1吸收塔是是现代化工吸收和传质的核心设备。吸收塔有多种型式,如喷淋塔、液柱塔、填料塔等。不同型式的吸收塔各有优缺点。由于塔内气液流动、传质、化学反应的复杂性,目前喷淋塔的设计主要靠经验性设计。尤其在我国,目前大中型烟气脱硫设备都是从国外引进的,对吸收塔的理论研究很少。因此,对于塔内气液传质、流动等理论性的研究还需深入,以便为工程设计提供可靠的理论基础,使设计完善、精确。在逆流操作的填料塔内进行气体吸收,由于塔内各截面上气、液相浓度随塔高变化,吸收速率各不相同,要计算填料层高度,通常采用微分方法,即从分析塔中微元填料层高度dH的传质速率和物料平衡入手,得到填料塔填料层高度计算公式:21yHyyeyydyaKG(1)21xHyyyexxdaKG(2)以上两式分别为填料塔内进行低浓度气体吸收用于计算填料层高度H的基本关系式,它们还可以写成下列形式:OGOGNHH(3)OLOLNHH(4)由式(3)、(4)可知,式的右边可分为两个部分,以式(3)为例,式中aKGHyOG,12OGNyyeyydy,常把HOG称为气相总传质单元高度[m],NOG称为气相总传质单元数[无因次]。将塔高写成HOG与NOG的乘积,只是变量的分离和合并,并无实际性的变化。但是这样的处理有明显的优点,传质单元数NOG中所含的变量只与物质的相平衡以及进、出口的含量条件有关,与设备的形式和设备中的操作条件(如流速)等无关。这样,在做出设备形式的选择之前即可先计算NOG。NOG反映了分离任务的难易。如果NOG的数值太大,则表明吸收剂性能太差,或表明分离要求过高。HOG则与设备的形式、设备中的操作条件有关,HOG表示完成一个传质单元所需的塔高,是吸收设备效能高低的反映。通常传质系数Kya随流率G增加而增加,但G/Kya则与流率的关系较小。传质单元高度的数值其变化量级不如传质系数那样大,常用吸收设备的传质单元高度约为0.15~1.5m。具体数值须由实验测定。即,在单位横截面积上,整个塔高吸收量取决于三个因素:传质系数、吸收区塔高、平均推动力。对于给定的吸收任务G(yl—y2),这三个量此消彼长。由定义可见,传质单元数NTU表达的是吸收塔进出口物质浓度差与气侧平均传质推动力之比值。其物理意义表示吸收塔吸收物质的困难程度。由其定义可知,如果吸收任务(吸收总效率)给定,则NTU只受平均推动力影响;比如,加大浆液流量,或改变浆液性质,增强液侧吸收力,降低平衡浓度,可增大推动力,使NIU减小。根据喷淋塔的设计在计算时,一般分别计算HOG2和NOG,其中HOG可直接代入计算,而对于NOG,它完全与平衡线和操作线有关,当平衡线为直线时,常采用对数平均浓度差法和吸收因数法等简化方法。连续式接触吸收过程的传质单元数NOG可用多种方法求得。当相平衡关系ye=f(x)在吸收塔操作范围内可近似看成直线时,可用对数平均推动力法求解当相平衡关系服从亨利定律ye=mx即平衡线为一通过原点的直线时,可用吸收因数法求解;当平衡线ye=f(x)为一曲线时,可用图解法或数值积分法求解。吸收、逆流的情况下,对于低含量气体的吸收过程,该过程的操作线为一直线)(y11xxGLy或)(y22xxGLy,气液平衡规律符合y=mxe,物料衡算的微分方程式为Gdy=Ldx,吸收的气相传质单元数12OGNyyeyydy,操作线方)(x22yyLGx,L(x1-x2)=G(y1-y2),1221mGmxmxyLmGyL,22112211OGln111ln11NmxymxyAmxymxyLmG上式为吸收逆流情况下NOG的基本表达式。这种表达式最为简洁;且具有一定的物理意义,即y1-mx1为吸收塔塔底的浓差推动力,y2-mx2为吸收塔塔顶的浓差推动力。但若采用这种形式解决吸收操作型问题并不方便,因为这种形式中包含了四个浓度x1,y1,x2,y2,其中x1,y2为未知的出口浓度。所以我们希望能从这种基本表达式中消去一个浓度,使该表达式更具有实际应用价值。消去x1,由于L(x1-x2)=G(y1-y2),由此可以得到2211)(xyyLGx,所以,代入上面求得的式子可以得到AmxymxyAANOG111ln1112221,这个式子与上面直接求得的式子相比,少了一个未知量x1,更便于计算。消去y2,将)(2112xxGLyy代入式子得:消去x2,将)(2112yyLGxx代入基本表达式得)(ln111211211yyLmGmxymxyANOG以上每种情况中均出现了四种表达形式,其中均以第一、二种形式最为常用。这主要是因...