文档介绍：吸收过程既可在板式塔内进行，也可在填料塔内进行。在板式塔中气液逐 级接触，而在填料塔中气液则呈连续接触。本章对于吸收操作的分析和计算主要 结合连续接触方式进行。
填料塔内充以某种特定形状的固体填料以构成填料层。填料层是塔实现气、
液接触线(B*T)的斜率称为最小液气比，以(L/V) min表示，相应的吸收剂 用量即为最小吸收剂用量，以 Lmin表示。
反之，若增大吸收剂用量，则点B将沿水平线向左移动，使操作线远离平衡 线，过程推动力增大；但超过一定限度后，效果便不明显，而溶剂的消耗、输送 及回收等项操作费用急剧增大。
(3)最小液气比的求法
最小液气比可用图解法求出。如果平衡曲线符合图2-14a所示的一般情 况，则要找到水平线 丫= Y与平衡线的交点B*,从而读出X*的数值，然后用下 式计算最小液气比，即：
(2 — 41)
(2—14a)
如果平衡曲线呈现如图2—14b中所示的形状，则应过点T作平衡线的切线， 找到水平线Y= Yi与此切线的交点B',从而读出点B'的横坐标Xi'的数值，用X '代替式2 —41或式2 —41a中的Xi* ,便可求得最小液气比(L/V) min或最小 吸收剂用量Lmin。
若平衡关系符合亨利定律，可用 X*=Y/m表示，则可直接用下式算出最小 液气比，即：
42)
(2—42 a)
如果用纯溶剂吸收，则 ％=0,式2 —42及式2—42a可表达为
(2 —42b)
或 (2
— 42c)
由以上分析可见，吸收剂用量的大小，从设备费与操作费两方面影响到 生产过程的经济效果，应权衡利弊，选择适宜的液气比，使两种费用之和最小。 根据生产实践经验，一般情况下取吸收剂用量为最小用量的〜倍是比较适宜的， 即：
(〜) (2 — 43)
或 L=(〜)Lmin (2 — 43a)
必须指出，为了保证填料表面能被液体充分润湿，还应考虑到单位塔截面积
上单位时间内流下的液体量不得小于某一最低允许值
如果按式2—43算出的吸
收剂用量不能满足充分润湿填料的起码要求，则应采用更大的液气比。
［例2 — 2］用清水吸收混合气体中的可溶组分 A。吸收塔内的操作压强为105. 7 kPa,温度为27C,混合气体的处理量为1280 n3/h儿，其中A物质的量的分数 为0. 03,要求A的回收率为95%。操作条件下的平衡关系可表示为： Y=。若 取溶剂用量为最小用量的倍，求每小时送人吸收塔顶的清水量 L及吸收液组成 Xlo
解：(1)清水用量L
平衡关系符合亨利定律，清水的最小用量可由式 2-42a计算，式中的有关参数
为：
V== = h
Yi ===
%=y (i — 6a)= (i — )=
X2= 0 m=
将有关参数代入式2-42a,得到： ==h
则 L= = h
(2)吸收液组成Xi
根据全塔的物料衡算可得：
Xi = X? + ==
塔径的计算
与精储塔直径的计算原则相同，吸收塔的直径也可根据圆形管道内的流量
公式计算，即：
则 （2 — 44）
式中D——塔径，m；
vs ——操作条件下混合气体的体积流量,m/ s ；
u ——空塔气速，即按空塔截面积计算的混合气体线速度， m/So
在吸收过程中，由于吸收质不断进人液相，故混合气体量由塔底至塔顶逐渐 减小。在计算塔径时，一般应以塔底的气量为依据。
计算塔径的关键在于确定适宜的空塔气速 Uo如何确定适宜的空塔气速，是
属于气液传质设备内的流体力学问题，将在本册第 3章中讨论。
填料层高度的计算
填料层高度计算的基本思路是：根据吸收塔的传质负荷（单位时间内的
传质量，kmol/s ）与塔内的传质速率（单位时间内单位气液接触面积上的传质量， kmol/ （m2 • s）计算完成规定任务所需的总传质面积；然后再由单位体积填料 层所提供的气、液接触面积（有效比表面积）求得所需填料层的体积，该体积除 以塔的横截面积便得到所需填料层的高度。
计算吸收塔的负荷要依据物料衡算关系，计算传质速率要依据吸收速率方程 式，而吸收速率方程式中的推动力是实际组成与相应平衡组成的差额， 因而要知
道相平衡关系。所以，填料层高度的计算将要涉及物料衡算、 传质速率与相平衡 这三种关系式的应用
在逆流操作的填料塔内，气、液相组成沿塔高不断变化，塔内各截面上
的吸收速率各不相同。在中介绍的所有吸收速率方程式，都只适用于吸收塔的任
一横截面而不能直接用于全塔。因此，为解决填料层高度的计算问题，需从分析
填料吸收塔中某一微元填料层高度 dZ的传质情况人手，如图2-15所示。
在微元填料层中，单位时间内从气相转人液相的溶质 A的物质量为：
dG= Vd仁 L