汽提塔及汽提塔塔板数计算

单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,汽提塔塔板数计算,制作人：,汽提塔的工作原理,气提是一个物理过程，它采用一个气体介质破坏原气液两相平衡而建立一种新的气液平衡状态，使溶液中的某一组分由于分压降低而解吸出来，从而达到分离物质的目的。,例如，A为液体，B为气体，B溶于A中达到气液平衡，气相中以B气相为主，加入气相汽提介质C时，气相中A、B的分,压,均降低从而破坏了气液平衡，A、B物质均向气相扩散，但因气相中以B为主，趋于建立一种新的平衡关系，故大量B介质向气相中扩散，从而达到气液相分离目的。通过控制气提介质的量可以控制气提程度。,易挥发有机化合物气提塔塔板数计算,1基础计算式,采用板式塔的空气气提工艺流程见图1。,废水靠其重力自上而下流动,新鲜的缩压空气,由下向上与废水逆流接触气提废水中的易挥发,有机化合物。在第n 块塔板上的i组分的质量,衡算式为:,L x,n-1,i,+,V y,n+1,i,=,Lx,n,i,+,V y,n,i,(1),式中L 废水的摩尔流量,m o l/h.,V 空气的摩尔流量,mo l/h,x i组分在液相的摩尔分数,y i组分在气相的摩尔分数,易挥发有机化合物气提塔塔板数计算,2理想塔板数计算,塔板的结构见图2。对理想塔板来说,某,组分离开第n 块塔板的气相浓度yn 与该,塔板上的液相处于平衡状态,则,y,n,i,=,K,i,x,n,i,(2),y,n,i,i组分离开第n 块塔板的气相摩,尔,分数,K i i组分的相平衡常数,xn,i i组分的液相摩尔分数,易挥发有机化合物气提塔塔板数计算,2理想塔板数计算,将式(2)代入式(1)得:,S,i,x,n-1,i,=(1+,S,i,),x,n,i,-,x,n-1,i,(3),式中,S,i,=K,i,(V/L),为气提因数,它是确定气提塔操作的重要参数。,如果进口空气不含有机杂质,即,y,N+1,i,=0,式(3)的解为:,易挥发有机化合物气提塔塔板数计算,3实际塔板数计算,对于实际塔板来说,离开第n块塔板的气,液两相并不处于平衡状态,见图3。其非理,想程度可用其气相的M,u,rphree 效率E,m i,来表示,其表达式为:,式中,y,n,i*,为与第n块塔板上的液相浓度x,n,i,成,相平衡的气相浓度,即,y,n,*i,=K,i,x,n,i,。故式(6),可整理为:,易挥发有机化合物气提塔塔板数计算,3实际塔板数计算,由第n块塔板到塔底第N 块塔板的i组分的质量衡算可导出:,令n=n+1,则,将式(8)和式(9)代入式(7)得:,式中,易挥发有机化合物气提塔塔板数计算,3实际塔板数计算,式(10)为一次线性限定差分方程,可借助两个限定条件n=0,x=x0,和n=N,x=xN 来求解。如果进入的空气为新鲜空气,即y,N+1,=0,，,式中Ri=x,N,i,/x,o,i,为废水中残留料分数,。,易挥发有机化合物气提塔塔板数计算,3实际塔板数计算,从式(12)和式(13)可以看出:当Si 1时,Ri值随N 的增加而变小。当Si 接近1时,N 变成一个相当大的数,这是因为对于易挥发有机化合物的气提来说,Ri 通常是个很小的数。当Si 1时,Ri 随N 的无限增加而接近一定值,并可由下式求得:,易挥发有机化合物气提塔塔板数计算,4结论,利用式(12)和式(13)可计算废水中易挥发有机化合物的空气气提,塔,的塔板数,也可借助电子计算机推导出计算曲线或图表。对于废水中残留物分数R=0.01,0.001,0.0001,以Em 为参数,S对N 的曲线分别在图4、图5、和图6中给出。,易挥发有机化合物气提塔塔板数计算,图4R=0.01,塔板数与S 和Em 的关系,易挥发有机化合物气提塔塔板数计算,图5R=0.001,塔板数与S 和Em 的关系,易挥发有机化合物气提塔塔板数计算,图6R=0.0001,塔板数与S 和E,m,的关系,易挥发有机化合物气提塔塔板数计算,参考文献：,1.崔胜民，易挥发有机化合物气提塔塔板数计算，化工装备技术,1994(04),符号说明：,Em 气相的M u rph ree效率,i第i组分,K 相平衡常数,L 废水的摩尔流量,m o l/h,N 气提塔的塔板数,n 第n 块塔板,R 废水中残留物分数,xN/xO,S 气提因数,V 空气的摩尔流量,m o l/h,x i组分在液相的摩尔分数,y i组分在气相的摩尔分数,y*与液相浓度x 相平衡的气相摩尔分数,