1 气体的吸收
一、 气体吸收复习题
1． 吸收分离操作的依据是什么？
2． 掌握气、液相组成的表达方式和相互之间的换算。
3． 掌握亨利定律的应用以及各亨利系数E 、H 、m 之间的换算。
4． 说明物系、温度、压强对亨利系数E 、H 、m 的影响以及对溶解度的影响。
5． 理解分子扩散、涡流扩散和对流传质的意义，写出费克定律的表达式。
6． 简述双膜理论的要点。
7． 吸收推动力和阻力有哪些表示方法？何谓气相阻力控制和液相阻力控制，如何判断？
8． 说明吸收率的定义，吸收过程为什么常采用逆流操作？提高吸收速率的途径是什么？
9． 掌握吸收塔的物料衡算和最小液气比的确定方法。
10．液气比的大小对吸收操作有什么影响？适宜液气比的确定原则是什么？
11．掌握填料层高度的计算方法。熟悉传质单元高度和传质单元数的意义和影响因素。
12．掌握传质单元数的计算方法，当V
L m
时，传质单元高度又如何确定？ 13．写出脱吸因数或吸收因数的定义，并说明脱吸因数或吸收因数对吸收操作的影响。
14．当吸收实际操作液气比小于最小液气比时，该吸收塔是否无法操作？为什么？
15．当吸收塔的入塔液相浓度升高时，将对吸收操作有何影响？
16．简述填料的作用并简述填料的作用和特性；填料塔是由哪几部分组成？
17．填料的类型有哪些？填料塔的流体力学特性有哪些？
二、 题型示例
（一）填充题
1．吸收是分离 的单元操作，它是利用混合气体中各组分在吸收剂中的 差异，而达到分离目的。
2．亨利系数E 的数值大小表示气体溶于液体中的难易程度。亨利系数越大，气体在液体中的溶解度 。
3．相平衡常数m 与压强和温度有关，压强升高，m 值 ，温度升高，m 值 。
4．吸收操作和解吸操作都与温度和压强有关。较 的温度和较 的压强对吸收操作有利；而较 的温度和较 的压强对解吸操作有利。
5．双膜理论认为：吸收质是以 扩散方式通过气液两膜，传质阻力主要集中在气液两膜内，所以双膜理论又称为 理论。
6．要获得同样浓度的气体溶液，对易溶气体所需的压强 ，而对难溶气体所需的压强 。
7．对压强不太高的稀溶液，相平衡常数m 与亨利系数E 的关系是 ，亨利系数E 与溶解度系数H 的关系是 。
1、在一填料塔中用清水逆流吸收混合空气中的氨气，混合气体的流率为0.0305kmol/m 2 ·s 。氨浓度为0.01（体积分率），要求回收率为99％，水的用量为最小用量的 1.5倍，操作条件下的平衡关系为 2.02e y x =，气相体积总传质系数 30.0611/y K a kmol m s =。 试求：（1）出塔的液相浓度 1x ； （2）传质单元数 OG N （用吸收因数法）； （3）填料层高度H 。 解：（1）12 1 y y y η-= 21(1)0.01(199%)0.0001y y η=-=-= 1212min 11e 22 0.010.0001() 2.0 0.0102.02y y y y L y G x x x m ---====--- min 1.5() 1.5 2.0 3.0 L L G G ==?= 由全塔物料衡算： ()1212() G y y L x x -=- 11220.010.0001 ()00.0033 3.0 G x y y x L -=-+=+= （2）解吸因数： 2.020.673 3.0 mG S L === 12OG 22 1 ln[(1)] 1y mx N S S S y mx -=-+-- 10.01 2.020 ln[(10.673)0.673]10.7 10.6730.0001 2.020 -?=-+=--? （3） OG y 0.0305 0.500.0611 G H K a === OG OG 0.5010.7 5.4 H H N =?=?=（m ） 2、某填料吸收塔，用清水除去混合气体中的有害物质，若进塔气中含有害物质5％（体积％），吸收率为90％，气体流率 为32kmol/m 2·h ，液体流率为24kmol/m 2 ·h ，此液体流率为最小流率的1.5倍。如果物系服从亨利定律，并已知气相体积总传质系数 s m kmol a K y ?=3/0188.0，该塔在常压下逆流等温操作，试求： （1）塔底排出液的组成； （2）所需填料层高度。 解：（1） 12 1 y y y η-= 21(1)(190%)0.050.005y y η=-=-=
