《第3章吸收5节填料吸收塔的计算》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第3章吸收5节填料吸收塔的计算（30页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 5填料吸收塔的计算 本节重点讨论气液逆流操作时填料塔的有关计算 5 1吸收塔的物料衡算 在进行物料衡算时 以不变的惰性组分流量和吸收剂流量作为计算基准 并用摩尔比表示气相和液相的组成将很方便 逆流吸收塔模型 原料气 A B 吸收剂 S 尾气 B 含微量A 溶液 S A V kmolB s Y1 kmolA kmolB L kmolS s X2 kmolA kmolS L kmolS s X1 kmolA kmolS m n Y X V kmolB s Y2 kmolA kmolB 稳定操作 在两端面间 对溶质A作物料衡算 5 1 1全塔物料衡算 2 直接规定出塔气体中吸收质的残余浓度 吸收程
2、度可有两种方式表征 1 用吸收率表示 操作线方程式 5 1 2操作线方程与操作线 逆流吸收塔中的操作线 斜率L V 液气比 Y f X 操作线 推动力 推动力 吸收塔的最小液气比 Y f X 5 2吸收剂的用量L 处理量V一定 L L V 操作费用 设备费用 填料层高度 动力消耗 推动力 讨论适宜的液气比 适宜液气比 适宜溶剂用量 工程设计通常取 根据生产实践经验 取 吸收塔的最小液气比 非正常曲线 P96例3 4 5 3填料塔直径的计算 在计算填料塔的直径时 主要考虑的是气体在塔内的流速 气体在塔内的流速通常用空塔气速表示 空塔气速是假定当塔内无填料时气体通过的速度 正常操作时 通常空塔气速
3、为液泛速度的50 80 5 3 1液泛气速 当气速增大到点B时 填料层的持液量增加了 流通截面积减小 使压强较前增大 开始拦液的B点称为拦液点 或载点 与其相应的气速称为拦液气速 或载点气速 当气速增大到C点时 液体充满了整个空隙 气体的压强降几乎是垂直上升 同时填料层顶部开始出现泡沫层 进而充满整个塔 气体以气泡状通过液体 这种现象称为液泛现象 把开始出现此现象的点称为泛点 泛点对应的气速称为液泛速度 要使塔的操作正常及压强降不致过大 气速必须低于液泛速度 但要高于载点气速 由于 从低持液量到载点的转变不十分明显 无法目测 即载点及载点气速难以明确定出 而液泛现象十分明显 可以目测 即液泛点
4、及液泛气速可明确定出 液泛速度较易确定 通常以液泛速度为基础来确定操作的空塔气速 影响液泛速度的因素很多 填料的形状 大小 气 液相的物理性质 气 液相的相对流量等 常用的液泛速度关联式如下 5 3 2塔径的计算 通过塔的实际气量 单位为 选定的空塔气速 单位为 塔的直径 5 4填料层高度的计算5 1填料层高度的基本计算式 5 2传质单元高度与传质单元数 气相总传质单元高度 单位m 气相总传质单元数 液相总传质单元高度 单位m 液相总传质单元数 传质单元可理解为 当气体经过一段填料层后 其浓度的变化刚好等于该段填料层气相平均总推动力时 则称该段填料层为一个传质单元 整个填料层就是由若干这样的传
5、质单元构成 只与体系的相平衡及气体进出口的浓度有关 它反映了吸收过程的难易程度 分离要求高或吸收剂性能差 过程的平均推动力小 则表明吸收过程难度大 相应传质单元数就多 与设备的型式及操作条件有关 是吸收设备效能高低的反映 吸收过程的传质阻力大 填料层的有效比表面积小 则一个传质单元所相当的填料层高度就大 5 4 3传质单元数的计算 吸收塔顶部的推动力为 吸收塔底部的推动力为 气相对数平均推动力 例空气和氨的混合气体 在直径为0 8m的填料吸收塔中用清水吸收其中的氨 已知进入塔的空气流量为1450kg h 混合气体中氨的分压为10mmHg 吸收率为99 5 操作温度为20 操作压力为760mmHg 在操作条件下平衡关系为 若吸收剂 水 的用量是最小吸收剂用量的1 2倍 且已知氨的气相体积吸收总系数 试求填料层高度 解 依题意
