化工原理下册第二章吸收10.27分析.ppt

* 07/16/96 * ## * 07/16/96 * ## * 07/16/96 * ## 系数，推动力和阻力 一一对应 * 07/16/96 * ## 控制步骤 * 07/16/96 * ## * 07/16/96 * ## * 07/16/96 * ## * 07/16/96 * ## * 07/16/96 * ## * * 第二章 吸 收 习题课 本章的主要内容 1、汽液相平衡 2、吸附动力学方程（汽液传质方程） 3、吸附塔的基本原理 1.掌握吸收过程的基本概念 2.熟练进行吸收塔的计算 基本原理与概念 一.要求 二.主要公式 1.气液相平衡 稀溶液：亨利定律 2. 扩散过程 扩散通量：单位时间内通过垂直于扩散方向的单位截面积扩散的物质量，J表示， kmol/(m2·s)。表征扩散过程进行的快慢 1、单相内物质传递的机理：分子扩散，对流传质 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。 温度、总压一定，组分A在扩散方向上任一 点处的扩散通量与该处A的浓度梯度成正比。 2、菲克（Fick）定律： 3、气相中的稳态分子扩散 分子扩散两种形式：等分子反向扩散，单向扩散。 等分子反向扩散及速率方程 单向扩散及速率方程等分子反向扩散和主体流动 气体 液体 （1）气液两相存在一个稳定的相界面，界面两侧存在稳定的气膜和液膜。膜内为层流，A以分子扩散方式通过气膜和液膜。 （2）相界面处两相达平衡，无扩散阻力。 （3）有效膜以外主体中，充分湍动，溶质主要以涡流扩散的形式传质。 双膜模型也称为双膜阻力模型 适用于描述具有固定相界面的系统及速度不高的两流体间的传质 4、双膜模型的基本论点 5、吸收速率方程 ——气相总体积传质系数，kmol/（m3·s） ——液相总体积传质系数，kmol/（m3·s） 体积传质系数的物理意义： 在单位推动力下，单位时间，单位体积填料层内吸收的溶质量。 6.物料衡算 V（Y1－Y2）=L（X1－X2） 全塔 塔顶与塔任一截面 塔底与塔任一截面 X1=X2＋V（Y1－Y2）/L Y2=Y1（1－φ） 回收率 吸收液浓度 液气比 定义： a.传质单元高度 定义： ，m。 传质单元高度的意义: 完成一个传质单元分离效果所需的填料层高度，反映了吸收设备效能的高低。 传质单元高度影响因素： 填料性能、流动状况 7. 塔高计算 Z=传质单元高度×传质单元数 b.传质单元数 对数平均推动力法 吸收因数法 的意义：反映了A吸收率的高低。 参数S的意义：反映了吸收过程推动力的大小，其值为平衡线斜率与吸收操作线斜率的比值。 c．理论板数 当 A=1时 NT=NOG A1时 NTNOG A1时 NTNOG 1.吸收进行的依据是什么？吸收过程受那些因素影响？ 2.双膜理论的基本观点是什么？如何强化吸收过程？ 3.从亨利定律如何判断难溶气体和易溶气体？什么叫气膜控制，什么叫液膜控制？各有什么条件? 4.已知气体中y=0.1 ，液相中x=0.05 ，平衡关系为y＝0.94x问过程是吸收还是解吸？其气相和液相推动力各为多少？其过程进行的最终极限气相浓度和液相浓度各为多少？ 5.对某吸收过程，进塔气,液浓度固定，采用逆流，是否塔无限高时，则出塔气浓度可无限降低，而出塔液浓度可无限增浓，为什么？ 基本概念： 6.解吸因数S=mV/L的几何意义时什么？它的大小对吸收过程有什么影响？ 7.传质单元数NOG的物理意义是什么？它有几种算法？什么条件？ 8.当L/V固定，及进塔气浓度y1和吸收率固定，试在图中讨论吸收剂进口浓度x2变动时，操作线的变化情况，如图吸收过程，x1 的最大浓度可否达到x1*。（塔高不固定） 9. 用填料塔吸收某混合气，用生产需处理气体量加大，而要求吸收率不变。有人说，只要按比例加大吸收剂用量即可！这是否可行？ 1、若吸收剂入塔浓度X2降低，其它操作条件不变，吸收结果将使吸收率 。（增大、减小、不变） 2、含SO2为10%(体积)的气体混合物与浓度c为0.02 kmol/m3的SO2水溶液在一个大气压下相接触。操作条件下两相的平衡关系为p*=1.62c (大气压)，以气相组成表示的传质总推动力为 。以液相组成表示的传质总推动力为 . 3、吸收因数A在Y-X图上的几何意义是 。脱吸因数S在Y-X图上的几何意义是 . 0.0676 at