（7-40）便可求出塔底排出的吸收液的组成X1，即
吸收塔的计算
2. 吸收塔的操作线方程式
在稳态操作的情况下，操作线方程可通过对吸收塔 内任一横截面M-N与塔底端面之间进行对溶质A作物料衡 算获得，即
VY+LX1=VY1+LX
吸收塔的计算
式（7-43）和式（7-44）称为逆流吸收塔的操作线方程，两式 可相互转化。它们表明了在吸收塔内任一截面上气相组成Y与液相组 成X的关系。
吸收塔的计算
1. 物料衡算
图7-7所示为一处于稳定操作状态下，逆流操作吸收塔 内气、液两相流量与组成的变化情况。混合气体通过吸收塔 的过程中，可溶组分不断被吸收，故气体的总量沿塔高而变， 液体也因其中不断溶入可溶组分，其量也沿塔高而变。但是， 通过吸收塔的惰性气体量和吸收剂量是不变的。因此，在进 行物料衡算时，以不变的惰性气体流量V和吸收剂量L作为计 算基准。现对全塔作物料衡算，可得
（2）坐标X、Y代表吸收塔内某一截面的液相和气相组成。 （3）当进行吸收操作时，因塔内任一截面处的 Y > Y*或X* > X， 故吸收操作线位于平衡线的上方。反之，如果操作线位于平衡线的下方， 则为解吸操作。 （4）操作线上的任一点A与平衡线之间的垂直距离和水平距离，表 示塔内某一截面的气相和液相传质推动力。操作线离平衡线愈远，吸收 的推动力愈大。
吸收塔的计算
通常，进塔混合气的组成与流量是由吸收任务规定了的，如
果吸收剂的进塔组成和流量确定。同时又规定了吸收率η，则气体
出塔时的组成Y2为
Y2=Y1(1-η)
（7-42）
式中，η为混合气体中被吸收的溶质量V(Y1-Y2)占总的溶质量
VY1的百分率，称为吸收率或回收率。
这样，V、Y1、L、X2及Y2均为已知，再通过全塔物料衡算式
对于一个稳定的吸收过程，由于V、L、Y1、Y2、X2及X1均为定 值，由操作线方程可知，逆流吸收操作线为一斜率为L/V的直线，该 直线通过点B(X1，Y1)及点T(X2，Y2)。图7-8中的直线BT即为逆流吸 收塔的操作线。直线上任意一点A反映了吸收塔内任意截面上气、液 两相组成的关系。将平衡线也标绘在X-Y坐标上，即图中的
化工原理
吸收塔的计算
在工业生产中，吸收操作可以在板式塔也可在填料 塔内进行。在填料塔内气液两相可做逆流流动也可做并流 流动，在两相进出口浓度一定的情况下，逆流的推动力大 于并流。同时，在进行逆流操作时，气体自塔底通入，液 体从塔顶洒下，因此溶液从塔底流出前与刚进入塔的气体 相接触，可使溶液的浓度尽量提高。经吸收后的气体从塔 顶排出前与刚入塔的液体接触，又可使出塔气体中溶质浓 度尽量降低，提高溶质的吸收率。
吸收塔的计算
图7-7 逆流操作吸收塔示意图
吸收塔的计算
VY1+LX2=VY2+LX1 或
（7-40
V（Y1-Y2）=L（X1-X2）
（7-41
式中V——单位时间通过吸收塔的惰性气体量，kmol(B)/s；
L——单位时间通过吸收塔的吸收剂量，kmol(S)/s；
Y1，Y2——分别为进塔和出塔气相中吸收质的摩尔比； X1，X2——分别为出塔和进塔液相中吸收质的摩尔比。
吸收塔的计算
如图7-9（a）所示，由于Y1、Y2及X2已定，操作线必须从T （X2，Y2）点出发，而另一点B由于X 1不确定，则可在Y=Y1的 直线上左右移动。B点的横坐标将取决于液气比L/V，若V值一定， 则取决于吸收剂用量L的大小。相反若减少溶剂用量则液气比减小， 操作线斜率变小，溶液出口组成X1提高，但吸收操作推动力减小。 当吸收剂用量减小到使操作线与平衡线相交时，如TB*线所示，则 塔底送出的溶液组成达到最大，此时吸收推动力降低为零，表示取 得一定的吸收效果需要的接触面积无限大，实际上这是一种不可能 存在的情况，此时的吸收剂用量最小，用Lmin表示，相应的液气比 称为最小液气比，用(L/V)min表示。
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思考题7-5
并流吸收塔操作线方程及操作线形式是怎样的？
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二、 吸收剂用量的确定
在进行吸收塔计算时，所处理 的气体量，塔顶与塔底的气体组成， 以及吸收剂的入塔组成都是事先规 定好的，而吸收剂的用量则要设计 者自己通过计算来确定。
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1. 最小液气比
图7-8所示的逆流吸收操作线的斜率L/V称 为吸收塔内液气比，其值反映处理单位惰性气 体量所需的吸收剂用量。吸收剂用量取决于适 宜的液气比。吸收操作的液气比和精馏的回流 比相似，直接影响设备的尺寸与操作费用，它 是吸收操作设计时的一个重要参数。

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图7-8 逆流吸收操作线
吸收塔的计算
（1）吸收操作线是由物料衡算求得的，仅与气液两相的流量和进、 出塔的组成有关，与气液相平衡关系、操作条件、塔的结构无关。它的 具体位置可由气相的进出组成Y1、Y2和液相的进出组成X1、X2确定。
吸收塔的计算
本节主要讨论生产中使用广泛的气 液两相连续接触式填料塔的有关计算， 其主要内容是在选定吸收剂和填料的基 础上，确定适宜的吸收剂用量和塔设备 的有关主要尺寸。
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一、 吸收塔的物料衡算与操作线方程式
吸收塔的设计计算，通常由工艺给定设计条件， 即给定混合气体的处理量、进口组成和出口组成（或 溶质的回收率）都是作为设计条件而规定的。此外， 还应给出所用的溶剂的入塔组成及相关物性与气液相 平衡关系等。
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图7-9 吸收塔的最小液气比
吸收塔的计算
最小液气比可用图解法求得，根据Y1从平衡线上读出X*1， 即可利用下式算出最小液气比：
吸收塔的计算
2. 操作液气比的确定
从以上分析可知，在V值一定的情况下，随着液气比的增大，操作 线将远离平衡线，吸收的推动力也逐渐增大，若欲达到一定吸收效果， 则所需的塔高将减小，设备投资也减少。但液气比增加到一定程度后， 塔高减小的幅度就不显著，而吸收剂消耗量却过大，造成吸收剂输送及 再生等操作费用剧增。而如果液气比过小，操作线接近平衡线，溶剂的 消耗减少，吸收过程的推动力减小，所需的填料层高度及塔高增大，设 备费用增加，同时由于液体的喷淋密度不够，塔内的填料不能得到充分 润湿，影响传质效率。因此，在进行吸收塔的设计时，需综合考虑操作 费用和设备费用，选择一合适的液气比。根据生产实践经验，通常吸收 剂用量为最小用量的1.1～2.0倍，即