《平张烟纸项目细分市场调查与上市募投可研报告如何编制（市场容量数据 甲级资质）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《平张烟纸项目细分市场调查与上市募投可研报告如何编制（市场容量数据 甲级资质）（61页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、<p><p>第四章 吸收操作技术 化工单元操作技术 知识目标 理解吸收单元操作基本概念、吸收传质机理、相平衡 与吸收的关系； 了解吸收剂用量、填料层高度、塔径的计算； 了解吸收装置的结构和特点。 第四章 吸收操作技术 化工单元操作技术 能力目标 能正确选择吸收操作的条件，对吸收过程进行正确的 调节控制; 掌握典型吸收装置的正常开停车和事故处理。 第四章 吸收操作技术 化工单元操作技术 第四章 吸收操作技术 第三节 吸收计算 第一节 吸收塔的结构及应用 第二节 吸收基础知识 第四节 吸收塔的操作 第一节第一节 吸收塔的结构及应用吸收塔的结构及应用 第四章
2、吸收操作技术 化工单元操作技术 使混合气体与选择的某种液体相接触时,利用 混合气体中各组分在该液体中溶解度的差异, 有选择地使混合气体中一种或几种组分溶于 此液体而形成溶液,其它未溶解的组分仍保留 在气相中,以达到从混合气体中分离出某些组 分的目的。 吸收塔 混合气体溶液 尾气吸收剂 吸收的定义 第四章 吸收操作技术 化工单元操作技术 3、吸收剂的再生循环使用 。 吸收塔解吸塔 工业吸收过程 必须解决的问题： 1、选择合适的吸收剂； 2、提供合适的气液传质设备； 第四章 吸收操作技术 化工单元操作技术 净化或精制气体 制备某种气体的溶液 回收混合气体中的有用组分 废气治理，保护环境 吸收在工业
3、生产中的应用 第四章 吸收操作技术 化工单元操作技术 （1）结构简单，便于安装，小直径的填料塔造价低。 （2）压力降较小，适合减压操作，且能耗低。 （3）分离效率高，用于难分离的混合物，塔高较低。 （4）适于易起泡物系的分离，因为填料对泡沫有限制和破碎作 用。 （5）适用于腐蚀性介质，因为可采用不同材质的耐腐蚀填料。 （6）适用于热敏性物料，因为填料塔持液量低，物料在塔内停 留时 间短。 （7）操作弹性较小，对液体负荷的变化特别敏感。当液体负荷 较小 时，填料表面不能和好地润湿，传质效果急剧下降；当液 体负 荷过大时，则易产生液泛。 （8）不宜处理易聚合或含有固体颗粒的物料。 填料塔的结构与特
4、点 第四章 吸收操作技术 化工单元操作技术 ? 填料特性： ?1 比表面积 ? ?单位体积填料层所具有的表面积称为填料的比表面积，以?表示 ，其单位为m2/m3 ； ? 传质面积? ?2 空隙率? ?单位体积填料层所具有的空隙体积，?应尽可能大,以提高气液通 过能力和减小气液阻力 ?3 填料因子? ?把有液体喷淋条件下实测的?/ ? 3相应数值称湿填料因子,单位:l/m 。? 填料阻力? 发生液泛时的气速? 亦即流体力学性能好 ?4 单位堆积体积的填料数目 ?填料尺寸? 数目? ? ? 气流阻力? 填料造价? ?填料尺寸? 塔壁处? 气流易短路,为控制气流不均匀,填料尺寸不 应大于（1/10-
5、1/8）D 填料的类型及性能评价填料的类型及性能评价 第四章 吸收操作技术 化工单元操作技术 实体填料 第四章 吸收操作技术 化工单元操作技术 网状填料 第四章 吸收操作技术 化工单元操作技术 填料塔的附件 填料支承装置 填料压紧装置 第四章 吸收操作技术 化工单元操作技术 液体的分布装置 液体再分布装置 填料塔的附件 第四章 吸收操作技术 化工单元操作技术 填料塔的附件 除沫装置 第四章 吸收操作技术 化工单元操作技术 液膜厚度不仅取决于液体流量，而且与气体流量有关。气量?，液膜 厚度?，填料内的持液量?。 填料塔的流体力学性能 当液体自塔顶向下借重力在填料表面作膜状流动时，膜内平均 流速决
