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吸收塔高计算

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化工原理吸收塔的计算

化工原理吸收塔的计算
填料层高度＝传质单元高度×传质单元数
（1）传质单元数（以NOG为例）
•定义：N OG
N OG
Y1
dY Y Y
*
Y2
气相总传质单元数
气相组成变化 平均传质推动力

Y1
dY Y Y
*

Y1 Y2 (Y Y ) m
*
Y2
• 传质单元数的意义： 反映了取得一定吸收效果的难易程度。
第四节
吸收塔的计算
吸收塔的计算内容：
• 设计型：流向、流程、吸收剂用量、吸收剂
浓度、塔高、塔径。
• 操作型：核算、操作条件与吸收结果的关系。
• 计算依据：物料恒算、相平衡、吸收速率方程。
一、物料衡算与操作线方程
虚框范围内，对溶质作物料衡算：
LX GY2 LX 2 GY L G Y Y Y2 X X2 L G X (Y2 L G
* mG Y1 Y2 mG ln 1 * mG L Y2 Y2 L 1 L
S
mG L
—解吸因数（脱吸因数）
影响NOG的因素：
L、G、m、X2、Y1、Y2
(1) L、G、m
L , G , m m不变, L G 推动力Ym N OG m 平衡线斜率 远离操作线 推动力Ym N OG L mG N OG
当所要求的(Y1-Y2)为一定值时，平均吸收推动力(YY*)m越大，NOG就越小，所需的填料层高度就越小。
（2）传质单元高度
•定义： H OG
G K ya
气相总传质单元高度，m。
•传质单元高度的意义:
完成一个传质单元分离效果所需的填料层高度，

第3章吸收5节填料吸收塔的计算

第3章吸收5节填料吸收塔的计算

当气速增大到 C点时，液体充满了整个空隙，气体 的压强降几乎是垂直上升。同时填料层顶部开始出 现泡沫层，进而充满整个塔，气体以气泡状通过液 体，这种现象称为液泛现象。把开始出现此现象的 点称为泛点。
泛点对应的气速称为液泛速度。要使塔的操作正常及 压强降不致过大，气速必须低于液泛速度，但要高于 载点气速。由于，从低持液量到载点的转变不十分明 显，无法目测，即载点及载点气速难以明确定出。而 液泛现象十分明显，可以目测，即液泛点及液泛气速 可明确定出。液泛速度较易确定，通常以液泛速度v f 为基础来确定操作的空塔气速 v 。 影响液泛速度 的因素很多——填料的形状、大 小，气、液相的物理性质，气、液相的相对流量等 常用的液泛速度关联式如下：
§5 填料吸收塔的计算
本节重点讨论气液逆流操作时填料 塔的有关计算。
、
Y 具体内容主要包括对于给定的生产任务（ Y1 、 2
V 、 X 2 已知），计算吸收剂用量 L 、塔底完成 液浓度 X 1 、塔高、塔径。
5.1 吸收塔的物料衡算
在进行物料衡算时，以不变的惰性组分 流量和吸收剂流量作为计算基准，并用摩尔 比表示气相和液相的组成将很方便。


L 1.2 LM 1.2 0.74625 50 44. (Y1 Y2 ) 50 (0.0134 6.7 10 ) X1 0.0149 L 44.775
Y mX 1 0.75 0.0149 0.0112


N OG 只与体系的相平衡及气体进出口的浓度有关，它反
映了吸收过程的难易程度。分离要求高或吸收剂性 能差，过程的平均推动力小，则表明吸收过程难度 大，相应传质单元数就多。
H OG 与设备的型式及操作条件有关，是吸收设备效能 高低的反映。吸收过程的传质阻力大，填料层的 有效比表面积小，则一个传质单元所相当的填料 层高度就大。

