使兩種費用之和最小。 L/V=(~)(L/V)min 或 L= (~) Lmin 2121m i n)( XXYYVLe ???2121m i n XXYYVLe ???(1) 平衡線為凹形 根據(jù)水平線 Y=Y1與平衡線的交點 B? 的橫坐標(biāo) Xe1求出。 0 X2 X1 Y1 Y2 T B Ye=f（ X） B? 3 圖解法求最小液氣比 (2) 平衡線為凸形 2121m i n)( XXYYVL????2121m i n XXYYVL????步驟：過點 T作平衡線的切線，找出水平線 Y=Y1與切線的交點 B?，讀出B?的橫坐標(biāo) X1?，再按下式計算。 0 X2 X1 Y1 Y2 T B Ye=f（ X） B? 若氣液濃度都很低，平衡關(guān)系符合亨利定律，可用 Ye=mX表示，可直接用下式計算出最小液氣比，即 2121m i n)(XmYYYVL???2121m i nXmYYYVL???例 在一逆流操作的吸收塔中，用清水吸收混合氣體中的 SO2。氣體處理量為 （標(biāo)準(zhǔn)） ?s1，進(jìn)塔氣體中含 SO2 8%（體積百分?jǐn)?shù)），要求 SO2的吸收率為 85%，在該吸收操作條件下的相平衡關(guān)系 Ye=，用水量為最小用量的 。試求： （ 1）用水量為多少？ （ 2）若吸收率提高至 90%，用水量又為多少？ 113313)()()( ???????????? sm o lm o lmsmV1 111 ????? yyY解 ：惰性氣體量為 例題 （ 1）當(dāng)吸收率為 85%時 )( 32121m i n ?????????XXYYVLe實際液氣比 最小液氣比 Y2=Y1（ 1φA） = ()= Xe1=Y1/= 103 X2=0（ 清水 ） L== =1677mols1= s 1 L/V=(L/V)min = = 實際用水量 （ 2）若吸收率提高至 90%，出塔氣體濃度為 Y?2，則最小液氣比 0)1()(1112121m i n ??????????????? mmYYYXXYYVLAAe??實際液氣比 L ? == =1777mols1= s 1 從計算結(jié)果可知，在其他條件相同時，吸收率提高，最小液氣比增大，所需的吸收劑用量也增大。 (L/V)?=(L/V) ? min = = 實際用水量 建立和不斷更新兩相接觸表面，使之具有盡可能大的接觸面積和盡可能好的流體力學(xué)條件，以利于提高吸收速率，減少設(shè)備的尺寸，同時，氣體通過設(shè)備的阻力要小，以節(jié)省動力消耗。 五、 吸收塔簡介 1 吸收設(shè)備的作用 液體分布器 氣體出口 液體入口 塔殼 填料 液體再分布器 支承柵板 氣體入口 液體出口 2 填料塔的結(jié)構(gòu)與操作 ?填料的作用：液相分散造型的支撐體，為氣、液兩相提供充分的接觸面，并為強化其湍動程度創(chuàng)造條件，以利于傳質(zhì)。 ?對于填料的要求： 比表面積大，即單位體積的填料所具有的表面積大。 比重小，減輕塔和基座負(fù)荷。 機械強度好 ， 不易破碎 。 耐腐蝕性好 。 價格低廉 ， 容易制得 。 ?常用填料：拉西環(huán)（又分金屬、陶瓷等）、鮑爾環(huán)、杯形和 鞍形填料、波紋板、柵板等。 3 填料 ?填料特性參數(shù) (1) 比表面積 比表面積大，則能提供的相接觸面積大。同一種填料其尺寸愈小，比表面積愈大。 (2) 空隙率 空隙率大，則氣體通過時阻力小，因而流量可以增大。 (3) 填料因子 表示填料阻力及液泛條件的重要參數(shù)。
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