化工原理下 第10章 吸收2—总传质速率方程.pdf

1 -y y*dbayOGyyNy ybyayy第十章 气体吸收第十章 气体吸收第一节概述第二节吸收过程的相平衡关系第一节概述第二节吸收过程的相平衡关系第三节吸收过程的机理及传质速率第三节吸收过程的机理及传质速率一、吸收过程的机理一、吸收过程的机理第三节 吸收过程的机理及传质速率第三节 吸收过程的机理及传质速率 一、吸收过程的机理一、吸收过程的机理[524]吸收过程包括三个步骤：① 溶质由气相主体传递到两相界面，即气相内的物质传递；② 溶质在相界面上的溶解，由气相转入液相，即界面上发生的溶解过程；③ 溶质自界面被传递至液相主体，即液相内的物质传递吸收过程包括三个步骤：① 溶质由气相主体传递到两相界面，即气相内的物质传递；② 溶质在相界面上的溶解，由气相转入液相，即界面上发生的溶解过程；③ 溶质自界面被传递至液相主体，即液相内的物质传递第三节 吸收过程的机理及传质速率第三节 吸收过程的机理及传质速率 一、吸收过程的机理一、吸收过程的机理[524]双膜理论（Whiteman,1923年 )双膜理论（Whiteman,1923年 )基本设想：① 当气液两相相互接触时，在气液两相间存在着稳定的相界面，界面两侧各有一个很薄的停滞膜，溶质A经过两膜层的传质方式为分子扩散；② 在气液相界面处，气液两相处于平衡状态；③ 在两个停滞膜以外的气液两相主体中，由于流体的强烈湍动，各处浓度均匀一致。

基本设想：① 当气液两相相互接触时，在气液两相间存在着稳定的相界面，界面两侧各有一个很薄的停滞膜，溶质A经过两膜层的传质方式为分子扩散；② 在气液相界面处，气液两相处于平衡状态；③ 在两个停滞膜以外的气液两相主体中，由于流体的强烈湍动，各处浓度均匀一致第十章 气体吸收第十章 气体吸收第一节概述第二节吸收过程的相平衡关系第三节吸收过程的机理及传质速率第一节概述第二节吸收过程的相平衡关系第三节吸收过程的机理及传质速率一、吸收过程的机理一、吸收过程的机理二、传质速率方程二、传质速率方程1. 气膜吸收速率方程式1. 气膜吸收速率方程式需知界面组成需知界面组成()AGGiNkpp()AyGiNkyyyGkp k 第三节 吸收过程的机理及传质速率第三节 吸收过程的机理及传质速率 二、传质速率方程二、传质速率方程[525]2. 液膜吸收速率方程式2. 液膜吸收速率方程式第三节 吸收过程的机理及传质速率第三节 吸收过程的机理及传质速率 二、传质速率方程二、传质速率方程[525]需知界面组成需知界面组成()ALiLNkcc()AxiLNkxxxMLkck3. 界面浓度3. 界面浓度第三节 吸收过程的机理及传质速率第三节 吸收过程的机理及传质速率 二、传质速率方程二、传质速率方程[526]()()GGiLiLk ppk ccGpLcGiLLiGppk cck pcipic斜率斜率LGk kixiyyyk xxk 第三节 吸收过程的机理及传质速率第三节 吸收过程的机理及传质速率 二、传质速率方程二、传质速率方程[527]4. 总吸收速率方程式4. 总吸收速率方程式()AGGeNKppGpLc111GGLKkHkip易溶组分，易溶组分，H很大，很大，ep icGGKkGeGipppp 气膜控制（水吸收氨、气膜控制（水吸收氨、HCl））易溶组分平衡 线斜率较小pc第三节 吸收过程的机理及传质速率第三节 吸收过程的机理及传质速率 二、传质速率方程二、传质速率方程[527]4. 总吸收速率方程式4. 总吸收速率方程式()ALeLNK ccGpLc11LGLH Kkkip难溶组分，难溶组分，H很小，很小，epicLLKkeLiLcccc 液膜控制（水吸收氧、二氧化碳）液膜控制（水吸收氧、二氧化碳）难溶组分平衡 线斜率较大ecpc传质速率方程式汇总表传质速率方程式汇总表[529]分传质速率总传质速率传质阻力分传质速率总传质速率传质阻力()()()AGGiyiYiNkppkyyk YY()()()AGGYeyeeNKyyKKpYpY()()()ALiLxiXiNk cck xxkXX()()()ALeXLxeeNK xxKK cXcX11111GGLyyxm KkkkKkH11111LGxyxLKmkH KkkkyGxMLkp kkckGLxyKH KKm KyGxMLKp KKcK第十章 气体吸收第十章 气体吸收第一节 概述第二节 吸收过程的相平衡关系第三节 吸收过程的机理及传质速率第一节 概述第二节 吸收过程的相平衡关系第三节 吸收过程的机理及传质速率第四节 吸收（解吸）塔的计算第四节 吸收（解吸）塔的计算一、全塔物料衡算一、全塔物料衡算第四节 吸收（解吸）塔的计算第四节 吸收（解吸）塔的计算 一、全塔物料衡算一、全塔物料衡算[531]bV,bbL x,aaL xaV假设：① 惰性气体B不溶解② 溶剂S不挥发假设：① 惰性气体B不溶解② 溶剂S不挥发constVconstL (1)(1)aabbVVyVybbaaaabbVyLxVyLx(1)(1)aabbLLxLx()()babaV YYL XXayby低浓端高浓端()()babaV yyL xx低浓度吸收低浓度吸收定义：定义：被吸收的溶质量溶质的回收(吸收)率=气体进塔所含的溶质量()1baa A bbV YYY V YY 即：即：1a A by y 低浓度吸收低浓度吸收当吸收任务规定了当吸收任务规定了V、、yb、、ya(jA））、、xa后，给定后，给定L（（xb），可用全塔物料衡算式求得），可用全塔物料衡算式求得xb（（ L ）。

