《化工原理》(下)第二章 吸收第四次课

1溶解度对传质系数的影响a.气膜阻力控制：对于易溶气体，溶解度很大，H很大,m很小xylgkmkkk》》1H11如以水吸收NH3膜阻力总阻力＝气膜阻力＋液xyylggkmkKHkkK11111Kg≈kg传质阻力主要集中气相侧膜内，故称之为气膜控制。Ky≈ky2eiiyeyAyyyyyykyyKNkK气膜控制增加气相流率和提高ky,加快吸收过程；增加液相流速，效果不明显。3b.液膜阻力控制：难溶气体，溶解度很小，H很小,m很大，yxglmkkkHk111》》yxxlglmkkKkkHK11111Kl≈klKx≈kx总阻力=液相传质阻力主要集中液相侧膜内，液膜控制。如以水吸收CO2。4液膜控制增加液相湍动程度如提高液相流率,提高kx,加快吸收过程；增加气相流速，效果不明显。5C.双膜阻力联合控制，两者均不可忽略对溶质的溶解度比较适中的吸收过程，则界面两侧的传质阻力相当，对过程传质速率的影响相当，故表现为界面两侧的膜对传质速率具有相同控制作用。6用水作为吸收剂来吸收某低浓度气体生成稀溶液（服从亨利定律），操作压力为850[mmHg]，平衡常数m=0.25，已知其气膜吸收分系数kg=1.25[Kmol/m².h.atm],液膜吸收分系数kl=0.85[m/h]，试分析该气体被水吸收时，是属于气膜控制过程还是液膜控制过程？课堂练习7解：m=E/P所以E=mP=0.25×850/760=0.28atm因为是稀溶液所以H=ps/(Ms×E)=1000/（0.28×18）=198.4（kmol/㎡.atm）根据1/KG=1/kg+1/(Hkl)即1/KG=1/1.25+1/(198.4×0.85)所以KG≈Kg=1.25(kmol/㎡.atm）因此，是气膜控制过程8常压25℃下，气相溶质A的分压为0.054大气压的混合气体分别与•溶质A浓度为0.002mol/l的水溶液；•溶质A浓度为0.001mol/l的水溶液；•溶质A浓度为0.003mol/l的水溶液；接触，求以上三种情况下，溶质A在二相间的转移方向。•若将总压增至5大气压，气相溶质的分压仍保持原来数值。与溶质A的浓度为0.003mol/l的水溶液接触，A的传质方向又如何？注：工作条件下，体系符合亨利定律。亨利常数E=0.15×104大气压。91.根据双膜理论，吸收质从气相主体转移到液相主体整个过程的阻力可归结为（）。A.两相界面存在的阻力；B.气液两相主体中的扩散的阻力；C.气液两相滞流层中分子扩散的阻力；2.对于难溶气体，吸收时属于＿＿＿＿＿＿控制的吸收，强化吸收的手段是＿＿＿＿＿＿＿＿＿。3.物理吸收的极限取决于当时条件下＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，吸收速率取决于吸收质从气相主体传入液相主体的＿＿＿＿＿＿＿。4.用Δp为推动力的气膜传质速率方程有两种,以气相传质系数表达的传质速率方程为________________,以总传质系数表达的传质速率方程为__________________。填空题10第三节吸收塔的计算工业吸收过程的特点:混合气体中溶质浓度不高，5～10％，低浓度气体的吸收，流经全塔的混合气体量、液体量变化不大。吸收塔设备溶质的溶解热引起的温度变化很小－－等温吸收板式塔－逐级接触填料塔－连续接触112-3-1吸收塔的物料衡算及操作线方程1、物料衡算逆向接触，溶剂、惰性气体的流量为常数气液浓度使用摩尔比设计计算：工艺给定设计条件，即给定混合气体的处理量G及组成y1。给定分离要求y２或规定溶质组分的回收率。%100121YYY回收率：V,Y1L,X1V,Y2L,X21221LXVYLXVY12VVV,Y1X1LY2Y2222XVLYXVLYLXVYLXVY二、逆流吸收塔的操作线方程V-惰性气体通量，kmol/h;L-溶剂用量，kmol/s;Y,X-任意塔截面上气液相组成，摩尔比。13L，V，X2，Y2均为定值稳定吸收，操作线为直线，斜率为L/VY1YY2X2XX1ABPY=mX操作线由物料衡算得出,与其他因素无关。气相中溶质分压p与液相溶质成平衡的分压pe操作线在平衡线的上方塔内任一截面P气液两相浓度的关系A（Y2,X2)：塔顶B(Y1,X1):塔底143.并流吸收操作线)(2222XXVLYYVYLXVYLXAPBV,Y2L,X2V,YL,XV,Y1L,X1Y2Y1X2X1Y=mXBA154.逆流和并流对比逆流的推动力并流的推动力，处理气量较大时常采用并流逆流推动力均匀气相组成相同时，逆流出塔液相组成浓度高。161.传质推动力。操作线离开平衡线距离表示吸收过程的总推动力为Δy,Δx，17液气比（L/V)是吸收设计中的重要参数随操作线斜率，即（L/V)减小，操作线向平衡线靠近，传质推动力减小，完成相同分离要求所需Z或NT板数增大，即塔增高。Y1Y2minVL123此时相应的液气比为（L/V)min。当（L/V)减小至操作线与平衡线相交时如图所示。相交处传质推动力为零，所需Z＝无穷高，2－3－2吸收剂用量的确定1、最小液气比和最小溶剂用量18对于相平衡关系不同的体系，则（L/V)min的确定方法也不相同，在塔底气液达到平衡状态，X1=X1max=X1e2121XXYYVLeminX1e的求法：（1）由相平衡方程求得：如X1e＝Y1/m(2)由图解法求得：(3)对于相平衡关系不同的体系，则（L/v)min的确定方法也不相同，如图(b)所示。由其切点E确定minVL193.操作液气比及溶剂用量的确定L/V,操作线远离平衡线，△Y，Z设备费出塔液相浓度X1，吸收剂循环使用，液体处理量增大，操作费最小液气比是操作的一种极限状态，实际操作液气比一定大于该值，取最小液气比（L/V)min的（1.1～2.0）倍L/V与设备费和操作费有关