吸收專題操作型問題的討論第1頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五附加題：試證明如下命題（任選兩題）：(1).對于同一個(gè)填料塔和同一傳遞任務(wù)（傳遞量相同），如果流向相同（同為逆流或者并流），吸收和解吸的傳質(zhì)單元數(shù)互為相反數(shù)。(2).證明教材P715-3的雙塔吸收，若兩塔一樣，且L1=L2，離開第一個(gè)塔的氣相組成yc為yb和ya的幾何平均值(3).證明如果操作線方程為y=ax+b,則NOG=a/b(xb-xa)(4).試推導(dǎo)出當(dāng)操作線方程與平衡線方程平行時(shí)，傳質(zhì)單元數(shù)的計(jì)算公式。第2頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五專題一：操作型問題的相關(guān)量的關(guān)系第3頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五操作型問題的相關(guān)量的關(guān)系（2）新工況要求依然滿足原分離任務(wù)，即η不變。xyy=L/Gx+(yb-L/Gxb)(xa,ya)(xb,yb)y=mxyayb當(dāng)L/V不變時(shí)，吸收率不發(fā)生變化，則氣液兩相轉(zhuǎn)移的溶質(zhì)量不發(fā)生變化，若任一相的進(jìn)塔濃度不發(fā)生變化，其出口濃度必然不發(fā)生變化第4頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五填料層不變的相關(guān)量關(guān)系h不變，NOG和HOG互為反比例函數(shù)關(guān)系h=HOG↑NOG↓NOG=f(S,yb-mxa/ya-mxa);S=mG/LNOG↑S↑NOG↑

(yb-mxa/ya-mxa）↑η↑第5頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五NOG同數(shù)群與脫吸因數(shù)S的關(guān)系yb-mxa/ya-mxaNOGS↑問：填料塔中氣液相濃度分布是線性的嗎？H=HOGNOGH第6頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五填料層不變的相關(guān)量關(guān)系第7頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五思考：xyy=L/Gx+(yb-L/Gxb)(xa,ya)(xb,yb)y=mx當(dāng)吸收劑中溶質(zhì)xa的含量增大時(shí)，其出口濃度如何變化？(xb增大，ya減小）xaxa第8頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五思考：xyy=L/Gx+(yb-L/Gxb)(xa,ya)(xb,yb)y=mx當(dāng)混合氣中溶質(zhì)的含量增大時(shí)，其出口濃度如何變化？請自己分析！(xb’,yb’)第9頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五吸收率η不變填料層高度h正比于NOG若S=mG/L

，NOG↑，h↑（1）若m↑，S↑（溶質(zhì)難溶于水，如T↑，p↓）（2）若G/L↑，S↑（減小液氣比，能耗↓）↓第10頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五NOG隨著m的增大而增大xyy=m’xy=L/Gx+(yb-L/Gxb)(xa,ya)(xb,yb)y=mxyaybxaxb第11頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五增加液氣比xyy=L/Gx+(yb-L/Gxb)(xa,ya)(xb,yb)y=mx第12頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五回流（參考專題二）xyy=m’xy=L/Gx+(yb-L/Gxb)(xa,ya)(xb,yb)y=mx讓部分溶劑回流，若回收率不變，溶劑濃度的改變值不會發(fā)生變化，由物料平衡可知，液體出口的濃度不會發(fā)生變化。ybxbyaxa第13頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五吸收率η不變，填料不發(fā)生變化的情況下（1）若xa↑，yb-mxa/[(1-η)yb-mxa]↑則