第四节 吸收（解吸）塔的计算第四节 吸收（解吸）塔的计算 一、全塔物料衡算一、全塔物料衡算[532]第十章 气体吸收第十章 气体吸收第一节 概述第二节 吸收过程的相平衡关系第三节 吸收过程的机理及传质速率第四节 吸收（解吸）塔的计算第一节 概述第二节 吸收过程的相平衡关系第三节 吸收过程的机理及传质速率第四节 吸收（解吸）塔的计算一、全塔物料衡算一、全塔物料衡算二、操作线方程二、操作线方程aaLLYXYXVVV,bL X,aL XVaYbY,V Y,L XbbLLYXYXVV等价逆流等价逆流吸收塔 操作线方程吸收塔 操作线方程第四节 吸收（解吸）塔的计算第四节 吸收（解吸）塔的计算 二、操作线方程二、操作线方程[532]aaLLyxyxVVbbLLyxyxVVbXaXaYbYYX吸收操作线在 平衡线上方aXbXXaYbYY解吸操作线在 平衡线下方第四节 吸收（解吸）塔的计算第四节 吸收（解吸）塔的计算 二、操作线方程二、操作线方程[532]XY第十章 气体吸收第十章 气体吸收第一节 概述第二节 吸收过程的相平衡关系第三节 吸收过程的机理及传质速率第四节 吸收（解吸）塔的计算第一节 概述第二节 吸收过程的相平衡关系第三节 吸收过程的机理及传质速率第四节 吸收（解吸）塔的计算一、全塔物料衡算二、操作线方程一、全塔物料衡算二、操作线方程三、吸收剂用量的确定三、吸收剂用量的确定最小液气比下操作线aXbXaYbYbeXminbabeaYYL VXXmin1.22.0LL VVminbabeayyL Vxx第四节 吸收（解吸）塔的计算第四节 吸收（解吸）塔的计算 三、吸收剂用量的确定三、吸收剂用量的确定[533]低浓度吸收：低浓度吸收：XY最小液气比下操作线aXbXaYbYbeXminbabaYYL VXX bX第四节 吸收（解吸）塔的计算第四节 吸收（解吸）塔的计算三、吸收剂用量的确定三、吸收剂用量的确定[533]XY第三节 吸收过程的机理及传质速率第四节 吸收（解吸）塔的计算第三节 吸收过程的机理及传质速率第四节 吸收（解吸）塔的计算一、全塔物料衡算二、操作线方程三、吸收剂用量的确定一、全塔物料衡算二、操作线方程三、吸收剂用量的确定自学：【例10-5】作业： 无预习：填料层高度的计算自学：【例10-5】作业： 无预习：填料层高度的计算本次课内容及要求本次课内容及要求。