化工单元操作 项目四：吸收解吸及设备操作 吸收塔物料衡算与操作线关系.ppt

承德石油高等专科学校 吸收技术 ---物料衡算 物料衡算 一、 全塔物料衡算（逆流流动） 目的：计算给定吸收任务下所需的吸收剂用量 L 或吸收剂出口浓度 X1。 V, Y2 V, Y1 L, X1 L, X2 V, Y L, X 对稳定吸收过程，单位时间内气相在塔内被吸收的溶质 A 的量必须等于液相吸收的量。全塔物料衡算为： 下标“1”代表塔内填料层下底截面， 下标“2”代表填料层上顶截面。 V —— 惰性气体B的摩尔流量kmol/s； L —— 吸收剂S的摩尔流量kmol/s； Y —— 溶质A在气相中的摩尔比浓度； X —— 溶质A在液相中的摩尔比浓度。 物料衡算 V, Y2 V, Y1 L, X1 L, X2 V, Y L, X 若 GA 为吸收塔的传质负荷，即气体通过填料塔时，单位时间内溶质被吸收剂吸收的量 kmol/s，则 进塔气量 V 和组成 Y1 是吸收任务规定的，进塔吸收剂温度和组成 X2 一般由工艺条件所确定，出塔气体组成 Y2 则由任务给定的吸收率 Φ求出 一、 全塔物料衡算（逆流流动） 物料衡算 二、操作线方程 V, Y2 V, Y1 L, X1 L, X2 V, Y L, X 同理，若在任一截面与塔顶端面间作溶质A的物料衡算，有 若取填料层任一截面与塔的塔底端面之间的填料层为物料衡算的范围，则所得溶质 A 的物料衡算式为 上两式均称为吸收操作线方程，代表逆流操作时塔内任一截面上的气、液两相组成 Y 和 X 之间的关系。 逆流操作线方程 物料衡算 二、操作线方程 当 L/V 一定，操作线方程在 Y-X 图上均呈直线，称为吸收操作线。 斜率： 过两点： ---液气比 X1 Y1 X2 Y2 B T 物料衡算 二、操作线方程 X1 Y1 X2 Y2 B T 结论： B ---塔底，浓端 T ---塔顶，稀端 吸收操作线位于平衡线上方 操作线离平衡线越远 ，传质推动力(Y-Y*)越大。 操作线上任一点与平衡线间的垂直距离 (Y-Y*) 为塔内该截面上以气相为基准的吸收传质推动力；与平衡线的水平距离 (X*-X) 为该截面上以液相为基准的吸收传质推动力。 物料衡算 二、操作线方程 并流操作线方程 V, Y1 V, Y2 L, X2 L, X1 V, Y L, X Y X o Y*=f(X) A Y1 X1 X2 Y2 B Y X X* Y* P Y- Y* X*-X 斜率： 过两点： 物料衡算 三、气液流向选择 在 Y1 至 Y2 范围内，两相逆流时沿塔高均能保持较大的传质推动力，而两相并流时从塔顶到塔底沿塔高传质推动力逐渐减小，进、出塔两截面推动力相差较大。 在气、液两相进、出塔浓度相同的情况下，逆流操作的平均推动力大于并流，从提高吸收传质速率出发，逆流优于并流。 工业吸收一般多采用逆流。 与并流相比，逆流操作时上升的气体将对借重力往下流动的液体产生曳力，阻碍液体向下流动，因而限制了吸收塔所允许的液体流率和气体流率，这是逆流操作不利的一面。