化工原理_5 气体吸收.ppt

第二节 气液相平衡;第一节 概述 一、吸收操作的应用 二、吸收过程与设备 三、吸收过程分类 四、吸收剂的选择;一、气体操作的应用;二、吸收过程与设备;吸收与解吸流程;（1）物理吸收和化学吸收;（2）选择性高；;第二节 气液相平衡一、 平衡溶解度二、 亨利定律三、 气液相平衡关系在吸收中的应用;一、平衡溶解度;平衡分压：平衡时气相中溶质的分压。;氨在水中的溶解度;20℃下SO2在水中的溶解度;几种气体在水中的溶解度曲线;讨论：;（一）亨利定律 总压不高时，在一定温度下，稀溶液上方气相中溶质的平衡分压与溶质在液相中的摩尔分率成正比，其比例系数为亨利系数。 ;讨论：;1）;H的讨论：1）H大，溶解度大，易溶气体 2）P对H影响小，;m与E的关系 ：;3）;三、 相平衡关系在吸收中的应用;（二）指明过程进行的极限;（1）逆流吸收，塔高无限，;（2）在x～y图上 ;第三节 吸收过程的传质速率;吸收过程： ;分子扩散：在静止或滞流流体内部，若某一组分存 在浓度差，则因分子无规则的热运动使 该组分由浓度较高处传递至浓度较低处， 这种现象称为分子扩散。;JA——组分A扩散速率（扩散通量）， kmol/（m2·s）； ;理想气体：;JA;等摩尔逆向扩散：任一截面处两个组分的扩散速率 大小相等，方向相反。 ; JA=－JB　　 ;NA= ;2）组分的浓度与扩散距离z成直线关系。 ;1;——微分式;在气相扩散 ;——积分式;漂流因子意义：其大小反映了整体移动对传质速率的影 响程度，其值为总体流动使传质速率较单纯分子扩 散增大的倍数。 ;扩散系数的意义：单位浓度梯度下的扩散通量，反映 某组分在一定介质中的扩散能力，是物质特性常 数之一；D，m2/s。 ;（1）气相中的D;五、 单相内的对流传质;——涡流扩散速率，kmol/(m2·s)； ;T;1）靠近相界面处层流内层：传质机理仅为分 子扩散，溶质A的浓度梯度较大，pA随z的 变化较陡。 ;有效膜模型;——以分压差表示推动力的气膜传质分系数， kmol/（m2·s·kPa）。 ;气相对流传质速率方程有以下几种形式：;液相传质速率方程有以下几种形式：;kL——以液相组成摩尔浓度表示推动力的液膜 对流传质分系数，kmol/（m2·s·kmol/m3）； ;六、 两相间传质的双模理论;双膜模型的基本论点（假设） ;（一）气相传质速率方程 ;（二）液相总传质速率方程 ;根据双膜理论 ;（四）总传质系数之间的关系 ;（五）传质速率的控制;2.传质速率的控制步骤;提高传质速率的措施：提高气体流速； 加强气相湍流程度。 ;提高传质速率的措施：提高液体流速； 加强液相湍流程度。 ;第四节 吸收塔的计算;传质设备：; 操作型：核算； 操作条件与吸收结果的关系。;一、物料衡算与操作线方程;X1=X2＋G（Y1－Y2）/L;同理：;3）操作线仅与液气比、浓端及稀端组成有关，与系 统的平衡关系、塔型及操作条件T、p无关。 ;5）平衡线与操作线共同决定吸收推动力。操作线 离平衡线愈远吸收的推动力愈大；;（2）并流吸收;逆流与并流的比较：;Y3 ;二、吸收剂的用量最小液气比;（一）最小液气比;X*1——与Y1相平衡的液相组成。 ;75;（二）操作液气比;三、填料层高度的计算;a——单位体积填料的有效传质面积，㎡/m3。;同理：;——气相总体积传质系数，kmol/（m3·s） ;以;传质单元数的意义： 反映了取得一定吸收效果的难易程度。 ;（2）传质单元高度 ;传质单元高度变化范围：0.10～1.0m。 ;同理 ：;同理：;平衡线与操作线平行 时，;2.吸收因数法;S——解吸因数 （脱吸因数） ;注意：图的适用范围为 0.05及 S1。 ; 操作线上任取一点（X, Y），其推动力为(Y - Y*)。 ;命题：塔高一定时，吸收操作条件与吸收效果间的 　　　分析和计算; 吸收塔的核算。 ;定性