课内作业列出吸收因子A公式、吸收率计算公式、塔板数N计算公式最小液气比定义吸收简捷计算步骤φ总结吸收基本概念:定义、分类、推动力…吸收应用:气体分离、尾气净化、制取产品、回收有价值成分吸收与普通精馏异同点吸收重要参数:压力、温度、液气比、塔板数吸收热效应:吸收热、气化潜热、换热本章内容-吸收基本概念吸收原理吸收过程分析吸收塔设计变量吸收过程简捷计算四.吸收塔设计变量n-1NVNL12LN-1LNVN+1V2V11L0nn+1N-1四.吸收塔设计变量n-1NVNL12LN-1LNVN+1V2V11L0nn+1N-1四.吸收塔设计变量固定设计变量:所有进入物流的变量(每股物流C+2个):2(C+2)所有平衡级的压力:N合计:N+2C+4可调设计变量:1(p62)设计型:1个关键组分回收率操作型:级数N五.多组分吸收的简捷计算法对于单组分吸收且吸收量不大的情况,可假定吸收是等温过程,气相和液相流率恒定,计算大为简化。但对多组分吸收且吸收量较大的情况,热效应引起的温度变化不能忽略,气液相流率也不能看作恒定。要得到精确解,必须用严格计算。简捷计算主要应用场合:(1)设计的初始阶段,为严格计算提供初值;(2)对操作进行粗略分析。简捷计算法的常见类型:(1)平均吸收因子法(掌握)(2)平均有效吸收因子法(不要求)(3)蒸出(解吸)因子法(不要求)重点介绍并掌握吸收因子法YXTopBottomX0(liquidin)Stage1Stage2Stage3XN(liquidout)操作线复习:吸收过程计算的图解梯级法Y1(gasout)YN+1(gasin)平衡线斜率=最小液气比X*吸收因子法p129~131尾气V1L0吸收剂1..n-1nn+1..Nln-1lnvn+1vn原料气VN+1LN吸收液——气相流股中组分i的流率——液相流股中组分i的流率vl对第n板上的i组分作物料衡算:nnnnvlvl+=++-11(3-65)任一组分i的相平衡关系:Kxy=AvvKVLl==)(Vvy=再由和Llx=可得:(3-66)KVLA=——吸收因子1111++=--+nnnnnAvAvv(3-67)尾气V1L0吸收剂1..n-1nn+1..Nln-1lnvn+1vn原料气VN+1LN吸收液吸收因子n=1时:1110210021++=++=AlvAvAvv(3-68)n=2时:111221013121132++++=++=AAAlAvAAvAvv)(逐板下降:11323210121111321321++++++++=-+---NNNNNNNNNAAAAAAAAlAAAvAAAAAAAAv)((3-70)尾气V1L0吸收剂1..n-1nn+1..Nln-1lnvn+1vn原料气VN+1LN吸收液全塔物料衡算:101++=+NNvlvlNNNvAl=NNNAlvvv011+-=+(3-71))(11132214332103232132321111++++++++-+++++++=-+++NNNNNNNNNNNNNNNAAAAAAAAAAAAAAvlAAAAAAAAAAAAAAAAvvv(3-72)111++-NNvvv—吸收率;Aj—第j板上的吸收因子;N—理论板数尾气V1L0吸收剂1..n-1nn+1..Nln-1lnvn+1vn原料气VN+1LN吸收液11323210121111321321++++++++=-+---NNNNNNNNNAAAAAAAAlAAAvAAAAAAAAv)()(11132214332103232132321111++++++++-+++++++=-+++NNNNNNNNNNNNNNNAAAAAAAAAAAAAAvlAAAAAAAAAAAAAAAAvvvHorton-Franklin方程关联了吸收率、吸收因子和理论板数平均吸收因子法各板吸收因子相同,并采用全塔平均吸收因子代替各板上的吸收因子,以A表示。Horton-Franklin方程可简化为:=--=--++++1110111NNNNAAAvvvv(※)分子(vN+1-v1)表示气体中某组分通过吸收塔后被吸收的量;分母(vN+1-v0)表示根据平衡关系计算的最大可能吸收量。相对吸收率当吸收剂中不含溶质时,相对吸收率等于吸收率。表达了相对吸收率、平均吸收因子和理论板数之间的关系。式(3-73)如何得到?)(11132214332103232132321111++++++++-+++++++=-+++NNNNNNNNNNNNNNNAAAAAAAAAAAAAAvlAAAAAAAAAAAAAAAAvvv=--=--++++1110111NNNNAAAvvvv如何推导?吸收因子(或解吸因子)图φ有二种平均方法:(1)平均吸收因子法(低浓度吸收)平均吸收因子(2)有效平均吸收因子法(高浓度吸收)吸收因子法理论板数的直接求解=--++111NNAAA1lg)1lg(---=AAN已知关键组分的吸收率,再求出关键组分的吸收因子,则可由上式直接计算理论板数。关键组分的吸收因子A关:K关一般取全塔平均温度和压力下的数值。关键在于确定液气比A关=LK关V确定最小液气比(L/V)min在无穷多塔板的条件下,达到规定分离要求时,1kmol的进料气所需吸收剂的kmol数。=--++111NNAAAA=KVL=min实际中:N=确定最小液气比(L/V)min=--++111NNAAA非关键组分的吸收率有了液气比,可求关键组分的平均吸收因子,进而求出理论板数。A关=LK关V1lg)1lg(---=AAN非关键组分的吸收率由关键组分求出液气比和理论板数后,可求出非关键组分的吸收因子和吸收率。VLKA1=KKAA关关==--++111NNAAA吸收简捷计算法步骤(设计型)已知:关键组分回收率φC计算最小液气比(L/V)min计算理论板数L/V、N计算尾气组成、流率v1计算吸收剂流率l0结束例3-15p132已知:关键组分回收率φC计算最小液气比(L/V)min计算理论板数L/V、N计算尾气组成、流率v1计算吸收剂流率l0结束注意:公式中为N+1,非N吸收简捷计算法步骤(操作型)已知塔板数N假设平均(L/V)计算吸收因子Ai计算吸收率φi计算V1、LN结束计算平均(L/V)前后两次(L/V)相等?是否调整L/V例3-16p133初值的设定各级压力:各级压力相等、或等差气相流率:恒流率比,假定全塔各相邻级间气相流率之比值相等将各比值连乘,得到:1NN2N1Nn1n1201vvvvvvvvvv---+======Nn1n0N1NN2N1N1201)vv(vvvvvvvvvv+---==由上式可以推导出各级气相流率的计算公式:其中,v0—原料气流率vN—吸收后离塔尾气的流率vN我们可以根据各组分吸收率估定。这样我们就可以估计出各级的气相流率。N/10Nn1n)vv(vv=+(3-81)初值的设定液相流率:可以根据全塔的物料衡算式求出ln+1=vn+l1-v0其中:l1—富吸收液流率,可由各组分收率估算各级温度:吸收塔内温度变化主要取决于溶解热,我们假定温度变化与吸收质溶解量成比例,温升比应等于溶解量比,所以得到初值的设定总结吸收计算分设计型(求N)和操作型(求φ),及其简捷计算过程最小液气比:理论板数N吸收率φ: