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《化工原理》 第五章 吸收 在线阅读

作者:未知 来源:本站原创 发布时间:2019年10月07日 点击数:

第五章        吸收

第一节 概述 

    在化工生产中,通常会遇到均相物系混合物的分离问题,即将这些混合物分离为较净或几乎纯态的物质。利用原物系中各组分间某种物性的差异,从而将均相物系形成一个两相物质,达到分离的目的。物质在相间的转移过程称为物质传递过程(简称传质过程)。化学工业中常见的传质过程有蒸馏、吸收、干燥、萃取和吸附等单元操作。 

利用气体中各组分在液相中溶解的差异而分离气体混合的操作称为吸收。所用液体称为吸收剂(或溶剂)。气体中被溶解的组分称为吸收质或溶质。不被溶解的组分称为惰性气体或载体。 

吸收操作是化学工业常用的分离方法,主要用于下列几方面: 

    (1)分离和净化原料气。原料气在加工以前,其中无用的或有害的成分都要预先除去。如从合成氨所用的原料气中健分离出CO、CO、HS等杂质。 

    (2)分离和吸收气体中的有用组分。如从合成氨厂的放空气中用水回收氨;从焦炉煤气中以洗油回收粗苯(含甲苯、二甲苯等)蒸气和从某些干燥废气中回收有机溶剂蒸气等。 

    (3)某些产品的制取。如制酸工业中用水分别吸收混合气体中的HCl、SO和NO制取盐酸、硫酸和硝酸。 

  (4)废气的治理。生产过程中排放的废气往往含有对人体和环境有害的物质,如SO、HS等这类环境保护问题已愈来愈受重视。选择适当的工艺和溶剂进行吸收是废气治理中应用较广的方法。 

用吸收操作来进行气体混合物的分离时必须解决以下几方面的问题: 

    一、选择合适的溶剂。吸收剂的性能是吸收操作良好与否的关键,选择时要从以下几方面来考虑: 

    .对被吸收的组分要有较大的溶解度,且有较好的选择性。即对溶质的溶解度要大,而对惰性气体几乎不溶解。 

    .要有较低的蒸气压,以减少吸收过程中溶剂的挥发损失。 

     要有较好的化学稳定性,以免使用过程中变质。 

     腐蚀性要小,以减小设备费用和维修费。 

     粘度要低,以利于传质及输送;比热要小,使再生时的耗热量较小;不易燃,以利于安全生产。 

     吸收后的溶剂应易于再生。 

    实际上很难找到一种能满足以上所有要求的溶剂,因此,对可供选用的溶剂应作经济评价后作出合理的选择。 

 
吸收与解吸流程 

    二、提供传质设备以利于实现气液两相的接触,使溶质从气相转移到液相。 

生产中为了提高传质的效果,总是力求让两相接触充分,即尽可能增大两相的接触面积与湍动程度。根据这个原则,吸收设备大致可分成两大类,即扳式塔和填料塔。 

图7-1(A)是板式塔的示意图。塔内部由塔板分成许多层,各层之间有溢流管连通,可以让液体从上层流到下层。板上有许多孔道,气体可以通过它们从下层升入上层。气体在板上的液层内分散成许多小增加了两相的接触面积,且提高了液流瑞动程度。液体从塔顶进入,两相逆流,在塔内的塔板上接触,溶质部分地溶解于溶剂中,故气体每向上经过一块塔扳,溶质浓度阶跃式地下降,溶剂从塔顶  板下降,溶质浓度阶跃式地  板上升高。 

    图7-1(B)是填料塔,塔内充以诸如瓷环之类的填料层。溶剂从塔顶进入,沿着填料的表面广为散布并逐渐下流。气体通过各个填料的间隙上升,与液体作连续地逆流接触。气相中的溶质不断地被吸收,浓度从下而上连续降低,液体则相反,其浓度从上而下连续地增高。 

在吸收的过程中,如果溶剂中的气体不与溶剂发生明显的化学反应,所进行的操作称为物理吸收,如用水吸收CO等。若气体溶解后与溶剂或预先溶于溶剂里的其它物质进行化学反应,则称为化学吸收。如用NaOH溶液吸收CO2、SO等。 

    按被吸收组分数目可分为单组分吸收和多组分吸收。如制取盐酸、硫酸等为单组分吸收,回收苯、治理NO等为多组分吸收。 

    本章以介绍组分、等温、物理吸收为重点,以便掌握吸收操作的方 法。非等温、多组分、化学吸收在此不作介绍。 

气体吸收是物质自气相到液的转移,是一种传质过程。混合气体中某一组分能否进入溶剂里,是由气体中该组分的分压P和溶剂里该组分的平衡蒸气压Pe来决定。如果P>Pe,这个组分便 可自气相转移到液相,即被吸收。由于转移的结果,溶液里这个组分的浓度便增高,其平衡汽压Pe也随着增高,到最后,当p=pe时。传质过程就停止,这时称为气液两相达到平衡。反之,若pe>p时,则这个组分便要从溶液中释放出来,即从液相转移到气相,这种情况称为解吸。因此,要根据两相的平衡关系来判断传质过程的方向与极限。且两相的浓度(对气体,以分压表示浓度)距离平衡愈远,则传质的推动力愈大,传质速率也愈大。对吸收操作进行分析,应从气液两相的平衡关系与传质速率关系着手。

-2  气液相平衡

5-2-   气体在液体中的溶解度 

溶质A与溶剂接触,进行溶解的过程中,随着溶质在溶液中浓度C1的逐渐提高,传质速率将逐渐减慢,最后降到零,C1达到一最大限度H。这时称气液达到了平衡,H称为平衡溶解度。简称为溶解度。溶解度随温度和溶质气体的分压不同而不同,平衡时溶质在气相中的分压称为平衡分压Pe。溶质组分在两相中的组0成服从相平衡关系。平衡分压Pe与溶解度间的关系如图5-2、5-3、5-4上的曲线所示,这些曲线称为溶解度曲线 

5-2-2亨利定律 

       亨利定律 

    当总压不高(一般小于5×10N.Cm-2)时,在一定温度下,稀溶液上方溶质的平衡分压与其在液相中的浓度之间存在着如下的关系: 

               Pe=E·X        (5-1)

式中:    Pe---------溶质在气相中的平衡分压, KN/m2 

        X----------溶质在液相中的摩尔分率 

        E----------享利系数,kN/m2 

    (5-1)表示溶液的浓度低于一定数值时溶质的平衡分压与它在溶液中的摩尔分率成正比。亨利系数E值较大表示溶解度较小。一般E值随温度的升高而增大。 

    常见气体的E值见附录1。 

取用其它的气液相浓度表示时,亨利定律有以下几种表达形式:

 

          Pe=C/H            (5-2)

式中:      C-----------液相中溶质的摩尔浓度,  Kmol/m3 ;

          H----------溶解度系数,  kmol/m·kN;

    在亨利定律适用的范围内,H是温度的函数,而与PEC无关。H值一般随温度升高减小。 

               ye==m·x             (5-3)

  式中:    ye----------溶质在气相的摩尔分率;

m-----------相平衡常数,无因次。 

    m值越大,表示溶解度越小。 

    在吸收过程中,常可认为惰性气体不溶于液相,溶剂也没有显著的气化现象,因而在吸收塔的任一截面上惰性气体和溶剂的摩尔流量均不发生变化,故以惰性气体和溶剂的量为其准,分别表示溶质在气液两相的浓度,以便简化吸收计算.因此,常将组成以摩尔比X、Y表示。摩尔比的定义为:    

                  (5-4)

                  (5-4)

由式(5-4)和式(5-5)可知:  

                        (5-6)

                       (5-7)

由式(5-6)和式(5-7)代入式(5-3):

                              (5-8)

    当溶液浓度很低时,(5-8)右端分母约等于1,于是上式可简化为:

Ye=mX                     (5-9)

.亨利定律各系数之间的关系 

1.HE之间的关系 

由式(5-1)和式(5-2)可得:

                             (A)

式中溶质的摩尔浓度CA可用摩尔分率表示。 

  溶液的总摩尔浓度:

  

溶液的总摩尔浓度C与溶质的摩尔浓度 的关系为:

                      (B)

                       (C)      

式中:    rL----------溶液的密度,  kg/m3 ;

      --------溶液的平均分子量, kg/kmol 

    对单一组分吸收,若溶质的分子量为M,溶剂的分子量为MS,则溶液的平均分子量:

=M·x+Ms·(1-x)        (D)

(C)和式(D)代入(B):  

        (E)

将式(E)代入式(A):

            (F)

    若气体吸收时所形成的溶液浓度一般比较低,X值一般很小,若其值小于0.05左右,上式则可简化。  

    式中M.x + MS·(1-x) = MS·(1-x) = MS 

 即溶液中的分子量可用溶剂的分子量代替。这样,溶液的密度也可用溶剂的密度代替。即: 

                         rL =rS 

于是,(F)可近似写成:

             (G)

把式(G)代入式(A),HE之间的近似关系为 

  (5-10)

2 . Em的换算 

   将式(5-1)和式(53)合并,并通过分压定律 

  

得出 

            (511) 

 

SH 5-3吸收速率方程

1、吸收分速率方程 

    根据上述的双膜理论,吸收质从气相转移到液相的吸收过程是: 

 

       气相主体   分子扩散      分子扩散   液相主体 

      ---------------------------->相界面----------->---------------

       吸收质(A)  穿过气膜      穿过液膜   吸收质(A)

 

    气相一方,其吸收速率,实质上就是吸收质穿过气膜的分子扩散速率。 

    液相一方,其吸收速率,实质上就是吸收质穿过液膜的分子扩散速率。 

吸收质分子在气膜或液膜中的扩散就相当于吸收质分子在静止的或滞流流体中的扩散。根据费克扩散理论,吸收质在稳定条件下的扩散速率与扩散系数D、扩散传质面积A、扩散传质推动力(P - Pi  及气体总压P成正比;与分子扩散距离Z、扩散层中的惰性质B的平均分压PBm成反比。 

因此:

       (5-16)       

式中PBm影响吸收质(A)的扩散,是因为惰性质(B)分子的存在降低了吸收质(A)分子的自由路径,因而对A的扩散起了阻碍作用。式中的RT是由浓度C换算过来的.

若令 则式 (5-13) 变为: NA = KG (P - Pi )     (5-17)

    此式称为气膜吸收速率方程,KG为气膜吸收分系数, 单位是Kmol/m2·S(KN/m2)

NA的单位是Kmol/m2·S

  同样道理,在液相一侧的气液 

界面处的吸质浓度为Ci ,液膜外的 

液相主体吸收质浓度为C,可以导出 

液膜吸收速率方程为:

    NA = KL.(Ci - C)   (5-15)

式中,KL称为液膜吸收分系数,其单 

位为m/s CAi-CA称为液膜吸收             (图) 

推动力.单位是kmol/m3  

    上述式(5-14)和式(5-15)中的P - Pi ,Ci -C的关系可以从图5-6看出。图中OE为气液平衡线,OE以上为溶液不饱和区。以M点为例,该点对应于液相浓度C与气相吸收质分压P相接触;Pi Ci 同落在平衡线上一点(I );与气相P成平衡的液相浓度为Ce ,与液相浓度C成平衡的气相浓度为Pe 。显然,P>Pi  , Ci >C , P>Pe  ,Ce >C ,A组分由气相转移到液相的过程将继续进行。 

吸收是在稳定条件下进行,吸收质从气相传到界面不可能积累起来,而是以同样的速率向液相传递,因此:            KG = (P - Pi ) ·A = KL (Ci - C) ·A

:  ,(5-18)

显然, (-KL /KG ) 为图中MI的斜率。 

2、吸收总速率方程 

    在上述的吸收分速率方程中的Pi Ci 是难以测定的。因此用为两式之一来计算吸收速率有困难。对于吸收过程可以采用两相主体浓度的某种差值来表示总推动力,  即用P - Pe Ce - C来表示。这就不限于主体与界面之间的关系。因此,P - Pe  Ce - C表示吸收过程推动力的速率方程称为总吸收速率方程。 

       :  NA = KG (P - Pe ) = (P - Pe )/(1/KG)               (5-19)

         NA = KL (Ce - C) = (Ce - C)/(1/KL )               (5-20)

式中:     Pe ----与液相主体浓度CA 平衡的气相分压,  kN/m2 

Ce ----与气相主体分压PA平衡的液相平衡浓度,  kmol/m3;

KG----气相传质总系数,  kmol/m2·S(KN/m2) ;

KL ----液相传质总系数,  m/S 

1/KG 1/KL 为跨过气膜与液膜的总阻力,KGKL在吸收速率方程中的地位与K在传热总速率方程中的地位相类似。 

3、吸收总系数与两相分系数的关系 

    稳定的吸收过程有:NA =KG (P - Pi ) = (P - Pi )/(1/KG );

                          =KL (Ci - C) = (Ci - C)/(1/KL )       (5-21)

式中1/KG为溶质通过气膜的阻力,1/KL为溶质通过液膜的阻力。 

    若物系服从亨利定律,则有: Pe = C/H     Pi = Ci /H ,

                         : C =H·Pe     Ci = H·Pi    

代入上式得:NA =(P - Pi )/(1/KG ) = (H·Pi - H·Pe )/(1/KL )

              = (P- Pe )/(1/KG -1/H·KL )                       (5-22)

与式(5-17)比较可知: 1/KG = 1/KG +1/H·KL = RG +RL               (5-23)

    吸收总阻力1/KG 是气膜阻力1/kG 与液膜阻力1/H.kL 两者之和。由于kG KL单位为同,kL H相乘之后,H.kL KG KG 的单位就一致了。 

     用与上述相似的推导方法可得KL kGkL的关系为:

             1/KL = 1/kL +H/kG = RL+RG                 (5-24)

注意,KGKL都是用来表示吸收传质的总系数,它们的倒数都表示吸收的总阻力,两者的数据不一样,是因为KLKG的单位不一致。 

      对于易溶气体,其溶解度很大,H值很大,1/H.kL相对1/kG来说小多了,故可略去不计, : ----------> KG 约等于kG ,这就是说,易溶气体的吸收速率主要由气相一方即气膜作用来控制,这叫做气膜控制过程。 

      对于难溶气体,其溶解度很低或较小,H值很小,H/kG相对1/kL来说要小得多,故可略去H/kG ,:-------->KL约等于kL,这就是说,难溶气体的吸收速率主要由液相一方即液膜的作用来控制,这叫做液膜控制过程。 

      溶解度适中的气体,其吸收速率由两个膜起控制作用。 

4、用摩尔比表示的吸收速率方程式 

    在进行吸收设备的计算时,以摩尔比表示组成浓度较为方便。即将分压PPe转换为YYe ,将摩尔浓度CCe转换为XXe ,则可得到应用较为广泛的以 

(Y - Ye )(Xe - X)表示的总推动力的速率方程式。 

    ( 1 ) (Y - Ye )表示的吸收速率方程式 

        若总压为P,溶质在气相的分压为 : P = P.y

        根据比摩尔分率的概念:       

                    

                  

           P = P·Y/(1- Y)                         (5-25)

同理:            Pe = P·ye = P·Ye/(1+Ye )                  (5-26)

                          (5-27)

:          NA = (Y-Ye )                              (5-28)

式中KY------以摩尔比之差(Y-Ye)为推动力的气相吸收总系数,  Kmol/m2·S  

(5-28)为以总推动力(Y-Ye)表示的吸收速率方程式。吸收总系数的倒数1/KY为跨过双膜的阻力。 

    当溶质在气相和液相中浓度很低时, 

    即Y和Ye很小时,(5-27)中分母 (1+Y) ·(1+Ye) =1

           :             KY =P·KG 

   (2)、以(Xe -X)表示总推动力的速率方程_

用上述类似的方法可推得:  

:                 (5-29)      

:NA = KX(Xe - X)                             (5-30)

式中:  KX--------(Xe-X)为总推动力的液相吸收总系数, Kmol/m2·S  

(5-19)为以总推动力(Xe-X)表示的吸收速率方程式。吸收总系数的倒数1/KX为跨过双膜的总阻力。当溶质在气相中浓度很低时,XeX很小时,

:  式中 --------溶液的浓度,Kmol(溶质)+Kmol(溶剂)/m3(总体积) 

表5-1传质速率方程式的各种形式       

 

 

Dp、Dc为推动力 

DY、DX为推动力 

Dy、Dx为推动力 

  

NA=KG(p-pi)

NA=kY(Y-Yi)

kY=PkG/(1+Y)(1+Yi)

NA=ky(y-yi)

ky=PkG 

  

NA=kL(Ci-C)

NA=kX(Xi-X)

  kX=kLC/(1+Xi)(1+X)

NA=kX(xi -X)

 kX=kL· 

  

NA=KG(P-Pe)

KG=1/(1/kG+1/HkL)

 

气膜控制时KG=kG 

NA=KY(Y-Ye)

KY=PKG/(1+Y)(1+Ye)

KY=1/(1/kY+m/kX)

气膜控制时KY=kY 

NA=Ky(y-ye)

Ky=P.KG

Ky=1/(1/ky+m/kX)

气膜控制时Ky=ky 

液相 

NA=KL(Ce -C)

  KL=1/(H/kG+1/kG)

液膜控制时KL=k

NA=KX(Xe -X)

       KX=KL. /(1+Xe)(1+X)

KX=1/(1/mky+1/kx)

液膜控制时KX=k

NA=Kx(xe-x)

     Kx=KL 
Kx=1/(1/mky+1/kx

液膜控制时Kx=k

5、强化吸收过程的途径 

    从吸收总速率方程式NA=KYDY可以看出,影响吸收的主要因素是吸收总传质系数KY、吸收推动力DY和相接触面积A。所以KYDYA就成为强化吸收过程的三个很需要因素。 

    (1)提高吸收总系数KY(KG)KX(KL)

     从吸收的机理可知,吸收过程的主要阻力集中在从膜上。要提高吸收总系数,必须设法降低气膜和液膜的厚度。一般来说,通过加大流体的流动速度,增加流体的湍动程度,则可减小滞流膜层的厚度。 

    对于易溶气体,KG约等于kG ,是气膜控制过程。因此,关键是降低气膜层的厚度。增加气体总压,气流速度增加,增大气相的湍动程度,则膜分系数增大,则总系数就增大了,即KY约等于P·kG 。但是,气流速度应根据设备大小来考虑,不能超过液流速度。 

    对于难溶气体,KL约等于kL ,是液膜控制过程。因此,关键是降低液膜厚度。提高吸收剂的流速,增大液相的湍流程度,可降低膜厚度,使液膜分系数增大,结果总系数增大,即KX约等于C·kL  

    溶解度适中的气体,其吸收速度由两个膜控制,因此,要提高吸收总系数,须同时增大气相和液相流速,增大两相的湍动程度,从而减小两膜的厚度。 

    (2)增大吸收推动力DY或D 

     吸收过程能够进行下去,是因为气液两相之间存在浓度差,即存在推动力。所以要增大吸收推动力,无疑是强化吸收过程的重要途径之一。从气相表示的推动力(P - Pe )来分析:增大吸收质的分压P,减小吸收质在液面上的平衡分压Pe ,是有利于DPDY 增大。吸收剂选得好,操作温度较低,可以降低Pe 。增大气体总压可以提高分压PA 。从液相表示的推动力(Ce - C)来分析:增大吸收质在液相中的浓度Ce ,减小吸收剂中吸收质的浓度C,则有利于DCDX的增大。选择的吸收剂有较大的溶解性,则可提高Ce ,降低C,有利于DCDX的增大。 

  (3)增大单位吸收传质面积 

    这主要由设备来决定,对于填料塔,应该注意:A填料的选型,如图(5-1)所示,应尽量选比表面积大的填料。B增大气液分散度,液体喷淋均匀,填料充分润湿,保证上升气泡和液层充分接触,达到传质目的。C采用湍球塔,促使气液充分湍动,两相接触面不断更新,扩大了接触面积。 

    对于填料的要求如下: 

        A比表面积大,即单位体积的填料所具有的表面积大。 

        B比重小,减轻塔和基座负荷。 

        C机械强度好,不易破碎。 

        D耐腐蚀性好。 

        E价格低廉,容易制得。 

    目前,使用的填料种类较多,有拉西环(又分金属、陶瓷等)、鲍尔环、杯形、鞍形、波纹、栅板等各种填料。其特性见附录2。 

   除了以上的分析外,生产中常选用一种能与吸收质发生化学反应的吸收剂进行吸收。实质上就是把物理吸收和化学吸收联合进行,这也是强化吸收的一种操作方法。 

    例如用NaCl-NH3.H2O吸收CO2,铜氨溶液吸收CO,比起单纯的物理吸收大不一样,情况也复杂得多。 

由于吸收质与吸收剂中的活泼组分发生化学反应,使吸收质在液相中的浓度显著下降,相应的Y变小,这无疑增大了气相传质推动力。若是不可逆,则吸收质在液相中浓度降低到接近于零,则相应的气相Ye*约等于零,由此说明伴有化学反应的吸收操作比起单纯的物理吸收操作效率要高。

 

SH5-4吸收塔的计算

吸收过程既可以采用板式塔又可采用填料塔。为了方便起见,吸收将以连续接触的填料塔进行分析,而板式塔则放在精馏过程进行分析。 

    在填料塔内气液两相可作逆流也可作并流流动。在两相进出口浓度相同的情况下,逆流的平衡推动力大于并流。同时,逆流时下降至塔低的液体与进塔的气体相接触,有利于提高出塔的液体浓度,且减小吸收剂的用量;上升至塔顶的气体与进塔的新鲜吸收剂接触,有利于降低出塔气体的浓度,可提高溶质的吸收率。 

