金沙线路检测网址x2已知) 计算时: ●查图法

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文章关键词:金沙检测线路411166,吸收因数

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  * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 1/A=mG/L “解吸因数”,是平衡线斜率与操作线斜率的比,无因次 一定,吸收剂用量L↓,则1/A↑,NOG↑,H↑ 吸收剂用量L↓ ,其它操作条件不变( H、y1、G、x2恒定), 则y2↑,x1↑,η↓。 吸收剂用量L一定(1/A一定), ↑(y1↑,y2↓), 则NOG↑,H↑ S=1,即L/G=m,两线平行 , 在填料吸收塔中,用清水逆流吸收甲醇 - 空气混合气体中的甲醇蒸汽,在 1 atm,27℃下进行操作,混合气体流量为1200m3/h,塔底处空塔气速为0.4m/s,混合气体中甲醇的浓度为 100g甲醇/m3空气,甲醇回收率为95%,水的用量为1215kg/h,体积吸收总系数Ky·α = 99.98kmol /(m3·h),操作条件下气液平衡关系为ye = 1.1x。试计算所需的填料层高度。 例: G,y1 G, y2 x2 , L x1 吸收塔 解: (3)数值积分法:(y≠mx) (y – ye) 不规则 y y1 y2 0 A B x1 x2 Ye = f(X) 操作线)吸收因数A 例:某逆流吸收塔,用纯溶剂吸收混合气中易溶组分,设备高为无穷大,入塔y1=8%(体积),平衡关系y=2x。试问: ⑴. 若液气比(摩尔比,下同)为2.5时,吸收率 ⑵. 若液气比为1.5 时,吸收率 [100% , 75%] 可分为设计型和操作型计算两大类 设计型命题 设计要求:计算达到指定的分离要求所需要的塔高。 给定条件:进口气体浓度,气体处理量,相平衡关系,分离要求。 分离要求通常有两种表达方式:当吸收系除去气体中的有害物为目的,金沙线路检测网址一般直接规定; 当吸收系回收有用物质为目的,通常规定溶质的回收率η。 四、吸收塔计算 操作型命题 (1)第一类命题 给定条件:吸收塔的高度及其它有关尺寸,气液两相的流量及进口浓度、气液两相平衡关系及流动方式,两相总传质系数Kyα、 Kxα。 计算目的:气液两相的出口浓度 (2)第二类命题 给定条件:吸收塔的高度及其它有关尺寸,气体的流量及进、出口浓度,吸收液的进口浓度,气液两相平衡关系及流动方式,两相总传质系数Kyα、 Kxα。 计算目的:吸收剂的用量和出口浓度 ●填料层高度计算式:H= HOG·NOG =HOL·NOL ●物料衡算方程式: G (y1 –y2) = L (x1 – x2) ●相平衡方程式: ye = f (x) ★计算方法:联立求解以下方程式 设计型计算比较简单,操作型计算的第二类命题相对较为复杂,即使采取一些简化手段仍不能避免采用试差法计算,以下我们对这类计算不做讨论。 含苯2%(体积),流量为 0.012 kmol/s的混合气体在直径为 1m,填料层高度为 6m 的填料吸收塔中,金沙线路检测网址用煤油吸收其中的苯,逆流操作。入塔煤油中含苯0.02%(摩尔分数),流量为 0.02 kmol /s,操作温度为30℃,压力为 1 atm,平衡关系为ye = 0.36x,体积总传质系数 Ky·α = 54 kmol/m3·h。 求:苯的回收率及煤油的出塔浓度x1。 例: G, y1 y2=? L, x2 x1=? z DT Ky·α ye=f(x) 解: (7)相符,停止循环。 2、当平衡关系不服从亨利定律时( ye ≠ my ): 用“试差法”,步骤如下: (1)假定y2; (2)用物料衡算方程式求出x1; (3)按数值积分法求NOG计; (4) (5)比较NOG计和NOG实; (6)若不符,误差大,进行重新假设; 例2.某逆流吸收塔,用纯溶剂吸收混合气体中的可溶组份,气体入塔浓度y1=0.01, 吸收率η为90%,平衡关系为ye=2x,且知L/G=1.2(L/G)min,HOG=0.9m,试求: (1) 塔的填料层高度? (2)若该塔操作时,因解吸不良,导致入塔x2′=0.0005,其它入塔条件不变时,回收率η ′又为多少? 