脱硫吸收塔的直径和喷淋塔高度设计

脱硫吸收塔的直径和喷淋塔高度设计

吸收塔的直径和喷淋塔高度设计脱硫工艺选用的吸收塔为喷淋塔，喷淋塔的尺寸设计包括喷淋塔的高度设计、喷淋塔的直径设计1.1 喷淋塔的高度设计 喷淋塔的高度由三大部分组成，即喷淋塔吸收区高度、喷淋塔浆液池高度和喷淋塔除雾区高度。

但是吸收区高度是最主要的，计算过程也最复杂，次部分高度设计需将许多的影响因素考虑在内。

而计算喷淋塔吸收区高度主要有两种方法：（1） 喷淋塔吸收区高度设计（一）达到一定的吸收目标需要一定的塔高。

通常烟气中的二氧化硫浓度比较低。

吸收区高度的理论计算式为h=H0×NTU (1)其中：H0为传质单元高度：H 0=G m /(k y a)（k a 为污染物气相摩尔差推动力的总传质系数，a 为塔内单位体积中有效的传质面积。

）NTU 为传质单元数，近似数值为NTU=(y 1-y 2)/ △y m ，即气相总的浓度变化除于平均推动力△y m =（△y 1-△y 2）/ln(△y 1/△y 2)(NTU 是表征吸收困难程度的量，NTU 越大，则达到吸收目标所需要的塔高随之增大。

根据（1）可知：h=H0×NTU=)ln()()(***22*11*22*112121y y y y y y y y y y a k G y y y a k G y m m y m ------=∆- a k y =a k Y =9.81×1025.07.04W G -]4[82.0W a k L ∂=]4[ (2)其中：y 1,y 2为脱硫塔内烟气进塔出塔气体中SO 2组分的摩尔比，kmol(A)/kmol(B)*1y ,*2y 为与喷淋塔进塔和出塔液体平衡的气相浓度，kmol(A)/kmol(B)k y a 为气相总体积吸收系数，kmol/(m 3.h ﹒kp a )x 2，x 1为喷淋塔石灰石浆液进出塔时的SO 2组分摩尔比，kmol(A)/kmol(B)G 气相空塔质量流速，kg/(m 2﹒h)W 液相空塔质量流速，kg/(m 2﹒h)y 1×=mx 1, y 2×=mx 2 (m 为相平衡常数，或称分配系数，无量纲)k Y a 为气体膜体积吸收系数，kg/(m 2﹒h ﹒kPa)k L a 为液体膜体积吸收系数，kg/(m 2﹒h ﹒kmol/m 3)式（2）中∂为常数，其数值根据表2[4]表3 温度与∂值的关系采用吸收有关知识来进行吸收区高度计算是比较传统的高度计算方法，虽然计算步骤简单明了，但是由于石灰石浆液在有喷淋塔自上而下的流动过程中由于石灰石浓度的减少和亚硫酸钙浓度的不断增加，石灰石浆液的吸收传质系数也在不断变化，如果要算出具体的瞬间数值是不可能的，因此采用这种方法计算难以得到比较精确的数值。

第9章第三节 吸收塔的计算

第9章第三节 吸收塔的计算

L xb?
1
0
操作型定性分析举例
10
(1)吸收剂入塔浓度变大
解法一：快速分析
化
xa变大时，传质推动力变小，不利于吸收， ya 变大
工 原
解法二：作图+排除法
理 －
a．假设 ya 不变
Y
yb
B
－ 2
L/G不变 yb 不变、xa变大
原
E
0
作图知，NOG
1 0
Kya 不变， HOG
G K ya
不变。
与h0不变矛盾
七、解吸（脱吸）
30
当 A 1时，
NT NOG
1
NT NOG
化 工 原
当
A
1
时，
(A 1) (Aln A)
ln
1 A1
1
NT NOG
理 －
七、解吸（脱吸）
－ 2
解吸过程：溶质从吸收液中分离出的操作
0 解吸目的：获得所需较纯的溶质；
1
溶剂再生循环使用。
0 解吸条件：pA pA*或 y y* 或 x x* 或cA cA*
1 1 S
ln1
S
yb ya
m xa m xa
S
2
0 1
1
1 0.67
ln1
0.67
0.02 0.36 0.0002 0.0002 0.36 0.0002
0.67
11.98
0
设计型举例
7
or yb ya L xb xa G
xb
化 工 原 理 －
yb yb mxb ya ya mxa
工 原
解法二：作图+排除法
Y

