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33 8-4 低组成气体吸收的计算.pptx

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本课件讲解全塔物料衡算与操作线方程、吸收剂用量与最小液气比、塔径与填料层高度的计算。内容按8.4.3 塔径的计算、8.4.4 吸收塔有效高度的计算等小节展开,配合图示、公式推导与例题说明相关参数的确定方法。

塔径的计算:列出8.4低组成气体吸收的计算、8.4.1物料衡算与操作线方程、第八章气体吸收、8.4.2吸收剂用量的确定等内容要点
塔径的计算:工业上的吸收塔通常为圆柱形,故吸收塔的直径可根据圆形管道内的流量公式计算:注意 计算塔径时,一般应以塔底的气量为依据。
吸收塔有效高度的计算:列出8.4低组成气体吸收的计算、8.4.1物料衡算与操作线方程、第八章气体吸收、8.4.2吸收剂用量的确定等内容要点
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第1页:塔径的计算

本页为「塔径的计算」小节导览页,列出本节包含的内容要点。

  • 8.4低组成气体吸收的计算
  • 8.4.1物料衡算与操作线方程
  • 第八章气体吸收
  • 8.4.2吸收剂用量的确定
  • 8.4.3塔径的计算

第2页:塔径的计算

  • 工业上的吸收塔通常为圆柱形,故吸收塔的直径可根据圆形管道内的流量公式计算:注意
  • 计算塔径时,一般应以塔底的气量为依据。
  • 计算塔径的关键在于确定适宜的空塔气速u。吸收塔直径计算式
  • 计算塔径时,采用操作状态下的数据。

第3页:吸收塔有效高度的计算

本页为「吸收塔有效高度的计算」小节导览页,列出本节包含的内容要点。

  • 8.4低组成气体吸收的计算
  • 8.4.1物料衡算与操作线方程
  • 第八章气体吸收
  • 8.4.2吸收剂用量的确定
  • 8.4.3塔径的计算
  • 8.4.4吸收塔有效高度的计算

第4页:传质单元数法

  • 一、传质单元数法
  • 1.基本计算公式填料塔为连续接触式设备,随着吸收的进行,沿填料层高度气液两相的组成均不断变化,塔内各截面上的吸收速率并不相同。为解决填料层高度的计算问题,需要对微元填料层进行物料衡算。微元填料层的物料衡算

第5页:吸收塔有效高度的计算

在微元填料层内对组分A作物料衡算:填料总比表面积填料润湿比表面积aW填料有效比表面积a<一、传质单元数法填料有效比表面积m2/m3吸收塔截面积m2<

第6页:传质单元数法

由吸收速率方程式代入可得一、传质单元数法

第7页:整理可得在全塔范围内积分一、传质

整理可得在全塔范围内积分一、传质单元数法填料层高度基本计算公式

第8页:传质单元高度与传质单元数比较

  • 2.传质单元高度与传质单元数比较:换热器的换热管长度基本计算公式
  • 一、传质单元数法传热单元长度传热单元数传热单元长度传热单元数

第9页:传质单元数法分析

一、传质单元数法分析令气相总传质单元高度气相总传质单元数

第10页:液相总传质

  • 令液相总传质单元高度液相总传质单元数一、传质单元数法填料的有效比表面积a很难确定,通常将KYa及KXa作为一体kmol/(m3·s)KXa
  • 液相总体积吸收系数KYa
  • 气相总体积吸收系数