气体吸收 1.向盛有一定量水的鼓泡吸收器中通入纯的CO 2气体，经充分接触后，测得水中的CO 2平衡浓度为 2.875×10－2 kmol/m 3 ，鼓泡器内总压为101.3kPa ，水温30℃，溶液密度为1000 kg/m 3 。试求亨利系数E 、溶解度系数H 及相平衡常数m 。 解： 查得u30℃，水的kPa 2.4=s p kPa 1.972.43.101*=-=-=s A p p p 稀溶液：3kmol/m 56.5518 1000 == ≈ S M c ρ 42 1017.556 .5510875.2--?=?==c c x A kPa 10876.110 17.51.975 4*?=?==-x p E A )m kmol/(kPa 1096.21 .9710875.2342 *??=?== --A A p c H 18543 .10110876.15 =?= =p E m 2．在总压101.3kPa ，温度30℃的条件下, SO 2摩尔分率为0.3的混合气体与SO 2摩尔分率为0.01的水 溶液相接触，试问： （1） 从液相分析SO 2的传质方向； （2） 从气相分析，其他条件不变，温度降到0℃时SO 2的传质方向； （3） 其他条件不变，从气相分析，总压提高到202.6kPa 时SO 2的传质方向，并计算以液相摩尔分率差及气相摩尔率差表示的传质推动力。 解：(1)查得在总压101.3kPa ，温度30℃条件下SO 2在水中的亨利系数E =4850kPa 所以 == p E m =3 .1014850 47.88 从液相分析 00627.088 .473.0*=== m y x < x =0.01 故SO 2必然从液相转移到气相，进行解吸过程。
第九章 气体吸收 一、本章学习的目的、应掌握的内容和学习注意事项 1. 本章学习的目的 通过本章的学习，掌握气体吸收与解吸的基本概念和气体吸收过程的基本计算方法。 2. 本章重点掌握的内容 （1）气体吸收过程的平衡关系 （2）气体吸收过程的速率关系 （3）低浓度气体吸收过程的计算 本章应掌握的内容 （1）费克定律和分子传质问题的求解方法 （2）双膜模型 本章一般了解的内容 （1）溶质渗透模型和表面更新模型 （2）吸收系数 3. 本章学习应注意的问题 （1）表示吸收过程的平衡关系为亨利定律，亨利定律有不同的表达形式，学习中应注意把握它们之间的联系。 （2）表示吸收过程的速率关系为吸收速率方程，吸收速率方程有不同的表达形式，学习中应注意把握它们之间的联系。 （3）学习分子传质，不要机械地记忆各过程的求解结果，应注意把握求解的思路和应用背景。 （4）学习中应注意把握传质机理和吸收过程机理之间的联系，注意体会讲述传质机理和吸收过程机理的目的和意义。 二、例题解析 9-1 惰性气与CO 2的混合气中CO 2体积分数为30％，在表压1MPa 下用水吸收。设吸收塔底水中溶解的CO 2达到饱和，此吸收液在膨胀槽中减压至表压20kPa ，放出大部分CO 2，然后再在解吸塔中吹气解吸。 设全部操作范围内水与CO 2的平衡关系服从亨利定律，操作温度为25℃。求1kg 水在膨胀槽中最多能放出多少千克CO 2气体。 解：依题意，在全部操作范围内水与CO 2的平衡关系服从亨利定律，查附录二得25℃下CO 2溶于水时的亨力系数为 MPa 1066.12?