吸收塔的最小液气比 （非正常曲线）
Y1 Y2 qn, L,min qn,V X 1 X 2
二、适宜的液气比
处理量 qn ,V 一定 动力 消耗
qn , L
推动 力 根据生产实践经验，一般取
n ,V
～q
qn , L
～ ～
操作 费用
填料层 高度
～
设备 费用
qn ,L qn ,L 1.1 ~ 2.0 ( ) min qn ,V qn ,V
令
S
mqn,V qn , L
脱吸 因数
脱吸因数为平衡线斜率 与操作线斜率的比值 。 则
N OG

Y1
Y2
1 S Y (SY2 Y2* )
dY
一、传质单元数法
积分并化简，可得 Y1 Y2* 1 N OG ln 1 S S * 1 S Y2 Y2 同理，可导出
qn ,L qn ,L Y X Y1 X1 qn ,V qn ,V
逆流吸收塔 操作线方程
二、操作线方程与操作线
同理，在 m-n 截面与塔顶端面之间作组分 A 的衡 算，得
qn ,L qn ,L Y X Y2 X2 qn ,V qn ,V
斜率
逆流吸收塔 操作线方程
塔底 塔顶
操作线方 程为直线
qn , L qn ,V
过点
B (X1，Y1) T (X2，Y2)
逆流吸收操作线
斜率 qn, L / qn,V （液气比）
操作线
Y*=f(X)
Y1
B
Y
Y*
推动力
Y2
T
X2
X
X1
思考：如何得出并流吸收操作线？位置如何？
第八章 气体吸收
8.4 低组成气体吸收的计算
溶剂昂贵或不易获得，需回收利用 溶质为目的产物
二、化工中常用的解吸方法
气提解吸
解吸 方法
加入气提气，降低溶质的分压。 减压解吸 √ 吸收在加压下进行，通过减压进行解吸。 加热解吸 对吸收液加热，通过升温进行解吸。 加热－减压联合解吸 √ 加热－减压联合进行，提高解吸程度。
√
0.1 MPa
2.2 MPa
收速率越大，也可反映吸收设备的分离能力。
一、传质单元数法
NOG 的物理意义
Z H OG N OG
HOG 一定 NOG
～Z ～
吸收分离的难度
NOG 是反映吸收分离难易程度的因数，NOG 越
大，吸收分离的难度越大。
一、传质单元数法
3. 传质单元数的求法 (1) 解析法 ① 脱吸因数法 设平衡关系为
最小液气比 最小溶剂用量
qn ,L,min
Y1 Y2 * qn ,V X1 X 2
qn ,L m(Y1 Y2 ) mA Y1 qn ,V min
纯溶剂 吸收
Y*=mX
qn , L Y Y 1 2 q X X2 n , V 1 min
第八章 气体吸收
8.1 吸收过程概述
8.2 吸收过程的相平衡关系 8.3 吸收过程的速率关系
8.4 低组成气体吸收的计算 8.4.1 物料衡算与操作线方程
一、全塔物料衡算
在工业中，吸收操作多采用塔式设备，既可 采用气液两相在塔内逐级接触的板式塔，也可采 用气液两相在塔内连续接触的填料塔。工业中以 采用填料塔为主，故本节对于吸收过程计算的讨 论结合填料塔进行。



则
NOG
Y1 Y2 Ym
一、传质单元数法
同理，可导出
N OL
其中
X1 X 2 X m
* * X 1 X 2 X1 X1 X 2 X2 X m * X 1 X 1 X1 ln ln * X 2 X X 2 2



