流体力学与传热：第二章 吸收第6次课

1、2. 6 解 吸,2. 6 解 吸,一、概述 1、作用: 吸收剂的再生，以便循环使用; 回收溶质，得到分离后气体。,2、解吸常用的方法： 压力低，温度高，有利于脱吸 加热溶液（加热解吸），增大溶液中溶质的平衡分压 用水蒸汽（气提），加热、降低气相中溶质的分压；适用于溶质为不凝性气体，或溶质冷凝液不溶于水 通惰性气体（惰性气体气提），降低操作压力，主要用于吸收剂的再生，不能直接得到纯净的溶质组分。,1、物料衡算：,二 、解吸塔的计算 解吸过程的操作线总是在平衡线的下方， 解吸过程的推动力是吸收的相反值。,2、操作线方程：,3、最小气液比：,4、填料层高度的求法： Z=HOGNOG=HOLNOL

2、（1）对数平均推动力法 （2）吸收因数法：,2.7 强化吸收过程的途径,从G=NA=KYY 可以看出，影响吸收的主要因素: KY、吸收推动力Y和相接触面积 。,吸收过程的主要阻力集中在滞流膜上。要提高吸收总系数,必须设法降低气膜和液膜的厚度。通过加大流体的流动速度，增加流体的湍动程度，则可减小滞流膜层的厚度。,一、提高吸收总系数KY(或KG)或KX(或KL),对于易溶气体，KG约等于kG ,是气膜控制过程; 关键是降低气膜层的厚度。增加气体总压，增加气流速度，增大气相的湍动程度，则膜分系数增大，KY=PkG 。但是,气流速度应根据设备大小来考虑,不能超过液流速度。 对于难溶气体，KL约等于kL

3、 ,是液膜控制过程: 关键是降低液膜厚度。提高吸收剂的流速，增大液相的湍流程度，使液膜分系数增大，KX约等于ckL 。 溶解度适中的气体，其吸收速度由两个膜控制，同时增大气相和液相流速，增大两相的湍动程度，从而减小两膜的厚度。,从气相推动力(p p* )来分析: 增大吸收质的分压p，减小吸收质平衡分压p* , 有利于p或Y 增大。 选择较大的溶解性吸收剂，操作温度较低，可以降低p* ;增大气体总压可以提高分压p 。 从液相推动力(c* -c)来分析: 增大吸收质在液相中的浓度c*，减小溶剂中吸收质的浓度c，则有利于c或X的增大。 选择较大的溶解性吸收剂可提高c*，降低c，有利于c或X的增大。,

4、二、增大吸收推动力或,三、增大单位吸收传质面积,面积主要由设备来决定，对于填料塔，应该注意： 填料的选型，应尽量选比表面积大的填料。 增大气液分散度，液体喷淋均匀，填料充分润湿，保证上升气泡和液层充分接触，达到传质目的。 采用湍流塔，促使气液充分湍动，两相接触面不断更新，扩大了接触面积。,【例2-4】在填料塔中用清水吸收氨与空气的混合气中的氨。混合气流量为1500标m3h-1，氨所占体积分率为5%，要求氨的回收率达95%。已知塔内径0.8m，填料单位有效传质面积a=93m2m-3，吸收系数KG=1.1kmolm-2h-1atm-1。取吸收剂用量为最小用量的1.5倍。该塔在30和101.3kPa

5、压力下操作，在操作条件下的平衡关系为p*=5.78c kPa，试求：（已知吸收为逆流吸收过程。） （1）出塔溶液浓度x1； （2）用平均推动力法求填料层高度Z； （3）用吸收因数法求Z。,(1),(2),(3) 解吸因数法,点评：此题是对吸收章节的全面复习， 涉及到下面五个重要的知识点。 1吸收平衡关系亨利定律，涉及了m与H的换算公式，H的单位，也复习到了。 2操作线方程和最小液气比的计算。 3传质系数及其关系的换算， 4平均推动力法求算填料层高度。 5吸收因数法求算填料层高度。还有吸收率和理想气体状态方程等均有涉及。,【附加思考题】有一吸收塔，填料层高度为3m，在常压、20用清水来吸收氨和空

6、气混合气体中的氨。吸收率为99%，进口气体中含氨6%（体积%），进口气体速率为580kgh-1，进口清水速率为770kgh-1，假设在等温条件下逆流吸收操作，平衡关系y=0.9x，且KG与气体质量流速的0.8次方成正比，分别计算改变下列操作条件后，达到相同分离程度所需填料层高度。 （1） 将操作压强增加一倍（P=202.6kPa），其他条件不变。 （2） 将进口清水量增加一倍，其他条件不变。 （3）将进口气体流量增加一倍，其他条件不变。,首先通过已知Z=3m，以及未改变条件时的数据，和Z的计算公式，求出KG，然后通过改变条件，对Z计算式各种参数的影响，分别计算新的Z。 从上式看出： （1） 总

7、压P对m有影响，对Z有影响。 （2） 液体流量L，对Z有影响。 （3）气体流量V，对Z有影响。,解题思路：,解题过程：一、求现有条件下的 KG,二、分别计算： (1) P=202.6kPa, 由于亨利定律E与P无关 E=mP=mP,(2),(3),此题复习了以下几点内容： 1、总压对相平衡常数的影响，P增加，m减小，平衡线远离操作线，推动力增大，Z减小，由3m减少至1.184m 2、液体流量增大，斜率增大，推动力增大，Z减小 3、气体流量增大，斜率L/V减小，推动力减少，NOG增大；气体流量增大1倍，总传质系数KGa也增大20.8, HOG增大 20.2,作业：2-14 （1）惰性气体流量0.

8、015kgm-2s-1改为0.015kmolm-2s-1 （2）KYa改为KGa,1. 根据双膜理论，吸收物质从气相主体转移到液相主体整个过程的阻力可归结为（ ）。 A.两相界面存在的阻力； B.气液两相主体中的扩散的阻力； C.气液两相滞流层中分子扩散的阻力； 2. 对于难溶气体，吸收时属于控制的吸收，强化吸收的手段是。,3. 物理吸收的极限取决于当时条件下，吸收速率取决于吸收质从气相主体传入液相主体的。 4. 用p为推动力的气膜传质速率方程有两种,以气相传质膜系数表达的传质速率方程为_,以总传质系数表达的传质速率方程为_。,5. 含SO2为10（体积）的气体混合物与浓度c为0.020kmo

9、l.m-3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） ，则SO2将从相向相转移， 以气相组成表示的传质总推动力为（大气压）。 6. 在总压P=500kPa，温度t=27下使含CO23.0 （体积）的气体与含CO2370g/m的水相接触，试判断是发生吸收还是解吸？并计算以CO2的分压差表示传质总推动力。 已知：在操作条件下，亨利系数E=1.73105kN/m。水溶液的密度取1000kg/ m，CO2的分子量44。,7. 常压25下，气相溶质A的分压为0.054atm的混合气体分别与 溶质A浓度为0.002mol/l的水溶液； 溶质A浓度为0.001mol/l的水溶液； 溶质A