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二、吸收塔操作线方程与操作线
对于塔顶 GB (Y Ya ) LS ( X Xa )
或
Y
LS GB
X
Ya
LS GB
X a
对于塔底 GB (Yb Y ) LS ( Xb X )
或
Y
LS GB
必要条件：
稳定状况下的连续操作。
Y
Yb
B
E
Y
P
R
Ya A
Y*
Q
O Xa X Xb X* Xb*
X
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三、吸收剂用量确定
曾讲过，能耗 ，操作费 LS
但受溶解度的限制，LS不可能太小
如何合理选取LS？
通过操作线与平衡线的关联决定
Y y 1 y
X x 1 x
GB G(1 y) LS L(1 x)
吸收率（回收率）： 混合气体溶质A被吸收的百分率。η
被吸收的溶质量
气体进塔的溶质量
Ya Yb (1)
总物料衡算只是表达了进出口塔气液组成的关系。 对于塔内任一截面气液组成关系？
局部衡算（对任一截面上衡算）
一般以塔顶为基准
操作线方程
第三节 吸收（或脱吸）塔的计算
重点讨论连续操作的填料塔
计算内容包括塔高h、塔径D和吸收剂用量LS
讨论对象
板式塔 填料塔
精馏章节讨论 研究对象
9-5 物料衡算
溶剂用量、出塔溶液浓度、气液组成关系等的确定
物料衡算
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液相总传质方程
L xb dx ho K xa xa x * x
液相传质方程
L
ho k xa
xb dx xa xi x
可用X，Y a<比表面积，a很难测定。
与称吸为收“系 体数积可作吸用为收一系整数体”，。 Kya—推动X力，为Y一个单位时
单位时间单位体积填料层 吸收的溶质量。
求ho
求定积分
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LS 1.5LSmin 1.55.06 7.59kmol / h
LB为每小时进塔纯溶剂用量。由于入塔洗油中含有少量芳烃，则每小时入塔的 洗油量应为
LS ' LS 1 Xa 7.63kmol / h
Xb
Xa
GB (Yb Ya ) LS
0.00503 41.27(0.0204 0.00102) 0.11 7.59
ym
ho
G K ya
yb ya ym
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同理：
ho
G k ya
yb ya yim
y
B
Δxb E
ho
L K xa
xb xa xm
可用Ｘ、 Ｙ
Δyib
R
B’
ho
L kxa
xb xa xim
A
Δyb
A’
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计算式法计算(LS/GB)min：
LS GB
min
Yb Ya
X
* b
X
a
Yb Ya Yb m X a
注意：这里M≈m
LS GB
min
yb ya xb* xa
yb ya yb m ya
x
1
ya ya
LS GB
1
xa xa
非直线，为双曲线
低浓度气体yb<1 近似处理 直线
y ya yb ya LS x xa xb xa GB
或者，对于低浓度气体有： G GB
Gy ya Lx xa
L LS
或
y
L G
x
ya
L G
xa
直线
y Y x X
说明两点：（1）以xa、ya表示误差小些，较好； （2）用塔底的（L/G）b的近似性好。
微元体积Ωdh
相界面面积aΩdh
ho
dh
气相传入到液相的溶质量为NAaΩdh
单位塔截面的溶质量为NAaΩdh
物料衡算
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y+dy x+dx GL
G,yb L,xb
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物料衡算：（低浓度气体，dh内）
N Aadh Gdy Ldx
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9-6 填料层高度（对低浓度气体的计算）
为什么要计算填料层高度？
目的： 保证其中有效气液接触面积能满足传质任务。
怎样算ho？
传质所需的面积（为完成一任务）
ho
V
D塔径
VA a
N A A Gyb ya
Y Yb
(LS/GB) min B B1 C E
Y
P
R
Ya AY*Q来自O Xa X Xb X* Xb*
X
A为定点，B点变化 LS不可能
LS变化，LS/GB变
图解法求(LS/GB)min
LS Xb LS/GB 推动力 填料塔高度 塔高
LSmin C点 推动力为〇 最小液气比（LS/GB）min
解：进入吸收塔的惰性气体摩尔流量为
GB
G 22.4
t
273 p (1 273 101.3
yb )
1000 22.4
273 273 27
105 (1 0.02) 101.3
41.27kmol
/
h
进塔气体中芳烃的摩尔比
Yb
yb 1 yb
0.02 0.0204 1 0.02
？！
出塔气体中芳烃的摩尔比 Ya Yb (1) 0.0204(1 0.95) 0.00102
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[补例] 在逆流吸收塔中，用洗油吸收焦炉气中的芳烃。吸收塔压强为105kPa ，温 度为300K ，焦炉气流量为1000m3/h ，其中所含芳烃组成为0.02（摩尔分率,下同）， 吸收率为95%，进塔洗油中所含芳烃组成为0.005。若取吸收剂用量为最小用量的 1.5倍，试求进入塔顶的洗油摩尔流量及出塔吸收液组成。（操作条件下气液平衡 关系为Y*=0.125X ）
注意式中Δy im、Δxim、 Δxm的求法
O
x
Δy
ya ya ya*
Δyi
yia ya yia
Δx
xa xa* xa
Δxi
xia xia xa
yb yb yb* yib yb yib
xb xb* xb
xib xib xb
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进塔洗油中芳烃摩尔比
Xa
xa 1 xa
0.005 0.00503 1 0.005
LS min
GB
Yb Ya
Yb m
Xa
41.27
0.0204 0.00102 0.0204 0.00503
5.06kmol
/
h
0.125
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Gb,yb Lb,xb
GB、LS ；比摩尔分率。
逆流吸收塔的物料衡算
对于A组分有： GBYb LS X a GBYa LS X b
GB (Yb Ya ) LS ( Xb X a )
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式中各量的计算：
一、总物料衡算
稳态逆流 参数：Ga、Gb；La、Lb；G、 L(kmol/m2·s)；ya、yb(kmol(A)/kmol (A+B))；xa、 xb(kmol(A)/kmol (A+S))；x、y。
Ga,ya La,xa
气 液
y、G x 、L
如何衡算？
G,y L,x
找一固定量
吸收剂和惰性气体的量
单位体积有效传质面积 吸收速率方程式
物料衡算（吸收负荷）（任务）
相平衡关系
推动力
总是实际浓度与某种平衡浓度的差额 (x*-x)或(y-y*)
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所以填料层高度的计算将涉及到物料衡算、传质速率与相平衡三种关系式的应用
X
Yb
LS GB
X b
逆流吸收塔的 操作线方程式
代表吸收塔的任意截面上气、液相浓度之间的关系。
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稳态
LS、Xb、GB、Yb为定值
操作线方程式
在XY坐标中应为直线
直线AB
操作线
斜率LS/GB 应过点B(Xb,Yb)；A(Xa,Ya)
设计时：
1.1~1.5
LS GB
min
LS GB
即： (1.1~1.5) LS min LS
特殊情况
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