任务四 吸收.ppt

吸收机理双膜理论 结论 1、相互接触的气液两相接触处，存在一个稳定的相界面，界面两侧各有一个很薄的流体膜——气膜和液膜。流体在膜内作层流流动，吸收质以分子扩散方式通过此两层膜。 2、在界面处气液两相互成平衡。 3、在气液两相主体中，由于流体充分湍动混合，吸收质浓度均匀，没有浓度差，也没有传质阻力和扩散阻力，浓度差全部集中在两个膜层中，即阻力集中在两膜层中。这样，双膜理论把复杂的吸收过程，简化为通过气液两膜的分子扩散过程。 （一）气膜吸收速率方程式 吸收质从气相主体通过气膜传递到相界面时的吸收速率方程可表示为： NA=k气（YA-Yi） NA= YA，Yi----气相主体和相界面处吸收质的物质的量之比； 气膜吸收系数的倒数 即表示吸收质通过气膜的传递阻力，这个阻力的 表达形式是与气膜推动力YA-Yi相对应的。 （二）液膜吸收速率方程式 吸收质从相界面处通过液膜传递进入液相主体的吸收速率方程可表示为： NA=k液（Xi- XA） = ? XA，Xi----液相主体和相界面处吸收质的物质的量之比； ----液膜吸收系数，kmol/m2·s 液膜吸收系数的倒数 即 表示吸收质通过液膜的传递阻力， （三）总吸收速率方程式 NA=K气（YA- ） NA=K液（ -XA） K气 和K液为总吸收系数。 （四）传质阻力控制 气相液相总阻力 分别为吸收过程的气相和 液相总阻力 。 （一）对易溶气体，m很小,阻力集中在气膜内，气膜阻力控制着整个过程的吸收速率，称“气膜控制”。 （二）对难溶气体，m很大，阻力集中在气膜内,液膜阻力控制着整个过程的吸收速率，称“液膜控制”。 , 分别为吸收过程的气相和液相总阻力。 一、吸收塔全塔物料横算 吸收操作过程中,惰性气体的量、吸收剂的量不沿塔高变化。 利用比摩尔分数表示气、液相组成可以简化计算。 吸收塔物料衡算简图 V,Y2 L,X2 Y YY X m n V,Y1 L,X1 V—通过吸收塔的惰性气体量，kmol/h； L—通过吸收塔的吸收剂的量，kmol/h； Y1,Y2，Y—进塔，出塔,任一截面气体中溶质的比摩尔分数； X1,X2，X—出塔，进塔,任一截面溶液中溶质的比摩尔分数； 对单位时间内，进出吸收塔的溶质量作物料衡算，可得下式： VY1+LX2=VY2+LX1 整理可得 V(Y1-Y2)=L(X1-X2)=GA GA—单位时间内全塔吸收的溶质的量，kmol/h 一般情况下，进塔混合气的组成与流量为吸收任务规定；吸收剂的流量以及组成也已经确定，即V、L、Y1、X2已知。 根据吸收操作的分离指标吸收率 可以计算出塔气体浓度Y2: Y2=Y1(1- ) 如此，通过全塔物料衡算式可计算出塔吸收液的组成X1 二、操作线方程 填料层中各截面上气液浓度Y与X的关系要由填料层任一截面与任一端面进行物料横算，关系如下（以下表面为例）： VY+LX1=VY1+LX 整理， Y– m-n截面上气相中溶质的摩尔分数； X- m-n截面上液相中溶质的摩尔分数 吸收塔物料衡算简图 V,Y2 L,X2 Y YY X m n V,Y1 L,X1 V—通过吸收塔的惰性气体量，kmol/h； L—通过吸收塔的吸收剂的量，kmol/h； Y1,Y2，Y—进塔，出塔,任一截面气体中溶质的比摩尔分数； X1,X2，X—出塔，进塔,任一截面溶液中溶质的比摩尔分数； 三、气相传质推动力 吸收过程中，塔内任意截面处溶质在气相中浓度总高于其平衡浓度。因此，操作线位于平衡线上方。任一截面的气象传质推动力表示为Y- 气相平均传质推动力 吸收过程中，每一截面的气象传质推动力均不相同。 当吸收过程的平衡线为直线时，平均推动力可以表示为吸收塔底与塔顶的推动力的对数平均值。 三、吸收剂消耗量 1、最小液气比 当吸收剂的用量减少到A点落在平衡线上时，则X= ，此时，ΔX=0，吸收无法进行，对应的液气比称为最小液气比；吸收剂的用量称为最小用量。 （三）适宜吸收剂用量 使设备费和操作费之和最小，一般取经验值 =（1.1～2.0） （四）最小液气比的求法 1、图