化工原理第九章(hg)四川大学.ppt

概述 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 解吸塔填料层高度计算式的推导，可采用与吸收塔完全相同的方法，但需注意式中涉及到的推动力（浓度差）的前后项要调换。 若用传质单元高度与传质单元数计算填料层高度 Z，无论吸收与解吸，传质单元高度的计算方法都是一样的，但传质单元数定义中的传质推动力项，以液相总传质推动力为例，吸收为（X* - X），解吸则为（ X - X * ）。 当平衡关系可用Y* = MX 表达时，可推得与吸收过程 NOL 计算式完全类似的解吸过程的 NOL 计算式： 式中 A=L/(MV) 为吸收因子。 任何一个化工单元操作，过程进行的速率是决定该单元设备大小的关键因素。过程速率的普遍化规律是正比于过程推动力，反比于过程阻力。 对气、液传质过程，可将各传质速率表达式概括为 吸收塔填料层高度计算式中的传质系数（如 ky，KY 等）正是体现了与吸收速率的正比关系，因此它们在吸收计算中具有十分重要的意义。 传质系数包含了传质过程速率计算中一切复杂的、不易确定的影响因素，其数值的大小主要取决于物系的性质、操作条件及设备的性能（填料特性）三个方面。由于影响因素十分复杂，传质系数的计算难以通过理论模型解决，迄今为止也尚无通用的计算方法可循。 传质系数的获取途径：（1）实验测定；（2）针对特定体系的经验公式；（3）适用范围更广的准数关联式。 对实际操作的物系，若相平衡关系为直线，则填料层高度计算式为 上式也可写为高度为 Z 的填料段的平均传质速率方程 式中 F=?Za 为传质面积，Vp= ?Z 为填料装填体积。 当填料和填料装填方式一定，对一定塔径的吸收或解吸塔，在稳定操作状况下测得进、出塔气、液流量和测量段 Z 两端处的气、液浓度后，根据物料衡算及平衡关系即可算出传质负荷 GA 和平均传质推动力。 填料的几何特征和测试设备的尺寸已知，由上两式可计算出以气相为基准的总传质系数 KY 或总体积传质系数 KYa。 注意：实验测定的传质系数用于吸收或解吸塔设计计算时，设计体系的物性、操作条件及设备性能应与实验测定时的情况相同或相近。 实际上很难对每一具体设计条件下的传质系数都直接进行实验测定。为此，不少研究者针对某些典型的系统和条件进行研究，在所测定的大量数据基础上提出了对一定的物系在一定条件范围内的传质系数经验公式。下面举例说明。 用水吸收二氧化硫 适用条件： （1）气体的空塔质量流速 G 为 320~