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第四、五、六章 复习 吸收 干燥 燃料及其燃烧 第四章 吸收复习 基本概念和基本原理 利用各组分溶解度不同而分离气体混合物的单元操作称为吸收。混合气体中能够溶解的组分称为吸收质或溶质（A）；不被吸收的组分称为惰性组分或载体（B）；吸收操作所用的溶剂称为吸收剂（S）；吸收所得溶液为吸收液（S+A）；吸收塔排出的气体为吸收尾气。 第四章 吸收复习 基本概念和基本原理 当气相中溶质的的实际分压高于与液相成平衡的溶质分压时，溶质从气相向液相转移，发生吸收过程；反之当气相中溶质的的实际分压低于与液相成平衡的溶质分压时，溶质从液相向气相转移，发生脱吸（解吸）过程。 第四章 吸收复习 一、气–液相平衡–––––––传质方向与传质极限 平衡状态下气相中溶质分压称为平衡分压或饱和分压，液相中的溶质浓度称为平衡浓度或饱和浓度––––––溶解度。 对于同一种溶质，溶解度随温度的升高而减小，加压和降温对吸收操作有利，升温和减压有利于脱吸操作。 第四章 吸收复习 亨利定律（稀溶液） ： p*=Ex––––E为亨利系数，单位为压强单位，随温度升高而增大，难溶气体E很大，易溶气体E很小。对理想溶液E为吸收质的饱和蒸气压。 p*=c/H–––H为溶解度系数，单位：kmol/(kN·m)，H=ρ/(EMs)，随温度升高而减小，难溶气体H很小，易溶气体H很大。 第四章 吸收复习 y*=mx––––m相平衡常数，无因次；m=E/P，m值愈大，气体溶解度愈小；m随温度升高而增加，随压力增加而减小。 Y*=mX–––当溶液浓度很低时大多采用该式计算。 X=x/(1-x); Y=y/(1-y); x,y––––摩尔分率， X,Y––––摩尔比浓度 第四章 吸收复习 二、传质理论––––传质速率 分子扩散–––凭借流体分子无规则热运动传递物质的现象。推动力为浓度差，由菲克定律描述：JA= – DAB(dCA)/(dz) JA––扩散通量，kmol/(m2·s) DAB––扩散系数 涡流扩散–––凭借流体质点的湍动和旋涡传递物质的现象。 第四章 吸收复习 等分子反向扩散传质速率： 气相内 NA = D(pA1–pA2)/RTz 液相内 NA = D’(cA1–cA2)/z 单相扩散传质速率： 气相内：NA = JA+NcA/C =D (pA–pAi)/ RTz·(P/pBm) =kG(pA–pAi) 第四章 吸收复习 液相内： NA = D’(cAi–cA)/z·(C/cSm)=kL(cAi–cA) 其中 P/pBm 1为漂流因数，反映总体流动对传质速率的影响。 pBm=(pB2–pB1)/ln(pB2/pB1) 一般而言，双组分等分子反向扩散体现在精馏单元操作中，而一组分通过另一组分的单相扩散体现在吸收单元操作中。 第四章 吸收复习 气相中，温度升高物质的扩散系数增大，压强升高则扩散系数降低；液相中粘度增加扩散系数降低。 在传质理论中有代表性的三个模型分别为双膜理论、溶质渗透理论和表面更新理论。 传质速率方程–––– 传质速率=传质推动力/传质阻力 =传质推动力×传质系数 第四章 吸收复习 N=kG(p–pi)=kL(ci–c) =ky(y-yi)=kx(xi–x) N=KG(p–p*)=KL(c*–c) =KY(Y-Y*)=KX(X*–X) 注意传质系数与推动力相对应，即传质系数与推动力的范围一致，传质系数的单位与推动力的单位一致。 第四章 吸收复习 吸收系数之间的关系： 1/KG=1/kG+1/HkL 1/KL=1/kL+H/kG 1/KY=1/ky+m/kx 1/KX=1/kx+1/mky ky=PkG kx=CkL KY≈PKG KX≈CKL 如何确定相界面的平衡点 第四章 吸收复习 气膜控制与液膜控制的概念 对于易溶气体，H很大，传质阻力绝大部分存在于气膜之中，液膜阻力可以忽略，此时KG≈kG，这种情况称为“气膜控制”；反之，对于难溶气体，H很小，传质阻力绝大部分存在于液膜之中，气膜阻力可以忽略，此时KL≈kL，这种情况称为“液膜控制”。 第四章 吸收复习 计算题型 1.亨利定律 2.传质速率方程 第五章 干燥复习 基本概念和基本原理 同一物料，如恒速段的干燥速率增加，则临界含水量增大，物料平衡水分随温度升高而减小。 不饱和湿空气当温度升高时，湿球温度升高，绝对湿度不