但是,逆流操作时向下流的液体受到上升气体的作用(又称为曳力)这种曳力过大时会阻碍液体的顺利下流,因而限制了吸收塔所允许的液体和气体流量,这是逆流的缺点。设计、操作恰当,这一缺点则可以克服,故一般吸收操作多采用逆流。 

    在许多工业的吸收中,进塔混合气体中的溶质浓度不高,如小于5~10%,因被吸收的溶质很小。所以,流经全塔的混合气体量与液体量变化不大。同时,由溶质的溶解热而引起的塔内液体温度升高不显著,故可以认为吸收是在等温下进行,因而可以不作热量衡算。由于气液两相在塔内的流量变化不大,全塔的流动状态基本相同,传质系数kGkL在全塔为常数。若在操作范围内平衡线斜率变化不大,传质总系数KGKL也可认为是常数。这样,就可使低浓度气体吸收计算大大简化。 

吸收塔计算的内容主要是通过物料衡算及操作线方程,确定吸收剂的用量和塔设备的主要尺寸(塔径和塔高)。 

5-4-1吸收剂用量的计算 

    (1)物料衡算与操作线方程 

    通过吸收塔的气体混合物中含有吸收质和不被吸收的惰性组分,而液体中含有吸收剂和溶解于其中的吸收质。在吸收过程中,气相中的吸收质不断转移到液相中来,使其在气体混合物中的量不断减少,而在溶液中的量不断增多。但气相中惰性气体量和液相中吸收剂的量始终是不变的。因此,在进行物料衡算时,以不变的惰性气体流量和吸收剂流量作为计算基准,并用比摩尔分率表示气相液相的组成最为方便。 

    图5-7所示,对全塔来说,气体混合物经过 

吸收塔后,吸收质的减少量等于液相中吸收质的增 

加量,即:V(Y1 - Y2 ) = L(X1 - X2 )            (5-31)

式中:       V-----惰性气体的摩尔流量, Kmol/S

             L------吸收剂摩尔流量, Kmol/S

    Y1 Y2 分别为吸收塔的塔底和塔顶的液相比摩尔分率。X1X2分别为吸收塔的塔底和塔顶的液相比摩尔分率。 

    现取塔内任一截面m-n与塔底(图5-7中的虚线范围)作溶质的物料衡算, 

即:V(Y1 - Y) = L(X1 - X)    <=>         (5-32)

式中:Y------ m-n截面处气相中溶质的比摩尔分率,Kmol(溶质)/Kmol(惰性气体);

       X------m-n截面处液相中溶质的比摩尔分率,Kmol(溶质)/Kmol(溶剂) 

    (5-32)称为吸收操作线方程式。 

在稳定吸收的条件下,L、V、X1 Y1 均为定值,故吸收操作线是一直线方程式,其斜率为L/V,在Y-X图上的截距为 ,操作线方 程描述了塔内任意截面上气液两相浓度之间的关系。 在吸收过程中,气相中的溶质分压总是大于液相中溶质的平衡分压,所以吸收操作线CB总是在平衡线的上方。 

    若所处理的气体浓度较低(低于5~10%),所形成的溶液浓度也较低,此时Y@yX@x,而且通过任一截面上混合气体量近似等于惰性气体量,通过任一截面上的溶液量近似等于纯溶剂的量,气液浓度可用摩尔分率y和x来表示了,则式(5-32)可写成: 

                        (5-33)

(5-33)表示对于低浓度气体的吸收,在y-x坐标上给出的操作线基本上呈直线,其斜率为L/V 

 (5-32)是从溶质的物料平衡关系出发而推得的关系式,它取决于气液两相和流量L、V,以吸收塔内某截面上的气液浓度有关,而与相平衡关系、塔的类型、相际接触情况及操作条件无关。此式应用的唯一必要条件是稳定状态下连续逆流操作。  

吸收剂的用量与最小液气比

 如果平衡曲线如图5-9(a)所示的形状,DE’’的斜率为:

                    (5-35)

式中:Lmim --------吸收剂最小用量,Kmol/S

      Xmax --------操作线与平衡线相交时液相的浓度,可按Ye =mX求出Xmax=Y1 /m,或读E’’点的横坐标,Kmol吸收质/Kmol吸收剂。 

    如果平衡曲线如图(5-9 b)所示的形状,DE’’与平衡线相切,此时最小液气比的计算式仍按式(5-23)计算,Xmax的数值只能读E’’的横坐标,不能由Ye =mX求得。 

    Lmim求出后,应根据生产上的要求,控制一个适宜的L,即最适用量L,一般为:

              (L/V) = (1.2~2)(L/V)mim                     (5-36)

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