=E 方法一：对膨胀槽作CO 2物料平衡(以1kg 水为衡算基准) 入膨胀槽吸收液中CO 2的组成 321110990.11066.1/3.01013.1/-?=??==E p x 设此液1kg 水中溶解CO 2的kg 数为W 1，则有： kg 10875.410990.118 /144/44 /313111--?=??=+= W W W x 出膨胀槽吸收液中CO 2的组成 422210307.71066.1/)020.01013.0(/-?=?+==E p x 设此液1kg 水中溶解CO 2的kg 数为W 2，则有：
吸收计算题-10题-2012 （一）某填料塔用水吸收混合气中丙酮蒸汽。混合气流速为V=16kol/)(2 m h ?，操作压力P=101.3kPa 。已知容积传质系数)/(6.643m h kmol a k y ?=，)/(6.163 m h kmol a k L ?=，相平 衡关系为A A c p 62.4=（式中气相分压A p 的单位是kPa ，平衡浓度单位是3 /m kmol ）。求： （1）容积总传质系数a K y 及传质单元高度OG H ； （2）液相阻力占总传质阻力的百分数。 （二）某填料吸收塔用含溶质0002.02=x 的溶剂逆流吸收混合气中的可溶组分，采用液气比L/V=3，气体入口质量分数01.01=y 回收率可达90.0=η。已知物系的平衡关系为y=2x 。 今因解吸不良使吸收剂入口摩尔分数升至00035.02 ='x ，试求： （1）可溶组分的回收率η'下降至多少？ （2）液相出塔摩尔分数1 x '升高至多少？
（三）有一填料吸收塔，在28℃及101.3kPa，用清水吸收200m3/h氨-空气混合气中的氨，使其含量由5%降低到0.04%（均为摩尔%）。填料塔直径为0.8m，填料层体积为3 m3，平衡关系为Y=1.4X，已知Kya=38.5kmol/h。问 （1）出塔氨水浓度为出口最大浓度的80%时，该塔能否使用？ （2）若在上述操作条件下，将吸收剂用量增大10%，该塔能否使用？（注：在此条件下不会发生液泛）
（四）一填料塔用清水逆流吸收混合气中的有害组分A。已知操作条件下气相总传质单元高度为1.5m，进塔混合气组成为0.04（A的摩尔分率，下同），出塔尾气组成为0.0053，出塔水溶液浓度为0.0128，操作条件下平衡关系为Y=2.5X。试求： （1）液气比为最小液气比的多少倍？ （2）所需填料层高度？ （3）若气液流量和初始组成不变，要求尾气浓度降至0.0033，求此时填料层高度为若干米？
知识点2-3 低浓度气体吸收的计算 【学习指导】 1. 学习目的 通过本知识点的学习，应掌握低浓度气体吸收过程的计算方法。 2. 本知识点的重点 (1) 物料衡算与操作线方程。 (2) 最小液气比与适宜液气比。 (3) 用传质单元数法计算填料层高度。 3. 本知识点的难点 传质单元高度与传质单元数概念的理解。 4. 应完成的习题 2-8 在101.3kPa、20℃下用清水在填料塔内逆流吸收空气中所含的二氧化硫气 体。单位塔截面上混合气的摩尔流量 为0.02 kmol/ (m2·s)，二氧化硫的体积 分率为0.03。操作条件下气液平衡常 数m为34.9，K Yα为0.056 mol/(m3·s)。 若吸收液中二氧化硫的组成为饱和组 成的75%，要求回收率为98%。求吸 收剂的摩尔流速及填料层高度。 2-9 已知某填料吸收塔直径为1m，填料层高度为4m。用清水逆流吸收某混合气 体中的可溶组分，该组分进口组成为 8%，出口组成为1%（均为mol%）。 混合气流率为30kmol/h，操作液气比