第11页:传质单元数法

HOG的物理意义KYNAHOGHOG是反映吸收速率大小因数,HOG越小,吸收速率越大。一、传质单元数法

第12页:吸收塔有效高度的计算

NOG是反映吸收分离难易程度的因数,NOG越大,吸收分离的难度越大。ZNOGHOG一定~吸收分离的难度~一、传质单元数法NOG的物理意义

第13页:传质单元数的求法

  • 3.传质单元数的求法
  • (1)解析法
  • ①脱吸因数法设平衡关系为由操作线方程,可得
  • 一、传质单元数法直线关系

第14页:传质单元数法由代入得

一、传质单元数法由代入得

第15页:传质单元数法脱吸因数则

令脱吸因数为平衡线斜率与操作线斜率的比值。一、传质单元数法脱吸因数则

第16页:积分并化简

积分并化简,可得适用条件一、传质单元数法同理,可导出吸收因数吸收因数为操作线斜率与平衡线斜率的比值。平衡关系为直线

第17页:吸收塔有效高度的计算

NOG~关系曲线图计算填料层高度计算尾气浓度计算吸收剂用量

第18页:传质单元数法

  • ②对数平均推动力法由于所以
  • 一、传质单元数法

第19页:传质单元数法对数平均推动力

可导出令则一、传质单元数法对数平均推动力

第20页:吸收塔有效高度的计算

同理,可导出其中一、传质单元数法适用条件平衡关系为直线

第21页:传质单元数法或则或

若一、传质单元数法或则或可用算术平均值代替对数平均值

第22页:吸收塔有效高度的计算

  • (2)数值积分法辛普森(Simpson)数值积分法
  • 一、传质单元数法适用条件平衡关系为曲线

第23页:等板高度法

  • 二、等板高度法
  • 1.基本计算式等板高度法是依据理论级的概念来计算填料层高度,故又称为理论级模型法。设填料层由N级组成,在每一级上气液两相密切接触,溶质组分由气相向液相转移。若离开某一级时,气液两相的组成达到平衡,则称该级为一个理论级。

第24页:吸收塔有效高度的计算

吸收塔的理论级模型YmXm~平衡关系Ym+1Xm~操作关系

第25页:等板高度法理论级数等板高度

设完成指定分离任务所需理论级为NT,则所需的填料层高度可按下式计算:填料层等板高度的意义:分离效果与一个理论级的作用相当的填料层高度。二、等板高度法理论级数等板高度

第26页:理论级数的确定

  • 2.理论级数的确定
  • (1)逐级计算法设平衡关系(a)操作关系(b)
  • 二、等板高度法

第27页:吸收塔有效高度的计算

由YI=Y2XIYⅡXⅡYⅢ…XNYN+1Y1≤二、等板高度法(a)(b)(a)(a)(a)(b)(b)逐级计算过程如下

第28页:等板高度法

  • (2)梯级图解法梯级图解法求理论级数的具体步骤是:首先在直角坐标系中标绘出操作线及平衡关系曲线,然后,在操作线与平衡线之间,从塔顶(或塔底)开始逐次画阶梯直至与塔底(或塔顶)的组成相等或超过此组成为止。如此所画出的阶梯数,就是吸收塔所需的理论级数。
  • 二、等板高度法

第29页:吸收塔有效高度的计算

Y*=f(X)梯级图解法求NT12345NT=5

第30页:练习题目与思考题

练习题目

思考题

  • 传质单元高度和传质单元数有何物理意义?
  • 2.气相总体积吸收系数与气相总吸收系数有何不同之处?
  • 3.脱吸因数和吸收因数有何物理意义?
  • 4.吸收塔计算中的理论级表示何种含义?
  • 5.填料层的等板高度表示何种含义?

作业题:6、7、81

第31页:低组成气体吸收的计算

  • 8.4低组成气体吸收的计算
  • 4.1物料衡算与操作线方程第八章气体吸收
  • 4.2吸收剂用量的确定
  • 4.3塔径的计算
  • 4.4吸收塔有效高度的计算
  • 一、传质单元数法
  • 二、等板高度法

第32页:等板高度法克列姆塞尔方程

  • (3)解析法(克列姆塞尔法)依次使用操作线方程和平衡方程,经推导可得平衡关系操作关系
  • 二、等板高度法克列姆塞尔方程

第33页:等板高度法克列姆塞尔方程

溶质的吸收率溶质的最大吸收率溶质的相对吸收率代入整理得二、等板高度法克列姆塞尔方程

第34页:克列姆塞尔算图

克列姆塞尔算图

第35页:等板高度法克列姆塞尔方程

进一步整理得整理可得或二、等板高度法克列姆塞尔方程

第36页:吸收塔有效高度的计算

NT~关系曲线图

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