NOG↑，h↑（2）若yb↑，yb-mxa/[(1-η)yb-mxa]↑，則NOG↑，h↑第14頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五吸收率保持不變（黃線之間）xyy=L/Gx+(yb-L/Gxb)xa(xb,yb)y=mxxa’第15頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五采用新型填料第16頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五采用新型填料，填料層高度不變xyy=L/Gx+(yb-L/Gxb)xa(xb,yb)y=mxxa’第17頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五專題二：溶劑部分回流（循環(huán)）xyy=L/Gx+(yb-L/Gxb)(xa,ya)(xb,yb)y=mx讓部分溶劑回流，若回收率不變，溶劑濃度的改變值不會發(fā)生變化，由物料平衡可知，液體出口的濃度不會發(fā)生變化。ybxbyaxaLRxa’xbL第18頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五溶劑部分回流（循環(huán)）對傳質(zhì)的影響提高了吸收劑的入口濃度，降低了傳質(zhì)推動力，增大了NOG。提高了填料的潤濕面積，降低了傳質(zhì)單元高度HOG用途：當(dāng)吸收過程有顯著的熱效應(yīng)，或者當(dāng)新鮮吸收劑量過少，以至于不能保持塔內(nèi)填料良好潤濕，應(yīng)采用吸收劑循環(huán)第19頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五部分循環(huán)對于吸收率的影響xyy=L/Gx+(yb-L/Gxb)(xa,ya)(xb,yb)y=mx讓部分溶劑回流，在保證吸收率不發(fā)生變化的前提下，其循環(huán)比有最大值。如圖所示。第20頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五例題：如圖所示，用純油逆流吸收煤氣中的苯。已知煤氣流量為100kmol/h,入口濃度含苯4%，吸收率為80%，液氣比為最小液氣比的1.4倍。氣液平衡關(guān)系Y=0.126X求（1）液體的出塔組成（2）在保證吸收率不變的前提下，最大允許循環(huán)量第21頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五第22頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五求解第23頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五由于循環(huán)了部分溶劑，因此溶劑入口濃度會不斷升高，其極限就是與ya平衡的濃度第24頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五專題三多塔吸收，多股進(jìn)料和特殊操作線問題多股進(jìn)料本質(zhì)上可以看作是將倆塔串聯(lián)。多塔問題解決技巧利用倆塔間的物料濃度關(guān)系。解吸塔傳質(zhì)單元數(shù)表達(dá)式同吸收塔的表達(dá)式推導(dǎo)是一致的，公式參考書P64公式8-93，敢興趣可繼續(xù)證明證明題4，并閱讀課外文獻(xiàn)第25頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五求證當(dāng)L1=L2時(shí)，采用純?nèi)軇┪眨魞伤耆嗤?，有：?6頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五h1=h2HOG1=HOG2則NOG1=NOG2S又相等，且xa=0則yc/yb=ya/yc得證第27頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五如圖所示某吸收塔，已知yb=0.05,吸收率η=0.9，G=150kmol/m2h，xa=0.004，xm=0.015，且L1=L2，塔頂液氣比為0.5，全塔HOG=0.5，相平衡關(guān)系y=0.5x。L2在塔內(nèi)液相組成與xm相同處加入。試求：（1）所需塔高（2）若L1與L2均從塔頂加入，分析塔高如何變化ybxbya’xaxm第28頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五分析此題類似于倆塔串聯(lián)，因此將此塔分為上下兩個(gè)部分進(jìn)行計(jì)算，加和即為塔高,HOG已經(jīng)告知，因此只需計(jì)算倆部分的NOG即可對于塔上部，我們發(fā)現(xiàn)僅僅知道兩個(gè)濃度，但求解NOG需要三個(gè)濃度題目中有一個(gè)重要的條件，就是L2是在塔內(nèi)液相組成與xm相同處加入，實(shí)際上也即告知了塔上部的出口濃度，和塔下部的入口濃度。第29頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五求解：第30頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五當(dāng)操作線平行時(shí)，平均推動力為任意一點(diǎn)的推動力：第31頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五對于塔下部，需要知道相關(guān)濃度之間的關(guān)系,并且注意到其液氣比發(fā)生了變化L2,xmxmym第32頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五xy(xa,ya)(xb,yb)y=mx第33頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五如何求解一個(gè)吸收塔內(nèi)任一截面的濃度將任一界面與塔頂視為一個(gè)塔通常已知塔頂倆濃度，因此需要從NOG反推ymNOG可由上部分塔高和HOG求出h第34頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五例題在逆流填料吸收塔中，用清水吸收空氣-氨中的氨，yb=0.025，吸收率為0.88，填料層高度為1.2m，采用最小液氣比3倍的液氣比操作，吸收過程亨利系數(shù)為0.5atm，操作壓力為1atm，試求塔中部的氣液相組成。第35頁，共39頁，2023年，2月20日，星期五分析由于已經(jīng)知道塔頂?shù)膬蓚€(gè)濃度了，因此如果知道塔上半部的傳質(zhì)單元數(shù)，也即可確定第三個(gè)濃度。已知塔上部的塔高，因此問題就集中在求取傳質(zhì)單元高度傳質(zhì)單元高度可由全塔高度和全塔的傳質(zhì)單元數(shù)求出第36頁，共39頁