吸收填料塔高的计算

吸收填料塔高的计算

最小液气比的计算式：
L V
min
Y1 Y2 X1,max X 2
Lmin
V
Y1 Y2 X1,max X 2
吸收剂用量的确定
➢ 在最小液气比下操作时，在塔的某截面上（塔底或塔内）
气、液两相达平衡，传质推动力为零，完成规定传质任务
所需的塔高为无穷大。对一定高度的塔而言，在最小液气
比下操作则不能达到分离要求。
对气、液两相并流操作的吸收塔，取塔内填料层任一截面
与塔顶（浓端）构成的控制体作物料衡算，可得并流时的
操作线方程，其斜率为（-L/V）。
并流操作线方程
Y
L V
X
Y1
L V
X1
L, X1 V, Y1
V, Y
L, X
Y
A
Y*=f(X)
Y1 P X*-X
Y
Y2
Y- Y*
B
V, Y2 L, X2
Y*
o
X1
L V
X1
同理，若在任一截面与塔顶端面间作溶质A 的物料衡算，有
L, X2 V, Y2
V, Y
L, X V, Y1
L, X1
Y
L V
X
Y2
L V
X2
上两式均称为吸收操作线方程，代表逆流操作时塔内任一截 面上的气、液两相组成 Y 和 X 之间的关系。 （L/V）称为吸收塔操作的液气比。
操作线方程与操作线
3-4.3 传质单元数和传质单元高度
• 传质单元数的意义： 反映了取得一定吸收 效果的难易程度。
•定义：NOG
Y1 dY Y2 Y Y *
气相总传质单元数
NOG
Y1 dY Y2 Y Y *

化工原理吸收塔的计算

化工原理吸收塔的计算
浓度、塔高、塔径。 • 操作型：核算、操作条件与吸收结果的关系。 • 计算依据：物料恒算、相平衡、吸收速率方程。
一、物料衡算与操作线方程
虚框范围内，对溶质作物料衡算：
稀端
G,Y2
L，X2
LX GY2 LX 2 GY
L Y Y2 G X X2
Y

L G
X
(Y2

L G
X2)
HG
NG
HOG
NOG
Z G Y1 dY G Y1 dY kY a Y2 Y1 Yi KY a Y2 Y Y *
Z L X1 dX L X1 dX kX a X2 X i X K X a X2 X * X
HL
NL
HOL
NOL
低浓度气体吸收塔计算填料层高度的基本公式
L 吸收剂用量 操作费用 , G
吸收塔高,设备费 。
L 吸收剂用量 操作费用 , G
吸收塔低,设备费 。
L G

(1.1 ~
L 2.0)( G )min
三、填料层高度的计算
（一）填料层高度的基本计算式
单位时间，dZ内吸收A的量：
dA adZ N AdA N AadZ GdY LdX

X
)

LdX K X a( X *

X
)
kY a, KY a, kX a, K X a等称为体积传质系数。 （对低浓度气体的吸收时，近似为常数，或取平均值）
对稳态操作的吸收塔，气 液相流量G、L 以及塔的横截面积均为定值。
K ya ——气相总体积传质系数，kmol/（m3·s） Kxa ——液相总体积传质系数，kmol/（m3·s）

化工原理吸收塔的计算

化工原理吸收塔的计算

填料层高度＝传质单元高度×传质单元数
（1）传质单元数（以NOG为例）
•定义：NOG
Y1 dY Y2 Y Y *
气相总传质单元数
NOG

Y1 dY Y2 Y Y *

Y1 Y2 (Y Y *)m
气相组成变化 平均传质推动力
• 传质单元数的意义：
反映了取得一定吸收效果的难易程度。
HL
NL
HOL
NOL
低浓度气体吸收塔计算填料层高度的基本公式
（二）传质单元高度与传质单元数
Z HG NG气相传质单元高度 气相传质单元数
Z HOG NOG气相总传质单元高度 气相总传质单元数
Z