6、定于流动的阻力。而此阻力来自于液膜与填料表面，及 液膜与上升气流之间的摩擦。 第四章 吸收操作技术 化工单元操作技术 线A:气体通过干填料层时，压力降与 空塔气速的关系，为直线 气体通过填料层的压力降 线B:有液体喷淋，液体量小 线C:有液体喷淋，液体量大 第四章 吸收操作技术 化工单元操作技术 vu较低（点L以下）:线与A线大致平 行。u?， ?P?，液体下流与流速无关 vu大于uL以后：线斜率增大，上升气 流开始阻碍液体顺利下流，?P? vu大于uF以后：?P与u成垂直关系， 表明上升气体足以阻止液体下流，于 是液体充满填料层空隙，气体只能鼓 泡上升，随之液体被气流带出塔顶， 发生液泛。
7、气体通过填料层的压力降 以线B为例: 第四章 吸收操作技术 化工单元操作技术 u增大到uF以后，?P与u成垂直关系，上升气体阻止液体下流使液体 填料层充满填料层空隙，气体只能鼓泡上升，随之液体被气流带 出塔顶的现象称液泛，F点称为泛点。 载点与泛点 载点（L点）: 空塔气速u增大到uL以后，上升气流与下降液体间的摩擦力使填料表面 持液量增多，气体实际速度与空塔气速的比值显著提高，压力降比以 前增加得快的现象称载液，L点称为载点。 泛点（F点）: 目前一般认为填料塔的正常操作状态只到泛点为止. 第四章 吸收操作技术 化工单元操作技术 求泛点气速; ?根据工艺规定的允许压降 值计算空塔气速，或根据
8、 选定的空塔气速计算压降 。 埃克特通用关联图的应用 第四章 吸收操作技术 化工单元操作技术 填料塔液泛与持液量 第四章 吸收操作技术 化工单元操作技术 填料塔正常操作 第四章 吸收操作技术 化工单元操作技术 第四章 吸收操作技术 第三节 吸收计算 第一节 吸收塔的结构及应用 第二节第二节 吸收基础知识吸收基础知识 第四节 吸收塔的操作 第四章 吸收操作技术 化工单元操作技术 ? 按是否有化学反应分:物理吸收、化学吸收 ? 按有无明显温度变化分:等温吸收、非等温吸收 ? 按组分数分:单组分吸收、多组分吸收 ? 按浓度分:低浓度气体吸收、 高浓度气体吸收 吸收操作的分类 本章主要讨论低浓度单组分
9、等温的物理吸收本章主要讨论低浓度单组分等温的物理吸收 第四章 吸收操作技术 化工单元操作技术 E亨利系数，由实验测定，单位与压强单位一致。 溶质在液相中的摩尔分数。 亨利定律 当总压不高时,在一定温度下,稀溶液上方气体溶质的 平衡分压与溶质在液相中的摩尔分率成正比。 p*=Ex T? E? 溶解度? 同一溶剂中，难溶气体的E值很大，易溶气体的E值则很小 。 第四章 吸收操作技术 化工单元操作技术 p*=c/H y*=mx 亨利定律的不同表达形式 p*相平衡时气相中溶质的分压； H溶解度系数，单位kmol/(m3 kPa)，H=?/EMs Ms溶剂的摩尔质量，kg/kmol c溶质在液相中的摩尔
10、浓度， kmol/m3 y* 相平衡时气相中溶质的摩尔分数； m 相平衡常数， m=E/p p 气体的总压， 第四章 吸收操作技术 化工单元操作技术 亨利定律的不同表达形式 Y*=mX Y*相平衡时气相中溶质的摩尔比； X溶液中溶质的摩尔比。 第四章 吸收操作技术 化工单元操作技术 x=0.1 y=0.05 y*=0.10.94=0.094 &gt; y 解吸 x*=0.05/0.94=0.053 y 吸收 x*=0.1/0.94=0.106 &gt; x吸收 第四章 吸收操作技术 化工单元操作技术 2、判断过程进行极限 吸收塔 V Y1L X1 V Y2L X
11、2 设塔足够高，则 ： vL减小，X1增大，X1max=X1*=Y1/m; vL增大，Y2减小，Y2min=Y2*=mX2 相平衡关系在吸收过程中的应用 第四章 吸收操作技术 化工单元操作技术 3、计算过程推动力 吸收塔 V Y1L X1 V Y2L X2气相推动力表示为塔内任何一个截 面上的气相的实际组成y和与该截面 上液相的实际组成x成平衡的y*之差 ，即y -y*（ y*=mx） 液相推动力即以液相摩尔分数之差表示 吸收推动力x -x*，其中 x*=y/m 相平衡关系在吸收过程中的应用 第四章 吸收操作技术 化工单元操作技术 在一相内部有浓度差的条件下，由于分子的无规则热运 动而造成的物