为2，操作条件下气液平衡关系为 Y=2X。 试求： 1. 操作液气比为最小液气比多少倍； 2. 气相总体积吸收系数K y a； 3.填料层高度为2m处的气相组成。2-10在101.3kPa及27℃下，在吸收塔内用清水吸收混于空气中的丙酮蒸汽。混 合气流量为32kmol/h，丙酮的体积分 率为0.01，吸收剂流量为120kmol/h。 若要求丙酮的回收率不低于96%，求 所需理论级数。操作条件下气液平衡 关系为Y* = 2.53 X。
一、物料衡算与操作线方程 1. 物料衡算 2. 吸收塔的操作线方程 二、吸收剂用量的确定 1. 最小液气比 2. 适宜的液气比 三、塔径的计算 四、吸收塔有效高度的计算 (一)传质单元数法 1. 基本计算式 2. 传质单元高度与传质单元数 3. 传质单元数的求法 (二) 等板高度法 1. 基本计算式 2. 理论级数的确定 【例题与解题指导】
实验报告内容：一实验目的二实验仪器三实验原理四实验步骤五、实验数据和数据 处 篇二：吸收实验报告 吸收实验 专业：环境0901 学号：姓名： 一、实验目的 1、了解填料吸收塔德基本构造，吸收过程的基本流程及操作。 2、掌握吸收总传质 系数kya的测定方法。二、实验原理 对于低浓度气体吸收且平衡为直线的情况，吸收传质速率由吸收方程 na=kyav填δym，则只要测出na，测出气相的出，入塔浓度，就可以计算kya而na=v （y1-y2）。式中v为混合气体的流量，单位为mol/s（由转子流量计测定）y1,y2分别为进塔 和出塔气相的组成（摩尔分率），用气相色谱分析得到。液相出塔浓度由全塔物料衡算得到。 计算δym时需要平衡数据可用丙酮的平衡溶解度算出相平衡常数m。 丙酮、空气混合气体中丙酮的极限浓度y*与空气温度t的关系（压强为1.2?105pa） （丙酮的平衡溶解度）三、实验流程及设备 实验装置包括空气输送，空气和丙酮鼓泡接触以及吸收剂供给和气液两相在填料塔中逆 流接触的部分，其流程示意图如下所示。空气的压力定为0.02mpa。 1 空压机 2 压力表 3 温度计 4 高位槽 5 转 子流量计 6 填料塔 7 鼓泡器 8 压力定值器 三、实验步骤 1、熟悉实验流程，学习填料塔的操作。在空气流量恒定的条件下，改变清水的流量，测 定气体进出口浓度y1和y2 ，计算组分回收率η，传质推动力δym和传质系数kya。 2、在清水流量恒定的条件下，改变空气的流量，测定气体进出口浓度y1和y2 ，计算 组分回收率η，传质推动力δym和传质系数kya。 3、改变吸收液液体的温度，重复实验。 4、在控制定值器的压强时应注意将空压机的出口阀门微开。 5、加热水时，需缓慢调节 变压器的旋钮。 6、调节参数后要有一段稳定时间，直至出口水温基本恒定，取样时先取y2，再取y1。 7、转子流量计的读数要注意换算。 8、气体流量不能超过600l/h，液体流量不能超过7l/h，防液泛。五、实验数据记录及 处理 1.设备参数和有关常数 实验装置的基本尺寸：塔内径，填料层高度，填料尺寸拉西环6*6*1（mm）， 大气压 101.3kpa ，室温 15 ℃。 2. 实验数据 3.计算结果表 计算过程以第一组数据为例： v气?g气?气/m气?0.4?1.2/3600/0.029?0.00460mol/sv液?g液?液/m 液?0.002?1000/3600/0.018?0.03086mol/sy1? n取样丙酮量af4650*1.2*10e?12 ???0.055 n取样量pov取样/(rt)101.3*10e3*10(e?8)/8.31/(273?14.5) 同理得y2= na=v(y1-y2)=0.0046*(0.055-0.018)=1.7*10-4 对于清水x2=0,根据物料衡算有 v(y1?y2)?l(x1?x2)，； 即x1=v(y1-y2)/l=0.0046*(0.055-0.018)/0.0309=0.0054 查表得t=14.5℃,p=101.3kpa下丙酮溶解于清水的量为x=0.01时的平衡分压p*为