HL

N
液相传质单元高度
L

液相传质单元数
Z

H OL

N
液相总传质单元高度
OL

液相总传质单元数
2.影响Y2的因素 L、G、m、X2、Y1
当L ,G , m L mG
若NOG已定，则由图可知：
Y2 Y1
mX2 mX2
Y2

当NOG、L / mG已定时，则
Y2 mX2 一定，令为1/
Y1 mX 2
则：Y2

Y1

(
1)mX 2

X 2 ,Y1 Y2
K ya ——气相总体积传质系数，kmol/（m3·s） Kxa ——液相总体积传质系数，kmol/（m3·s）
HG
NG
HOG
NOG
Z G Y1 dY G Y1 dY kY a Y2 Y1 Yi KY a Y2 Y Y *

化工原理 吸收(或解析)塔计算

化工原理 吸收(或解析)塔计算

NOG仅与气体的进出口浓度、相平衡关系有关，与塔的结构、 操作条件(G、L)无关，反映分离任务的难易程度。
(2)传质单元高度
H
＝
OG
K
G y a
kmol 单位： m2 • s m
kmol m3 • s
HOG与操作条件G、L、物系的性质、填料几何特性有关，是吸收 设备性能高低的反映。其值由实验确定，一般为0.15~1.5米。
y4
•B
y3
E3
yN1
y2
y1 A
E1
E2
x0 x1
x2
x3
解析法求理论板数
x0
y1
平衡线方程：y=mx
y1
操作线方程：y=y1+L/G(x-x0)
由第一板下的截面到塔顶作物料衡算：
y2
y1
L G
x1
x0
y1 mx1
y2
y1
L G
y1 m
x0
(1
A) y1
Amx0
1
2
x1 y2
x2 y3
xN 2 y N 1
N 11 A A1
N－1
N xN 1 y N
yN 1
xN
y2
x2
吸收
y1
x1
y1
解吸
y2
六、塔板数
• 板式塔与填料塔的区别在于组成沿塔高是阶跃 式而不是连续变化的。
x0
y1
1
x1 y2
2
x2 y3
xN 2 y N 1
N－1
yN
N xN 1
xN
理论板：气液两相在塔板上充分接触， 传质、传热达平衡。
相平衡关系：yn f (xn )

吸收塔的计算

吸收塔的计算
x x . 0 50 . 0 0 5 a b 0 y y 0 . 0 5 2 1 a b G 0 . 0 2 5 9 L 0 . 0 3
h0 NOG HOG 2.88m
例3 某厂吸收塔填料层高度为4m，用水吸收尾气中的 有害组分A，已知平衡关系为y=1.5x，塔顶xa=0， ya=0.004，塔底xb=0.008，yb=0.02，求： (1)气相总传质单元高度； (2)操作液气比为最小液气比的多少倍； (3)由于法定排放浓度ya必须小于0.002，所以拟将填料 层加高，若液气流量不变，传质单元高度的变化亦可 忽略不计，问填料层应加高多少？
解得液相出口摩尔分数 y y G . 0 2 0 . 0 0 1 b a 0 x ( y y ) x 0 . 0 1 3 9 b b a a L L 1 . 3 7 G
②求传质单元数 平均推动力
(y b y b* ) ( ya ya* ) y m y b y b* ln * ya ya (y b mxb ) ( ya mxa ) 1.94 10 3 y b mxb ln ya mxa
技 术 上 ， x ， y ， h a m 0
经 济 上 ， x ， h ， 设 备 费 a 0
x ， 解 析 操 作 费 用 增 加 。 a
例1： 吸收塔高（填料层高）的计算 在一逆流操作的吸收塔中用清水吸收氨 —空气混合气 中的氨，混合气流量为 0.025kmol/s, 混合气入塔含氨摩
传质单元数
y y . 0 20 . 0 0 1 b a 0 N 9 . 7 9 O G 3 y 1 . 9 41 0 m
③求传质单元高度
气相流率