解(1)x2=0 ,y1=0.01 η=0.9 ∴y2= y1×(1- η)=0.001 (L/G)min=(y1-y2)/(x1e-x2) =(0.01-0.001)/(0.01/2-0)=1.8 L/G=1.2(L/G)min=2.16 吸收因数A=L/mG=2.16/2=1.08 1/A=0.926 y1/y2=1/(1- η)=10 代入 得NOG=6.90 HOG=0.9 m ∴H= HOG ×NOG= 6.21 m (2) HOG不变,H不变,∴NOG不变 由N OG计算公式知,NOG不变,1/A不变 * * * * * * * * * * * 第四节 吸收塔的设计计算 一、概述 传质设备 板式塔 填料塔 精馏章节讨论 研究对象 流向选择: ①在两相进、出口浓度相同的情况下,逆流时的对数平均推动力大于并流; ②逆流操作液体下流时会受到上升气体的曳力,这种曳力过大会影响液体的流速和气体的流速。 为使过程具有最大的推动力,一般吸收过程都采用逆流操作。 二、物料衡算与操作线方程 G—混合气体的摩尔流率,kmol·s-1.m-2;y1 — 气体入口浓度(摩尔浓度); y2 — 气体出口浓度(摩尔浓度); L — 液体的摩尔流率,kmol·s-1·m-2; x1 — 液体入口浓度(摩尔浓度); x2 — 液体出口浓度(摩尔浓度)。 1、物料衡算 单位塔截面积气体释放的溶质的量: G ( y1 – y2 ) 单位塔截面积液体吸收的溶质的量: L ( x1 – x2 ) ∴ G( y1 – y2 ) = L ( x1 – x2 ) 前提条件:气体和液体的量不变化 吸收塔 G, y1 G, y2 L, x2 L, x1 ★分离要求的表达方法 吸收目的为除去气体中的有害物:直接规定吸收后气体中的有害溶质的残余浓度y2。 吸收目的为回收有用物质:规定了溶质的回收率。 G, y1 L, x1 m n G,y L, x 2、操作线方程 在任一截面 m-n 与塔底间作物料衡算: G( y1 – y ) = L ( x1 – x ) 表明:稳定操作时,任意截面上的 y~x 线 相平衡线ye = f ( x ) 操作线 Lx + GY = Lx1 + Gy1 在任一截面 m-n 与塔顶间作衡算 (1) (2) (1)(2)均为操作线方程 它表明,塔内任一截面上的气相浓度y与液相浓度x之间成直线关系,直线的斜率为L/G 当x=x2时,(2)式得,y=y2 直线 直线) 分析操作线)操作线过塔顶、塔底两点; (2)操作线上任意一点代表塔内某一截面上气、液两相的实际浓度; (3)斜率L/G称为液气比; (4)操作线与平衡线间垂直距离y-ye代表气相推动力,xe-x代表液相推动力。 吸收操作线在平衡线上方,解吸则相反。 G, y1 G, y2 L, x2 L, x1 吸收塔 y y1 y2 0 A B x1 x2 ye = mx 操作线.吸收剂用量的确定: G, y1 G, y2 x2 , L=? x1=? 吸收塔 吸收剂流率L是影响吸收操作的重要因素之一,它将直接影响设备尺寸(H、D)以及操作费用。 在填料塔设计时,一般需处理的气体流量及气体的初终浓度已由任务规定(G,y1,y2),吸收剂的入塔浓度常由工艺条件决定,或由设计者选定(x2)。但吸收剂用量尚待设计者决定。 y y1 y2 0 x A B x1 x2 相平衡线 ye = f ( x ) 操作线 D C ●设计时,G一定(生产任务一定): 操作线的斜率(L/G)取决于吸收剂用量L的多少。 吸收剂的单位耗用量 or 液气比。 AC线: L↗→(L/G) ↗→(y-ye) ↗→吸收推动力↗ →NA ↗→设备尺寸↙→设备费用↙; 但溶剂再生费用↗,动力消耗↗→操作费用↗。 AB线: L↙→(L/G) ↙→(y-ye) ↙→吸收推动力↙ →NA ↙→设备尺寸↗→设备费用↗ ; 但溶剂再生费用↙,动力消耗↙→操作费用↙ 。 最小液气比(L/G)min: AD线: L↙↙→(L/G) ↙→D点上,L=Lmin,y = ye,⊿y = 0,吸收推动力 = 0,吸收所需接触面积为无穷大,此时所需的 L最小,其液气比称为最小液气比(L/G)min 。 