目前，气体吸附分析技术作为多孔材料比表面和孔径分布分析的不可或缺的手段，得到了广泛应用。物理吸附分析不仅应用于传统的催化领域，而且渗透到新能源材料、环境工程等诸多领域。 本专题分为基础篇，实验篇和应用篇，旨在以实用为目的，力求避免冗余和数学公式，按实验的思维顺序逐步理清物理吸附相关的疑难点。当然，对于一些比较复杂的问题，我们将会专门出专题文章进行介绍。 1. 什么是表面和表面积？ 表面是固体与周围环境,特别是液体和气体相互影响的部分;表面的大小即表面积。表面积可以通过颗粒分割（减小粒度）和生成孔隙而增加，也可以通过烧结、熔融和生长而减小。 2. 什么是比表面积？ 为什么表面积如此重要?比表面积英文为specific surface area，指的是单位质量物质所具有的总面积。分外表面积、内表面积两类。国际标准单位为㎡/g。表面积是固体与周围环境，特别是液体和气体相互作用的手段和途径。一般有下列三种作用：1) 固体-固体之间的作用：表现为自动粘结，流动性(流沙)，压塑性等。2) 固体-液体之间的作用：表现为浸润，非浸润，吸附能力等。3) 固体-气 体之间的作用：表现为吸附，催化能力等。 3. 什么是孔？ 根据ISO15901 中的定义，不同的孔（微孔、介孔和大孔）可视作固体内的孔、通道或空腔，或者是形成床层、压制体以及团聚体的固体颗粒间的空间（如裂缝或空隙） 4. 什么是开孔和闭孔？ 多孔固体中与外界连通的空腔和孔道称为开孔（open pore），包括交联孔、通孔和盲孔。这些孔道的表面积可以通过气体吸附法进行分析。除了可测定孔外，固体中可能还有一些孔，这些孔与外表面不相通，且流体不能渗入，因此不在气体吸附法或压汞法的测定范围内。不与外界连通的孔称为闭孔(close pore)。开孔与闭孔大多为在多孔固体材料制备过程中形成的，有时也可在后处理过程中形成，如高温烧结可使开孔变为闭孔。 多孔材料是一种由相互贯通或封闭的孔洞构成网络结构的材料，孔洞的边界或表面由支柱或平板构成。多孔材料可表现为细或粗的粉体、压制体、挤出体、片体或块体等形式。其表征通常包括孔径分布和总孔体积或孔隙度的测定。在某些场合，也需要考察其孔隙形状和流通性，并测定内表面和外表面面积。 7. 真实的表面是什么样的？
第七章 1．已知101.3kPa，25℃时，100g水中溶有1g氨，其平衡分压为0.987kPa，在此浓度范围内气液平衡关系服从亨利定律。试求：亨利系数E，以kPa表示；H以kPa.m3/kmol表示；以及相平衡常数m值。 2．在20℃时，氧溶解于水中的平衡关系为p e=4.06×106x。式中p e为氧的平衡分压，kPa； x为氧在水中的摩尔分数。试求： （1）与101.325kPa之大气充分接触的20℃水中最大溶氧浓度为多少？分别以摩尔分数和质量比表示。 （2）若将20℃的饱和含氧水加热至95℃，则最大溶氧浓度又为多少？分别以摩尔分数和质量比表示。 3．常压、30℃条件下，于填料塔中用清水逆流吸收空气-SO2混合气中的SO2。已知入塔混合气中含SO2为5%（体积分数），出塔气中SO2为0.2%（体积分数）；出塔吸收液中每100g 含SO2为0.356g。若操作条件下气液平衡关系为y e=47.87x，试求塔底和塔顶处的吸收推动力，分别以Δy、Δx、Δp、Δc表示。 4．在1.1768Mpa、20℃条件下，用清水于填料塔内逆流吸收H2-CO2混合气中的CO2。已知入塔混合气中含CO2为30%（体积分数），假若出塔吸收液中CO2达到饱和，那么1kg水可吸收多少千克CO2。假定此吸收和解吸的平衡关系服从亨利定律。 5．在0℃、101.3kPa下，Cl2在空气中进行稳态分子扩散。若已知相距50mm两截面上Cl2的分压分别为26.66kPa和6.666kPa，试计算以下两种情况Cl2通过单位横截面积传递的摩尔流量。 （1）Cl2与空气作等分子反向扩散； （2）Cl2通过静止的空气作单向扩散。