吸收塔的计算

吸收塔的计算
吸收塔的计算
9.5.4 吸收塔的设计型计算
1、吸收塔吸收剂用量和填料层高度
1）计算公式 物料衡算式 相平衡方程式 吸收基本方程式
G ( y y ) L x x b a b a
y* mx
G y d y b h H N 0 O G O G y a K a y y y L x d x b h HN 0 O L O L x a x K * x x
G G ( yy ) L xx x yy )x 物料衡算式 b ( b a b a b a a L y y L L b a 1 . 2 1 . 2 G G x x m i n b a G qn H OG G qn已知，A可以计算求取； K y A
解得液相出口摩尔分数 y y G . 0 2 0 . 0 0 1 b a 0 x ( y y ) x 0 . 0 1 3 9 b b a a L L 1 . 3 7 G
②求传质单元数 平均推动力
(y b y b* ) ( ya ya* ) y m y b y b* ln * ya ya (y b mxb ) ( ya mxa ) 1.94 10 3 y b mxb ln ya mxa
2）吸收塔设计型计算的命题 设计要求： （1）达到分离要求最合理的溶剂用量； （2）达到分离要求所需要的塔高（填料层高）； （3）塔径（暂不计算）。 给定条件： yb、G、相平衡关系、分离要求(ya或η) 回收率
ya 1 yb
3）设计条件的选择
(1)流向选择，一般选择逆流操作;
(2)吸收剂进口浓度选择，
L L 1.2 G G min
根据吸收过程基本方程 填料层高度计算式

化工原理(吸收塔的计算)课件

化工原理(吸收塔的计算)课件
Ω ——填料塔的塔截面积，m2。
学习交流PPT
29
比表面积＝填料的数量×单个填料的表面积
拉 西 环 填 料
学习交流PPT
30
堆 放 在 塔 内 的 填 料
有效比表面积a ——被吸收剂湿润
的填料表面积
学习交流PPT
31
定态吸收时，气相中溶质减少的量等于液相中溶 质增加的量，即：
dF AG dYLdX ——物料衡算式
算，则得到：
G1 YLX G Y L1X 或 YG LX(Y1G LX1)
G, Y2 L, X2
G, Y
m
n
L, X
【吸收操作线方程式的作用】 表明了塔内任一截面上气相组 成Y与液相组成X之间的关系。
G， Y1 L,X1 逆流吸收操作线推导示意图
学习交流PPT
7
【逆流吸收操作线方程的有关讨论的特点】
塔底
G , Y2 L, X2
Y Y2
塔顶
m
斜率＝L/G
G, Y
n
L, X
G ， Y1 L, X1
0
X2
X
X1
X
吸收操作线
学习交流PPT
9
（2）吸收操作线仅与液气比、塔底及塔顶溶质组成
有关，与系统的平衡关系、塔型及操作条件T、p无
关。
（3）吸收操作时，Y > Y*或X* > X，故吸收操作线在 平衡线Y*＝f(X)的上方，操作线离平衡线愈远吸收的 推动力愈大； （4）对于解吸操作，Y<Y*或X*<X，故解吸操作线在 平衡线的下方。
学习交流PPT
37
（2）传质单元数
【定义】
NOG
Y1 dY Y2 YY*

