吸收塔操作计算.ppt

39 Operation analysis  of absorption tower A. Set a question B. Regulation of absorption tower C. Example ■ 〓 PCE/ETP-BJTBU/ZYW 第39讲 吸收塔的操作分析 A. 命题 给定条件： G、L、y1、x2、HOG(或Kya)、H、y*=f(x) 计算目的： 预测或核算在给定条件下的吸收结果 ──计算y2、x1 计算方法： 依据与设计计算相同，即 NOG 吸收因数法 平均推动力法 ? 用平均推动力法时，如果有Δy1/Δy22，可以直接联 立求解。但在一般情况下，需要采用试算法。 B. 吸收塔的调解 吸收塔的调解──通过改变某些可调参数，以达到改善吸 收效果之目的(y2↓或φ↑) ──属操作型计算问题。 吸收塔 调节手段 吸收剂 入口条件 L t x2 ─L↑─L/G↑─Δym↑─y2↓ ─t↓─溶解度↑(m↓)─平衡线下移 ─Δym↑─y2↓ ─x2↓─Δy2↑─Δym↑─y2↓ ? 上述为一般原则，但当吸收-解吸联合操作时，x2受解吸 操作影响。 如吸收剂再生不良── x2↑──于吸收不利 解吸在升温条件下进行，如再生后吸收剂冷却不充分 ── t↑──于吸收不利 提高L(对吸收有利)，但应考虑解吸能力，如L太大使解 吸恶化── x2↑──可能得不偿失 ? 为说明问题，假设有H→∝ 平衡线 x y 平衡线 x y y1 y1 y2 y2* x1 x2 x2 x1* 塔底接近平衡─欲使y2↓ L↑ x2↓ 塔顶接近平衡─欲使y2↓ ─ x2↓（x1也↓）…... ■ 吸收塔操作型计算的目的是核算气、液相出口浓度或寻 求改善吸收效果的途径，其计算依据是物料衡算方程、相 平衡关系与填料层高度关系式。 【本讲要点】 ■ 吸收塔的调节途径是吸收剂的入塔参数，即流率L’、温 度t和浓度X2三个要素。参数的改变应综合考虑吸收与解吸 操作状态。 C. 例题：吸收塔核算 在填料层高度H=6m的塔内用洗油吸收煤气中的苯蒸气。混 合气流量为200kmol/(m2.h)，其初始苯体积含量为2%，入 口洗油中不含苯，流量为40kmol/(m2.h)。操作条件下相平 衡关系为y=0.13x，体积传质系数Kya近似与液量无关，为 0.05kmol/(m3.s)。若希望苯的吸收率不低于95%，试问： ⑴ 此塔能否满足要求？ ⑵ 若要求苯的吸收率不低于95%，所需洗油量L必须增大 为多少？ ⑶ 若因故苯的初始含量变为2.5%，仍要求苯的吸收率不 低于95%，则洗油量L又需如何变化？ 逆流吸收填料塔，H=6m，用洗油吸收煤气中的苯蒸气。 G=200kmol/(m2.h)，y1=，x2=0，L=40kmol/(m2.h)。y=0.13x， Kya =0.05kmol/(m3.s)，近似与液量无关。希望φ≥95%。 解：⑴ 此塔能否满足要求 核算填料塔能否完成吸收任务，只需求出完成该任务所需 的填料层高H’，与现有填料层高H比较，若H’H，则该塔 能满足要求。 据题意，y1=0.02，x2=0，φ=0.95 y2=(1-φ)y1=(1-0.95)×0.02=0.001 Δy2=y2-mx2=0.001-0.13×0=0.001 Δy1=y1-mx1=0.02-0.13×0.095=0.00765 H=6m 该塔不能满足要求。 逆流吸收填料塔，H=6m，用洗油吸收煤气中的苯蒸气。 G=200kmol/(m2.h)，y1=，x2=0，L=40kmol/(m2.h)。y=0.13x， Kya =0.05kmol/(m3.s)，近似与液量无关。希望φ≥95%。 ⑵ 若要求苯的吸收率不低于95%，所需洗油量L必须增大 为多少？ NOG=H/HOG=6/1.11=5.4 L=mG/S ─→S=？ 用吸收因数法 代入已知数 逆流吸收填料塔，H=6m，用洗油吸收煤气中的苯蒸气。 G=200kmol/(m2.h)，y1=，x2=0，L=40kmol/(m2.h)。y=0.13x， Kya =0.05kmol/(m3.s)，近似与液量无关。希望φ≥95%。 试差求出：S=0.603 则 L=mG/S =0.13×200/0.603=43.1kmol/(m2.h) ⑶ 若因故苯的初始含量变为2.5%，仍要求苯的吸收率不 低于95%，则洗油量L又需如何变化？ ∵G不变， Kya不变 ── NOG不变 逆流吸收填料塔，H=6m，用洗油吸收煤气中的苯蒸气。 G=200kmol/(