第八章 气体吸收 1. 在温度为40 ℃、压力为 kPa 的条件下，测得溶液上方氨的平衡分压为 kPa 时，氨在水中的溶解度为76.6 g (NH 3)/1 000 g(H 2O)。试求在此温度和压力下的亨利系数E 、相平衡常数m 及溶解度系数H 。 解：水溶液中氨的摩尔分数为 76.6 170.07576.610001718 x ==+ 由 *p Ex = 亨利系数为 *15.0kPa 200.00.075 p E x ===kPa 相平衡常数为 t 200.0 1.974101.3E m p = == 由于氨水的浓度较低，溶液的密度可按纯水的密度计算。40 ℃时水的密度为 992.2ρ=kg/m 3 溶解度系数为 kPa)kmol/(m 276.0kPa)kmol/(m 180.2002.99233S ?=??==EM H ρ 2. 在温度为25 ℃及总压为 kPa 的条件下，使含二氧化碳为%（体积分数）的混合空气与含二氧化碳为350 g/m 3的水溶液接触。试判断二氧化碳的传递方向，并计算以二氧化碳的分压表示的总传质推动力。已知操作条件下，亨利系数5 1066.1?=E kPa ，水溶液的密度为997.8 kg/m 3。 解：水溶液中CO 2的浓度为 33350/1000kmol/m 0.008kmol/m 44 c == 对于稀水溶液，总浓度为 3t 997.8kmol/m 55.4318c = =kmol/m 3 水溶液中CO 2的摩尔分数为 4t 0.008 1.4431055.43 c x c -===? 由 54* 1.6610 1.44310kPa 23.954p Ex -==???=kPa 气相中CO 2的分压为 t 101.30.03kPa 3.039p p y ==?=kPa < *p 故CO 2必由液相传递到气相，进行解吸。 以CO 2的分压表示的总传质推动力为 *(23.954 3.039)kPa 20.915p p p ?=-=-=kPa 3. 在总压为 kPa 的条件下，采用填料塔用清水逆流吸收混于空气中的氨气。测得在塔的某一截面上，氨的气、液相组成分别为0.032y =、3 1.06koml/m c =。气膜吸收系数k G =×10-6 kmol/(m 2skPa)，液膜吸收系数k L =×10-4 m/s 。
1 气体的吸收 一、 气体吸收复习题 1． 吸收分离操作的依据是什么？ 2． 掌握气、液相组成的表达方式和相互之间的换算。 3． 掌握亨利定律的应用以及各亨利系数E 、H 、m 之间的换算。 4． 说明物系、温度、压强对亨利系数E 、H 、m 的影响以及对溶解度的影响。 5． 理解分子扩散、涡流扩散和对流传质的意义，写出费克定律的表达式。 6． 简述双膜理论的要点。 7． 吸收推动力和阻力有哪些表示方法？何谓气相阻力控制和液相阻力控制，如何判断？ 8． 说明吸收率的定义，吸收过程为什么常采用逆流操作？提高吸收速率的途径是什么？ 9． 掌握吸收塔的物料衡算和最小液气比的确定方法。 10．液气比的大小对吸收操作有什么影响？适宜液气比的确定原则是什么？ 11．掌握填料层高度的计算方法。熟悉传质单元高度和传质单元数的意义和影响因素。 12．掌握传质单元数的计算方法，当V L m 时，传质单元高度又如何确定？ 13．写出脱吸因数或吸收因数的定义，并说明脱吸因数或吸收因数对吸收操作的影响。 14．当吸收实际操作液气比小于最小液气比时，该吸收塔是否无法操作？为什么？ 15．当吸收塔的入塔液相浓度升高时，将对吸收操作有何影响？ 16．简述填料的作用并简述填料的作用和特性；填料塔是由哪几部分组成？ 17．填料的类型有哪些？填料塔的流体力学特性有哪些？ 二、 题型示例 （一）填充题 1．吸收是分离 的单元操作，它是利用混合气体中各组分在吸收剂中的 差异，而达到分离目的。 