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8.4 相际传质 * 武汉工程大学化工原理课件 * 8.4.1 相际传质速率 8.4.2 传质阻力的控制步骤与界面含量 8.4.1 相际传质速率 吸收速率：单位相际传质面积上在单位时间所吸收溶质的量。 吸收速率方程式：描述吸收速率与吸收推动力之间关系的数学表达式。 一、相际传质速率方程 1. 以(y-ye)为总推动力的吸收速率方程式 前提： 总阻力 液膜阻力 气膜阻力 与总推动力(y-ye)相对应的气相总传质系数 与液相主体浓度成平衡的气相浓度 2. 以(xe-x)为总推动力的吸收速率方程式 总阻力 液膜阻力 气膜阻力 3. 以(pA-pe)为总推动力的吸收速率方程式 总阻力 液膜阻力 气膜阻力 前提： 4. 以(cAe-cA)为总推动力的吸收速率方程式 总阻力 液膜阻力 气膜阻力 前提： 二、吸收速率方程小结 1. 传质速率方程式的特点 通用表达式：吸收速率＝传质系数×传质推动力 单相内传质速率＝膜传质系数×主体浓度与界面浓度之差 相际传质速率＝总传质系数×（一相主体组成-与另一相溶质组成相对应的平衡组成) 2. 传质系数的单位：kmol/(m2.s.单位推动力) 3. 上述所有传质速率方程只适用于描述定态操作的吸收塔内任一截面的速率关系，不能直接用来描述全塔的吸收速率。 8.4.2传质阻力的控制步骤与界面含量 一、气膜控制 1.表现 对气膜控制，增加气体流率，可降低气膜阻力而有效加快吸收过程；增加液相流率，不会对吸收有显著的影响 2.应用 3.举例 易溶气体的吸收如：用水吸收NH3 ，HCl以及用浓H2SO4吸收气相中水蒸气 二、液膜控制 1.表现 对液膜控制，增加液体流率，可降低液膜阻力而有效加快吸收过程；增加气相流率，不会对吸收有显著的影响 2.应用 3.举例 难溶气体的吸收如：用水吸收O2 ，CO2 三、双膜控制 1.表现 同时降低气膜和液膜阻力才能有效加快吸收过程。 2.应用 3.举例 中等溶解度气体的吸收如：用水吸收SO2 气相阻力与液相阻力相当 四、界面含量的求取 填料吸收塔某截面上气液相组成分别为y=0.05,x=0.01,气相和液相分体积传质系数分别为kyα=0.03kmol/(m3.s)、 kxα=0.03kmol/(m3.s)，相平衡关系为ye=4x, kyα∝G0.7 。试确定: (1)该界面处气液两相传质总推动力、总阻力、传质速率及各相阻力的分配；若气体流量增加一倍，总阻力变为多少？ （2）降低吸收温度此时相平衡关系变为ye=0.1x，两相组成和传质系数都不变，求界面处气液两相传质总推动力、总阻力、传质速率及各相阻力的分配；若气体流量增加一倍，总阻力变为多少？ 已知在116 kPa的总压下用清水在填料塔内吸收混于空气中的氨气，在每一截面上氨的气、液相组成分别为y=0.03， cA=1 kmol/m3 若kG=5×10-6 kmol/(m2.s.kPa)，kL=1.5×10-4 m/s。假设操作条件下平衡关系服从亨利定律，H=1.37 kPa.m3/kmol。试： ①计算以Δp、Δc表示的吸收总推动力及相应的总吸收系数；②计算该截面处的吸收速率及以Δy为总推动力的气相总吸收系数；③分析该吸收过程的控制因素。