怎样确定Lmin ? ● 当ye = mx(体系服从亨利定律): y y1 y2 0 A B x1 x2 ye = mx 操作线/m ● 当ye ≠ mx(体系不服从亨利定律): y y1 y2 0 A B x1 x2 Ye = f(X) 操作线 操作线,max ye = f(x) y1’ D’ 读取D’点坐标(x1,max,y1’) 如何确定L? ○ 求出 (L/G)min; ○ 再取 (L/G) = (1.1~2.0) (L/G)min。 在 20℃,1atm下,用清水分离氨-空气的混合气体,混合气体中氨的分压为 1330Pa,经吸收后氨的分压降为 7 Pa,混合气体的处理量为 1020 kg/h,操作条件下平衡关系为 ye = 0.755x。若适宜的吸收剂用量为最小用量的2倍,求所需吸收剂用量及离塔氨水的浓度。 例: G, y1 G, y2 x2 , L=? x1=? 吸收塔 解: 例:含苯2mol%的煤气用平均分子量为260的洗油在一填料塔中做逆流吸收以回收其中的苯,煤气的流率为1200kmol/h。塔顶进入的洗油中含苯0.5mol%,洗油的流率为最少用量的1.3倍。吸收塔在1atm、27℃下操作,此时的气液平衡关系为y=0.125x。富油由吸收塔底出口经加热后送入解吸塔塔顶,在解吸塔中送入过热水蒸气使富油脱苯,脱苯后的贫油由解吸塔塔底排出冷却后再进入吸收塔使用,水蒸气的用量为最少用量的1.2倍。解吸塔在1atm、120℃下操作,此时的气液平衡关系为y=3.16x。 求:洗油的循环流率和过热蒸汽耗量 解(1) 三、填料层高度的计算: (低浓度气体) 1、基本计算式: 计算目的:传质面积=? 生产任务:x2,G,y1→y2,NA G, y1 G, y2 x2 , L x1 m n y x y+dy x+dx dh 对通过虚线范围的溶质进行物料衡算: 单位时间内: 气体释放溶质的量=G·dy; 液体吸收溶质的量=L·dx。 G·dy = L·dx 取微元塔高dh,其中两相传质面积为:a·A·dh A — 塔的截面积,m2。 a— 每m3填料的有效传质面积,m2/ m3 。 液相 L·dx=NA ·a ·dh=Kx(xe -x) dh ·a G:混合气的流率Kmol/s · m2 L:液体流率Kmol/s · m2 对于dh内:气相 G·dy=NA ·a·dh=Ky(y - ye) ·dh ·a 对于稳定的吸收操作,G, L, A ,α, Ky, Kx一定: α与比表面积α t不同,受填料的特性、设备及流动状况影响,实验难测,一般Ky · α 或Ky ·α一起给出。 Kyα Kxα — 气相体积传质系数,金沙线路检测网址kmol/m3·s — 液相体积传质系数,kmol/m3·s 2、传质单元高度H与传质单元数N: (1)定义: ∴ 填料层高度为:传质单元高度×传质单元数 H = HOG·NOG H= HOL·NOL (2)H、N的意义: ● N:所含变量只与物质的相平衡以及进出口的浓度条件有关,与设备的形式和设备中的操作条件(如流速)无关。 (y1 – y2) ↗(分离要求高,难分离) N 反映了分离的难易程度。 NOG=f(分离要求,推动力) (y – ye) ↗(推动力大,易分离) ● H:与设备的型式、设备中的操作条件有关 在L、G一定时,H与Ky · α 或Kx ·α 成反比。 Ky · α 或Kx ·α ↗,即设备效能↗,则H↙。具体数值需要通过实验确定。 G ↗ ,Ky · α ↗, 比值变化不大, HOG=0.15-1.5m H 反映了设备的效能,表示完成一个传质单元所需的塔高。 3、NOG、NOL的计算: ●对数平均推动力法; ●脱吸因数法; (1)对数平均推动力法(服从亨利定律ye = mx): ⊿y =y - ye ⊿y ~y是直线 吸收塔 y y1 y2 0 A B x1 x2 ye = mx 操作线 y = Ax + B 同理: (2)脱吸因数法(服从亨利定律ye = mx): G, y1 G, y2 L, x2 L, x1 G, y L, x 在稀端和任意截面间作物料衡算: ●可以直接用上式计算。(m, G, L, y1 , y2 , x2已知) 计算时: ●查图法。 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

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