5.5. 吸收塔的计算解析

5.5. 吸收塔的计算解析

L V min
2、确定操作液气比的分析： 若增大吸收剂用量，操作线的B点将沿水 平线Y=Y1向左移动，如图5-24所示的B、C点。 在此情况下，操作线远离平衡线，吸收的 推动力增大，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。 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，造成输 送及吸收剂再生等操作费用剧增。
解： 按题意进行组成换算： 进塔气体中SO2的组成为：
y1 0.09 Y1 0.099 1 y1 1 0.09
出塔气体中SO2的组成为：
Y2 Y1 (1 ) 0.099 (1 0.09) 0.0099
进吸收塔惰性气体的摩尔流量为
1000 273 V (1 0.09) 37.8kmol/h 22.4 273 20
根据吸收速率定义，dZ段内吸收溶质的量为：
dGA N A dA N A (aΩdZ )
（5-87）
式中：
GA——单位时间吸收溶质的量，kmol/s； NA ——为微元填料层内溶质的传质速率， kmol/m2· s； 将吸收速率方程
N A KY (Y Y )
*
代入式（5-87）得：
dGA KY (Y Y )aΩdZ
1、重点掌握的内容：
吸收剂用量的确定、传质单元数的计算（平 均推动力、吸收因数法）； 2、了解的内容： 传质单元数的计算（图解法）、理论级的 计算；
3、熟悉的内容：
吸收操作线、吸收操作线的特点、、传质推 动力、最小液气比及计算、体积传质系数、传质 单元数的定义及物理意义、传质单元高度的定义 及物理意义、吸收因数及物理意义、解吸因数、 吸收过程的设计（吸收条件的确定）及计算（吸 收剂用量、填料层高度的计算、塔径的计算、塔 核算）、吸收过程的强化措施；解吸的特点、解 吸的计算；

塔高计算

塔高计算

①喷淋塔吸收区高度hζ=3600×h y u t/*273273*4.22641η+ (1) 在喷淋塔操作温度为t 、烟气流速为u 、脱硫效率为η而原来烟气的流量换算成标准状态时(设为Va)已经求得 Va故在标准状态下、单位时间内每立方米烟气中含有二氧化硫质量为V 2SO =L/mol 22.4mol /g 64m 2so ⨯(m 3/s )则根据理想气体状态方程，在标准状况下，体积分数和摩尔分数比值相等 故y 1=%100m V 22so so ⨯总结已经有的经验，容积吸收率范围在5.5-6.5 Kg/（m 3﹒s ）之间，取ζ=6 kg/（m 3﹒s ）代入（1）式可得故吸收区高度h②喷淋塔浆液池高度h 2浆液池容量V 1按照液气比L/G 和浆液停留时间来确定，计算式子如下：其中L/G 为液气比V N 为烟气标准状态湿态容积，由上式可得喷淋塔浆液池体积V 1=(L/G) ×V N ×t 1而V 1=0.25×3.14×D 22×h 2即可求得h 2③喷淋塔除雾区高度h 3吸收塔均应装备除雾器，在正常运行状态下除雾器出口烟气中的雾滴浓度应该不大于75mg/m 3 。

除雾器一般设置在吸收塔顶部（低流速烟气垂直布置）或出口烟道（高流速烟气水平布置)，通常为二级除雾器。

除雾器设置冲洗水，间歇冲洗冲洗除雾器。

11N L V V t G =⨯⨯塔顶设置除雾器，控制尾气中氨的浓度<7mg/m3。

为了使除雾器的雾滴去除率达到99.75% 以上，根据吸收塔出口端（即除雾器入口端）雾滴颗粒直径的实际分布状况，直径大于17μm的雾滴颗粒必须100％完全去除。

综上，设计除雾区的最终高度确定为1.0m，即h3=1.0 m④喷淋塔烟气进口高度h4根据工艺要求，进出口流速（一般为12m/s-30m/s）确定进出口面积，一般希望进气在塔内能够分布均匀，且烟道呈正方形，故高度尺寸取得较小，但宽度不宜过大，否则影响稳定性.因此取进口烟气流速为u，而烟气流量Q，可得h4‘2*u =Q则可得h4h4’=2h4(包括进口烟气和净化烟气进出口烟道高度)因此喷淋塔最终的高度为H= h+h2+h3+ h4’。