适用条件
平衡关系为近似直线
吸收过程的最小液气比 ( qn ,L / qn ,V ) min ，然后再根
据工程经验，确定适宜（操作）液气比。
一、最小液气比
最小液气比可用图解法求得 ：
qn ,L Y1 Y2 Y1 Y2 * qn ,V min X 1 X 2 Y1 / m X 2
8.4.1 物料衡算与操作线方程 8.4.2 吸收剂用量的确定
一、最小液气比
在吸收塔的计算中，通常气体处理量是已知 的，而吸收剂的用量需通过工艺计算来确定。在 气量一定的情况下，确定吸收剂的用量也即确定 液气比 qn ,L / qn ,V 。 液气比 qn ,L / qn ,V 的常用确定方法是：先求出
T1
Wh c ph
L H c ( NTU )c
传热单 元长度 传热单 元数
L H h ( NTU ) h
传热单 元长度 传热单 元数
一、传质单元数法
分析
qn ,V (kmol / s) K a (kmol / m2s)(m2 / m3 )(m2 ) m Y
1－吸收塔 2－闪蒸罐 3－溶剂泵 4－解吸塔
0.6 MPa
脱碳系统吸收液的减压解吸工艺流程
0.1 MPa
8.4 低组成气体吸收的计算 8.5 吸收系数
吸收系数的获取途径
吸收系数是吸收过程计算的关键。吸收系数不 仅与物性、设备类型、填料形状和规格等有关，而 且还与塔内流体流动状况、操作条件密切相关。 实验测定 获取吸收 系数途径
经验公式计算
准数关联式计算
第八章 气体吸收
8.1 吸收过程概述
8.2 吸收过程的相平衡关系 8.3 吸收过程的速率关系
适宜液气比 适宜溶剂用量
qn,L 1.1 ~ 2.0 qn ,L,min
第八章 气体吸收
8.4 低组成气体吸收的计算
8.4.1 物料衡算与操作线方程 8.4.2 吸收剂用量的确定 8.4.3 塔径的计算
塔径的计算
工业上的吸收塔通常为圆柱形，故吸收塔的直 径可根据圆形管道内的流量公式计算：
计算进塔气体组成 Y1
qn , L 水流量 出塔气体组成 Y2
出塔液体组成 X1
三、吸收系数的计算
总体积吸收系数KY a 计算公式：
qn ,V Y1 Y2 Z KY a Ym
qn ,V (Y1 Y2 ) qn ,GA KY a Ym Ym
qn ,GA qn ,V (Y1 Y2 ) qn ,L ( X 1 X 2 )
填料有效比表面积 m2/m3
dqn,GA N AdA N A adZ
吸收塔截面积 m2
填料有效比 表面积a
<
填料润湿比 表面积aW
<
填料总比 表面积 at
一、传质单元数法
整理可得 dY KY a dZ Y Y * qn,V 在全塔范围内积分
dX K X a dZ X *X qn, L
8.4 低组成气体吸收的计算 8.5 吸收系数 8.5.1 吸收系数的测定
一、实验装置与流程
实验测定是获得吸收系数的根本途径。实验测
定一般在已知内径和填料层高度的中间实验设备上
或生产装置上进行，用实际操作的物系，选定一定
的操作条件进行实验。
水吸收氨过程吸收系数的测定实验流程
二、测定方法
测定数据： 操作温度 t 操作压力 P 空气流量 qn ,V 氨气流量 qn , A
Y1 Y2
Y Y
1
2
Y1 Y2
一、传质单元数法
可导出 令
N OG Y1 Y2 Y1 ln Y1 Y2 Y2
对数平均 推动力
Y1 Y2 Y1 Y1* Y2 Y2* Ym * Y1 Y Y ln ln 1 1* Y2 Y2 Y2
D
注意
4qV ,V
u
吸收塔直径计算式
计算塔径时，一般应以塔底的气量为依据。 qV ,V 采用操作状态下的数据。 计算塔径时， 计算塔径的关键在于确定适宜的空塔气速u 。
第八章 气体吸收
8.4 低组成气体吸收的计算 8.4.1 物料衡算与操作线方程 8.4.2 吸收剂用量的确定 8.4.3 塔径的计算 8.4.4 吸收塔有效高度的计算
一、传质单元数法
若 或 则 或
1 Y1 2 2 Y2 1 X 1 2 2 X 2
Y1 Y2 Ym 2 X 1 X 2 X m 2
可用算术平均值 代替对数平均值
第八章 气体吸收
8.1 吸收过程概述
8.2 吸收过程的相平衡关系 8.3 吸收过程的速率关系
一、传质单元数法
1. 基本计算公式 填料塔为连续接触 式设备，随着吸收的进 行，沿填料层高度气液 两相的组成均不断变化， 塔内各截面上的吸收速 率并不相同。为解决填 料层高度的计算问题， 需要对微元填料层进行 物料衡算。
微元填料层的物料衡算
一、传质单元数法
在微元填料层内对组分A作物料衡算：
dqn,GA qn,V dY qn, L dX
dY Z KY a Y2 Y Y * qn, L X dX Z K X a X X * X
Y1
1 2
qn,V
填料层高度基 本计算公式
一、传质单元数法
2. 传质单元高度与传质单元数 比较：换热器的换热管长度基本计算公式
L
Wc c pc ndK
t2 t1
dt T t
dT L T2 ndK T t
第八章 气体吸收
8.5 吸收系数 8.5.1 吸收系数的测定 8.5.2 吸收系数的经验公式(选读) 8.5.3 吸收系数的准数关联式(选读)
第八章 气体吸收
8.5 吸收系数 8.6 其他吸收与解吸 8.6.1 其他吸收过程(选读) 8.6.2 解吸(脱吸)