12、质传递现象。 吸收机理 （一）传质基本方式 1、分子扩散 分子扩散速率与其在扩散方向上的浓度梯度及扩散系数 成正比。 第四章 吸收操作技术 化工单元操作技术 凭藉流体质点的湍动和旋涡来传递物质的现象。 发生在流动着的流体与相界面之间的传质过程。 传质基本方式 2、涡流扩散 3、对流传质 在滞流内层主要是分子扩散；在过渡层既有分子扩散，也有对流扩散； 在湍流主体中主要是对流扩散。 第四章 吸收操作技术 化工单元操作技术 1.气液两流体相接触处为相界面，其两侧附近各有一层稳定的气膜和 液膜，可以认为它们是由气液两流体的滞流层组成，即虚拟的层流膜 层，吸收质以分子扩散方式通过这两个膜层。 2.全部浓
13、度变化集中在这两个膜层内，即阻力集中在两膜层之中。 3.在相界面处，气液浓度达成平衡，即界面上没有阻力。 吸收传质机理 （二）双膜理论 通过以上假设，就把整个吸收过程简化为吸收质经过双膜层的过程， 吸收阻力就是双膜的阻力。故该理论又称为双膜阻力理论。 第四章 吸收操作技术 化工单元操作技术 NA：单位时间内组分A扩散通过单位面积的物质的量，即传质速率， kmol/m2 s kG:以分压差表示推动力的气相传质系数，单位kmol/ s m2 kPa 。 与扩散系数、操作压力、温度、气膜厚度以及惰性组分的分压有关。 吸收速率方程 1、 气膜吸收速率方程 NA=kG（p-pi） 第四章 吸收操作技术
14、化工单元操作技术 y、yi ：溶质A在气相主体与界面的摩尔分数； ky:以摩尔分数差表示推动力的气相传质系数，单位 kmol/(m2 s)； NA=ky（y-yi） 气膜吸收速率方程 第四章 吸收操作技术 化工单元操作技术 c、ci ：溶质A在液相主体浓度和界面浓度kmol/m3； kL:以物质的量浓度差表示推动力的液相传质系数，单位m/s； 吸收速率方程 2、液膜吸收速率方程 NA=kL（ci-c） 第四章 吸收操作技术 化工单元操作技术 x、xi ：溶质A在液相主体浓度和界面摩尔分数， Kx：以摩尔分数差表示推动力的液相传质系数，单位kmol/s m2 NA=kx（xi-x） 第四章 吸收
15、操作技术 化工单元操作技术 3、总吸收速率方程 （1）以（p-p*）表示总推动力的吸收速率方程 KG:气相吸收总系数,单位kmol/（m2s kPa） 吸收速率方程 第四章 吸收操作技术 化工单元操作技术 （2） 以(c*-c)表示总推动力的总吸收速率方程 KL:液相吸收总系数，单位m/s，KG=H KL 同理可有 ： 总吸收速率方程 第四章 吸收操作技术 化工单元操作技术 对于易溶气体，吸收阻力主要集中在气膜中，这种吸收称为 气膜控制。 对于难溶气体，吸收阻力主要集中在液膜，这种吸收称为液膜 控制。 传质阻力的控制 例如例如: :用水吸收氨，氯化氢气体用水吸收氨，氯化氢气体 例如例如: :用
16、水吸收氧气，二氧化碳等用水吸收氧气，二氧化碳等 第四章 吸收操作技术 化工单元操作技术 溶解度: 溶解度越大，吸收速率越大，吸收剂用量越越少。 选择性：吸收剂要对溶质组分有良好的吸收能力，对其它组分基本 上不吸收或吸收甚微，否则不能实现有效的分离。 挥发度：挥发度越大，则溶剂损失量越大，分离后气体中含溶剂量 也越大。 粘 度：粘度越小，流动性越好，吸收速率越大，泵的功耗越小， 且传质阻力减小。 其 它：要求无毒、无腐蚀性、不易燃、不发泡、冰点底、价廉易 得、具有化学稳定性。 吸收剂的选择 对吸收剂的要求： 第四章 吸收操作技术 化工单元操作技术 第四章 吸收操作技术 第三节第三节 吸收计算吸收计算 第一节 吸收塔的结构及应用 第二节 吸</p></p>