化工原理 第三节 吸收(或脱吸)塔的计算上

化工原理 第三节 吸收(或脱吸)塔的计算上

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
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 )
Department of Chemical Engineering CTGU
Lai Qingke
式中各量的计算：
Lai Qingke
积分
ho
又 N A K y y y *
K yay y *dh Gdy
h 1, y ya; h ho , y yb
ho
yb G dy
dh
低浓度气体
0
ya K ya y y *
G yb dy
ho K ya ya y y *
气相传质方程
G yb dy
ho k ya ya y yi
yb ya
Δyb P Δx
Δy
R B’
A Δxa Δya Q
于是，ho计算式的积分项
A’
O
x
yb dy
ya y y*
yb ya
yb d y
yb ya ya y

吸收塔的计算 化工原理

吸收塔的计算 化工原理

m G
L
L
S mG L
S——解吸因数（脱吸因数）
NOG
1 1 S
ln1 S
yb ya
m xa m xa
S
注意：图的适用范围为
yb m xa ya m xa
>20及S<0.75。
讨论：
•
yb m xa ya m xa
的意义：反映了A吸收率的高低。
m、yb、xa、S一定时：
ya
2）传质单元高度
•定义：
G HOG K ya
气相总传质单元高度，m。
•传质单元高度的意义: 完成一个传质单元分离效果所需的填料层高度，
反映了吸收设备效能的高低。
•传质单元高度影响因素： 填料性能、流动状况
•体积总传质系数与传质单元高度的关系:
Kya
G0.70.8 ,
G Kya
G0.30.2
传质单元高度变化范围：0.15～1.5m。
y
L G
x
(
yb
L G
xb
)
y =y－y＊=Ay+B
d(y ) A yb ya ( y y* )b ( y y* )a
dy
yb ya
yb ya
NOG
yb dy ya y y*
yb dy
ya y
yb yb ya dy
ya yb ya y
NOG
yb ya ln Δ yb Δ yb Δ ya Δ ya
同理：
Y
LS GB
X
(Yb
LS GB
Xb)
逆流吸收操作线具有如下特点：
Y
Yb
B
LS
Y* f (X)

塔高计算

塔高计算

(３)
lN-1=AN-1(g1+lN-2-l0) lj=Aj(g1+lj-1-l0) l3=A3(g1+l2-l0) l2=A2(g1+l1-l0) l1=A1(g1+l0-l0)=g1A1
（4） （5） （6） （7） （8）
从１板起，将 lj 向上一板迭代，直至第N板为止。则有：
10
吸收
塔高计算
G,y2
L,CBL,2
(C A C B / b ) 假定： A bB C xBL C BL / C M L (CBL2 CBL ) （2） ∴ G( y y2 ) bCM
y
xBL
C BL
bGC M C BL 2 ( y y2 ) （3） L
G,y1 L,CBL,1
G h Sa

y1 y2
dy G N A Sak g P

y1 y2
dy A y1 G ln yA Sk g aP y2
4
吸收
C ( C ) ( C 当 BL 2 全塔双膜控制 BL )顶 ，全塔双膜控制。
塔高计算
N A kl C Ai DBL H ACBL N A KG ( pA ) bDAL N A kg ( pA pAi )
14
吸收
塔高计算
A , Ae，N间的关系与功能
图中: A 1
y N 1 y1 y N 1 y1e
A 1 ★ 利用公式 ( N 1 ) 导出 A 1 1 A ln (11/ A)/ A lg( ) A 1 1 N ln A lg A
第 N 板：
lN g1(Aj Aj AN ) l0 (Aj Aj AN )

脱硫吸收塔的直径和喷淋塔高度设计

脱硫吸收塔的直径和喷淋塔高度设计

吸收塔的直径和喷淋塔高度设计脱硫工艺选用的吸收塔为喷淋塔,喷淋塔的尺寸设计包括喷淋塔的高度设计、喷淋塔的直径设计1.1 喷淋塔的高度设计 喷淋塔的高度由三大部分组成，即喷淋塔吸收区高度、喷淋塔浆液池高度和喷淋塔除雾区高度。

