化工原理第九章叶世超版本.ppt

强化过程的措施： 设备？ 工艺？ 概述 吸收塔 强化过程的措施： 设备？ 工艺？ 相平衡 气体在液体中的溶解度 T,P对溶解度曲线的影响 亨利定律 亨利定律 亨利定律的其它形式 亨利定律的其它形式 亨利定律的其它形式 方向、限度 限度→平衡 传质过程的推动力 清水吸收… 清水吸收… 吸收传质理论 传质理论简介 双膜理论 双膜理论 溶质渗透理论 表面更新理论 传质速率方程  气相分传质系数之间关系: 复习 相界面的浓度 相界面的浓度 总传质速率方程 总传质速率方程  总传质速率方程  总传质速率方程  总传质速率方程 总传质速率方程  吸收塔的计算  吸收操作线方程 操作线方程与操作线 并流操作线方程与操作线 吸收剂的选择与用量的确定 吸收剂用量的确定 吸收剂用量的确定 吸收剂用量的确定 例9-4 例9-4 填料层高度的基本计算式 填料层高度的基本计算式 填料层高度的基本计算式 填料层高度的计算 填料层高度的计算 NOG 和 HOG 一、NOG 和 HOG的物意 传质单元数与传质单元高度  传质单元数与传质单元高度  传质单元数的计算 对数平均推动力法 传质单元数的计算 传质单元数的计算 传质单元数的计算 传质单元数的计算 平衡线为曲线时传质单元数的计算 数值积分法 例9-5 例9-5 高浓度气体吸收 调节与操作型 吸收塔的调节与操作型计算 吸收塔的调节与操作型计算 填料层高度对吸收率的影响: 例9-7 例9-7 例9-7 例9-7 例9-7 返混对吸收传质的影响: 返混对吸收传质的影响: 解吸塔的计算 解吸塔的最小气液比 解吸塔的最小气液比 填料层高度计算式 传质系数 传质系数的实验测定 传质系数的经验公式 传质系数的经验公式 传质系数的经验公式 传质系数的准数关联式 计算气相传质系数的准数关联式 计算气相传质系数的准数关联式 计算液相传质系数的准数关联式 化学吸收 (Chemical absorption) 化学吸收 (Chemical absorption) 液膜中的浓度分布 液膜中的浓度分布 液膜中的浓度分布 化学吸收速率与增强因子 化学吸收速率与增强因子 化学吸收速率与增强因子 对于化学反应可以忽略（RA=0）的稳定物理吸收过程的传质微分方程是齐次的。 在液相漂流因子影响忽略不计（等价于扩散方向上无总体流动）的情况下求解上式，得到膜内浓度分布为直线方程 吸收过程液相中溶质的浓度分布服从传质微分方程 以上式在气液界面上的导数值表示的吸收速率与双膜理论中的溶质通量扩散表达式是一致的（以界面上传质通量表示） 边界条件为 对稳定的化学吸收过程（RA≠0），传质微分方程变为非齐次，等效液膜的浓度边界条件也发生相应变化。 以拟一级反应为例，求解传质（又称传质—反应）微分方程（式中负号代表化学反应使溶质减少） z=? 处的边界条件表示由该处扩散进入液相主体的溶质全部被主体内的化学反应所消耗，V 代表与扩散传质面积相对应的吸收液体积（m3/m2）。 在上述条件下解微分方程得到等效膜内的浓度分布双曲函数 图解积分法或数值积分法求解传质单元数 图解积分法 其步骤为: ① 在操作线和平衡线上得若干组与 Y 相应的值(1/(Y-Y*)); Y X o Y*=f(X) A Y1 X1 X2 Y2 B Y X X* Y* P Y- Y* X*-X Y o Y1 Y2 1/(Y-Y*) ② 在 Y1 到 Y2 的范围内作 Y~f(Y) 曲线； ③ 计算曲线的阴影面积，此面积的值即为传质单元数 NOG。 平衡线为曲线时传质单元数的计算 将积分区间 (Y1,Y2) 等分为 n 个子区间 ? = (Y1-Y2)/n ，采用直观易行的复化梯形公式对函数曲线 f(Y)=1/(Y-Y*) 求积分值或辛普森(Simpson)数值积分公式求解。 Y o Y1 Y2 1/(Y-Y*) ? Y2+? 数值积分法 【例9-5】设计一瓷环填料塔，以吸收混合气中的丙酮，吸收剂为清水。进塔气在操作条件下（101.3kPa，25oC）的流量为0.557m3/s，其丙酮含量为5%（mol%），要求塔内吸收率达98%，设计可取液气比为最小液气比的1.6倍。操作条件下，物系相平衡关系为Y=1.68X，气相总体积传质系数KYa为0.0215kmol/(s.m3)。若气体空塔速度为0.8m/s，求塔径及所需填料层高度。 解：进塔惰性气体量 由全塔物料衡算求得塔底排出水中丙酮的含量:  传质单元高度 空塔气速为0.8m/s时，塔内径为 :