大气污染控制工程8.4-8.5.ppt

可见，伴有化学反应时填料层高度计算与物理吸收计算式（例如式8－60与8－61）十分类似，不同的只是化学吸收的速率式NA中，比物理吸收多了一个增强因子。在式（8-76）～式（8-80）中，只要将不同反应类型的化学吸收速率式NA代入，就可以计算相应的填料层高度h了。例如伴有瞬间化学反应吸收过程，当cLB≥cLB临时，过程属于气膜控制，因此有 （8－81） 若kGAa可视为常数，低浓度废气吸收，则YA≈yA，yA= pA/p。 当cLB<cLB临时，过程属于液膜控制，由式（8-80）可得 填料层总高h=h1+h2。 （8－82） （8－83） 例8-5 采用逆流稳定操作的填料塔吸收净化尾气，使尾气中某有害组分从0.1％降低到0.02％（体积百分数），试比较用纯水吸收和采用不同浓度的B组分溶液进行化学吸收时的塔高。 （1）用纯水吸收，已知kGAa=320mol·(h·m3·kPa)-1，kLAa=0.1h-1，1/HA=12.5Pa·m3·mol-1，液体流量L=LS=7×105mol·(h·m2)-1，气体流量V =1×105mol·(h·m2)-1，总压p=105Pa，液体总浓度cR=56000 mol·m-3。 （2）水中加入组分B，进行极快反应吸收，反应式为A＋qB→C，q=1.0，采用B浓度高达cLB=800 mol·m-3，设DLA=DLB。 （3）吸收剂中B组分采用低浓度，cLB=32 mol·m-3，其余情况同（1）、（2）。 （4）吸收剂中B组分采用中等浓度，cLB=128 mol·m-3，其余情况同（1）、（2）。 解：（1）由于为贫气物理吸收，可采用简化计算式 对上式进行积分后得到 代入已知条件得 得到操作线方程 故当 Pa时， mol·m-3， 物理吸收速率为NA= KGA(pA－ p*A)，其中 因此得到 KGAa=0.0078mol·(h·m3·Pa)-1=7.8 mol·(h·m3·kPa)-1 填料层高度可按照下式计算 可见，用纯水吸收该尾气，所需塔的高度太高，需要采用化学吸收。由上述计算还知，传质阻力95％在液膜，组分A是难溶气体。 （2）采用瞬间反应进行尾气吸收，cLB较高的情况 从塔顶到塔中任一截面作物料衡算，可以有 即 得到 塔顶处 由上式得塔底处 临界浓度 塔顶处 塔底处 可见，全塔中cLB值均大于临界浓度，吸收过程属于气膜控制，吸收速率式为NA=kGApA。 填料层高度可按下式计算 （3）cLB值低时 由物料衡算可以列出 因此可以得到 塔顶加入吸收剂中组分B的浓度 由上式得塔底处B浓度为 临界浓度 塔顶处 塔底处 可见，全塔中cLB均小于临界浓度，反应在液膜中进行，填料层高度为 （4）cLB中等值时 由物料衡算式 可以写出 因此可以得到 塔顶处 塔底处 临界浓度 塔顶处 塔底处 可见，塔上部cLB值大于临界浓度，属于气膜控制，化学反应发生在相界面处；在塔的下部cLB值小于临界浓度，反应发生在液膜内。因此，塔高计算分两部分进行。 当 时，有129.6-0.08pA=3.2 pA，因此可以得到pA=39.5Pa，对应的cLB=129.6-0.08×39.5=126.4 mol·m-3。 8.4吸收塔的计算 吸收塔的计算按给定条件、要求和任务的不同，可分为设计型和操作型两类。 设计型计算是在给定的工艺条件下，设计计算能达到分离要求的吸收塔参数。 操作型计算则是根据已有的吸收设备对其操作条件与吸收效果间的关系进行分析计算，可以由给定操作条件求算吸收效果；也可由给定吸收效果确定操作条件。 * 8.4.1吸收塔的基本计算 1. 全塔物料衡算 对于稳定过程，单位时间进、出吸收塔的气态污染物量，可通过全塔物料衡算确定，即 若GA为吸收塔的传质负荷，即废气通过吸收塔时，单位时间内气态污染物被吸收剂吸收的量（kmol·h－1），则 图8－11逆流吸收塔物料衡算 * 2.操作线方程与操作线 在逆流操作的吸收塔内，由塔中任一截面m-n分别至塔1端或2端间对气态污染物A作物料衡算可得塔中任一截面处气相组成Y与液相组成X间的关系 或 液气比 * 3. 最小液气比的确定 在塔的底端的推动力ΔY＝0，若要出塔尾气中气态污染物A的组成降至Y2，所需塔高为无穷高。这是液气比的下限，此时的液气比称为最小液气比，以(L/V)min