2．亨利系数E 的数值大小表示气体溶于液体中的难易程度。亨利系数越大，气体在液体中的溶解度 。 3．相平衡常数m 与压强和温度有关，压强升高，m 值 ，温度升高，m 值 。 4．吸收操作和解吸操作都与温度和压强有关。较 的温度和较 的压强对吸收操作有利；而较 的温度和较 的压强对解吸操作有利。 5．双膜理论认为：吸收质是以 扩散方式通过气液两膜，传质阻力主要集中在气液两膜内，所以双膜理论又称为 理论。 6．要获得同样浓度的气体溶液，对易溶气体所需的压强 ，而对难溶气体所需的压强 。 7．对压强不太高的稀溶液，相平衡常数m 与亨利系数E 的关系是 ，亨利系数E 与溶解度系数H 的关系是 。 8．解吸因数的定义为 之比，其值越小，则吸收推动力 。
第五节 气体吸收计算 在有害气体治理的吸收操作中，都是将混合气体中少量的可溶部分吸收下来，这些溶质即使全部吸收，进出塔的气体和液体的流量也改变很小，因此塔内的气体和液体的流量都可视为常数，这个特点使吸收的有关计算大为简化。 由于气体吸收多采用塔器，因此，气体吸收计算主要讲述吸收塔的计算。 一、吸收塔的物料衡算与操作线方程 （一）物料衡算 一个处于稳定操作状态下的逆流接触吸收塔。V 、L 、Y 、X 分别代表进出塔的气液流量（kmol/m 2.s ）和浓度（摩尔比），规定塔底为1端（浓端），塔顶为2端（稀端）。 对单位时间内进、出塔的物料A 的量作衡算，可写出下式： 一般情况下，进塔气体的组成与流量是吸收任务规定了的，如果吸收剂的组成与流量已经确定，则V 、Y 1、L 及X 2皆为已知数，又根据吸收任务所规定的A 的吸收率，可以得知气体出塔时应有的浓度Y 2： 式中 A ?—A 的吸收效率。 由此，通过全塔物料衡算式： (2-47) 可以求得塔底吸收液排出的浓度X 1。于是，在填料层底部与顶部两个端面上的液、气组成X 1、Y 1及X 2、Y 2均成为已知数。 （二）吸收塔的操作线方程与操作线 在逆流操作的吸收塔内，气体自下而上，其浓度由Y 1逐渐变到Y 2；液体()()21211221X X L Y Y V LX VY LX VY -=-+=+或()A Y Y ?-=112()()2121X X L Y Y V -=-
浓度自上而下逐渐由X 2变到X 1；设图中截面m-n 处气、液浓度分别为Y 与X ，现对m-n 截面与塔底端作A 的物料衡算： 或 (2-48) 对m-n 截面与塔顶端作A 的物料衡算，又得： 式（2-48）与（2-48a ）是等效的，因由式（2—47）可知： 式（2-48）与式（2-48a ）皆可称作逆流吸收塔的操作线方程，它表明塔内任一截面上气相浓度Y 与液相浓度X 之间成直线关系，直线的斜率为 (称 为液气比)，且此直线通过B （X 1，Y 1）及T （X 2，Y 2）两点。标绘在图2-28中的直线BT 即为逆流吸收塔的操作线，操作线BT 上任何一点A ，代表着塔内相应截面上的液、气浓度X 、Y ，端点B 代表吸收塔底部端面，即塔底的情况，端点T 代表吸收塔顶部端面，即塔顶的情况。 操作线方程与操作线是由物料衡算得来的，无论对于并流或逆流，它与系统的平衡关系、操作温度和压强、以及塔的结构型式均无任何牵连。 在吸收操作时，在塔内任一横截面上，溶质在气相中的实际分压总是高于与其相接触的液相平衡分压，所以吸收塔操作线总是位于平衡线的上方。 二、吸收剂用量的确定 吸收塔的设计中，所处理的气体量V 、两端气体组成Y 2与Y 1以及液体的最初组成X 2一般都已预先确定，设计中则要确定吸收剂的用量。吸附剂的用量来源于适宜的液气比。液气比的大小，直接影响着设备的尺寸与运行费用。 LX VY LX VY +=+11)(11X V L Y X V L Y -+=)(22X V L Y X V L Y -+=2221X V L Y X V L Y -=-V L