(二)最小(最佳)气液比的确定

对于一定的气液体系，当温度、压力一定时，平衡关系全部确定，也就是平衡线在Y—X图上的位置是确定的，而操作线的位置则是由操作条件来决定的。在吸收塔设计中要处理的废气流量、进出塔气体溶质浓度(即G、GB、Y1、Y2)均由设计任务而定，吸收剂的种类和进塔浓度X2由设计者决定。因此，只有吸收剂用量Ls及出塔溶液中吸收质浓度x是待机算的。根据物料衡算，Ls与X1之中只有一个是独立的未知量，通常在计算中先确定Ls值，则X1便随之而定了。由于GB属已知条件，因而可通过确定操作线斜率Ls/GB(液气比)来确定Ls。

1. 如何确定Ls/GB?(Ls/GB)min的提出。

结合图9-6(a)可见，由于X2、Y2已知，即A点(X2、Y2)位置一定，从A点按斜率Ls/GB引直线终于纵坐标为Y1的某点即为吸收操作线。当减少吸收剂流量Ls时，Ls/GB下降，即操作线斜率变小，出塔吸收液浓度X1减小，如AC—AB—AD线变化趋势所示。当塔底操作点D与平衡线相交时，X1与Y1成平衡，这时理论上吸收液所能达到的最高浓度，以X1*表示，此操作线对应的液气比称为最小液气比，以(Ls/GB)min表示。

最小液气比可用作图法求取，具体作法分两种情况：

(1) 吸收平衡线下凹，如图7-6(a)所示。由Y=Y1作水平线与平衡线相交，交点的横坐标即为X1*，由全塔的物料平衡计算可得：

(7-19)

吸收平衡线上凸，如图9-6(b)所示。当气液比(Ls/GB)减少到操作线与平衡线相切，尽管塔底两相浓度(X1、Y1)未达到平衡，但切点处达到平衡，此时的气液比即为(Ls/GB)min。理论上吸收液的最大浓度为该切线和Y=Y1水平线交点D的横坐标X1max，此时最小气液比计算式为：

(7-20)

2. 实际设计中气液比的确定必须满足下列三个原则：

(1) 操作液气比必须大于最小液气比;

(2) 就填料塔而言操作液体的喷淋密度(即每平方米的塔截面上每小时的喷淋量，m3/m2·h)应大于为充分润湿填料所必需的最小喷淋密度，一般为3-4 m3/m2·h，此时设备的阻力较小。

(3) 操作气液比的选定应尽可能从设备投资和操作费用两方面权衡考虑，以达到最经济的要求。解释：从设备投资和操作费用间矛盾开展。一方面选择较大的喷淋量，操作线的斜率增大，传质推动力增大，有利于吸收的操作，可减少设备的尺寸和投资;另一方面增大吸收剂用量，动力消耗增大，X1降低，对需回收吸收剂的操作来说，增加了溶液再生的困难，操作费用增加。两方面综合得出气液比的最佳值。

首先要求Lmin，然后确定吸收剂操作用量L，在选用一个合适的L/G，根据实际经验，取：L=(1.1-2.0)Lmin。

通过上述分析，可利用操作线图，结合考虑吸收液用量来确定吸收液最终浓度和吸收器尺寸等参数，从而选择最佳操作条件。