但是吸收区高度是最主要的，计算过程也最复杂，次部分高度设计需将许多的影响因素考虑在内。

而计算喷淋塔吸收区高度主要有两种方法：（1） 喷淋塔吸收区高度设计（一）达到一定的吸收目标需要一定的塔高。

通常烟气中的二氧化硫浓度比较低.吸收区高度的理论计算式为h=H0×NTU（1）其中：H0为传质单元高度：H 0=G m /（k y a ）（k a 为污染物气相摩尔差推动力的总传质系数，a 为塔内单位体积中有效的传质面积。

）NTU 为传质单元数，近似数值为NTU=(y 1—y 2)/ △y m ，即气相总的浓度变化除于平均推动力△y m =(△y 1—△y 2）/ln(△y 1/△y 2）（NTU 是表征吸收困难程度的量,NTU 越大，则达到吸收目标所需要的塔高随之增大。

根据（1）可知：h=H0×NTU=)ln()()(***22*11*22*112121y y y y y y y y y y a k G y y y a k G y m m y m ------=∆- a k y =a k Y =9。

81×1025.07.04W G -]4[82.0W a k L ∂=]4[ （2)其中：y 1，y 2为脱硫塔内烟气进塔出塔气体中SO 2组分的摩尔比，kmol(A)/kmol(B)*1y ,*2y 为与喷淋塔进塔和出塔液体平衡的气相浓度,kmol(A ）/kmol （B)k y a 为气相总体积吸收系数，kmol/（m 3.h ﹒kp a ）x 2,x 1为喷淋塔石灰石浆液进出塔时的SO 2组分摩尔比，kmol （A ）/kmol(B ）G 气相空塔质量流速，kg/(m 2﹒h ）W 液相空塔质量流速,kg/（m 2﹒h ）y 1×=mx 1, y 2×=mx 2 (m 为相平衡常数，或称分配系数，无量纲)k Y a 为气体膜体积吸收系数,kg/(m 2﹒h ﹒kPa ）k L a为液体膜体积吸收系数，kg/（m2﹒h﹒kmol/m3)式（2）中∂为常数，其数值根据表2［4］表3 温度与∂值的关系采用吸收有关知识来进行吸收区高度计算是比较传统的高度计算方法，虽然计算步骤简单明了，但是由于石灰石浆液在有喷淋塔自上而下的流动过程中由于石灰石浓度的减少和亚硫酸钙浓度的不断增加，石灰石浆液的吸收传质系数也在不断变化，如果要算出具体的瞬间数值是不可能的，因此采用这种方法计算难以得到比较精确的数值。

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填料层高度基本计算式
对截面积为Ω ，高为dz的微元 填料层作物料衡算得:
从气体浓度变化，气体中A的传质量 单位时间传质量=qn,V -dy (kmol/s) 从两方面考虑的单位时间传质量应相等
分析
的单位是 称为传质单元高度，用HOG表示。
的单位是无因数的纯数 称为传质单元数，用NOG表示。来自所以 即：（1）
（2）
（2）代入(1) 下面的关键是求传质单元数
qn,L下降，
也下降，塔底出口浓度x1上升。
最小液气比的表达式 若平衡线是直线，
几何关系图
吸收物料衡算示例
用清水吸收氨-空气混合气中的 氨，混合气NH3的浓度为y1 = 0.05(摩尔分数，下同)，要求出 塔的NH3的浓度下降至y2 = 0.01。 物系的平衡关系，y* = 0.788x。 求此种分离要求的最小液气比。 若取实际液气比是最小液气比 的1.6倍，此时出塔溶液的浓度 为多少?
4 吸收填料层高度计算
吸收塔物料衡算,对吸收塔作物料衡算。 从塔顶-塔底衡算范围得
实际吸收过程中，qn ， V ， q n ，L是变化的， 由于此处讨论的是低浓度吸收，为了简化计 算，此处假定不变。
塔顶 塔底
对全塔画衡算范围得: 此即吸收塔的物料衡算方程，或称为吸收塔操作线方程。
最小液气比 通常，y1，y2 ，x2 ，qn ,V是给定的