化工传质与分离过程

1、化工传质与分离过程第二章第二章 吸收吸收回顾回顾L,X2L,X1mnV,Y2V,Y1YXv吸收流程吸收流程逆流逆流摩尔比表示，流量用惰性气体或摩尔比表示，流量用惰性气体或溶质流量表示溶质流量表示,即即V，L为常数为常数v操作线方程操作线方程22()LLYXYXVV22()LLYXYXVVv L由设计者确定由设计者确定L（1.12.0）LminY1Y2X2X1X1*BTB*Y1Y2X2X1X1BTBv 填料层高度的基本计算填料层高度的基本计算OGOGZHNGYOVHK a令，12OG*NYYdYYY令v 传质单元高度物理意义传质单元高度物理意义Y2Y1HOG*12()YYmYY即：Y2Y1X2X

2、2(Y-Y* )m第二章第二章 吸收吸收 2.3.4 (5)传质单元数的求法（传质单元数的求法（1） 图解积分法和数值积分法图解积分法和数值积分法图解积分：利用积分的几何意义，适宜用于图解积分：利用积分的几何意义，适宜用于各种平衡关系各种平衡关系12*OGNYYYYdYY1Y2YY*X2X1XTBA*YX12*YYYYdY *1YYYY2Y1例例2-9，P110第二章第二章 吸收吸收 2.3.4 (5)传质单元数的求法（传质单元数的求法（2） 解析法解析法脱吸因数式：脱吸因数式：12*OGNYYYYdY*12O22G*Nln(1)YYSSYY11-S平衡线可用直线方程表示平衡线可用直线方程表示

3、Y*mX+bS,mVL脱吸因数脱吸因数式分析脱吸因数式分析：NOL*1OL2*22Nln(1)YYLLmV YYmV1L1-mV*12O22L*Nln(1)YYAAYY11-AA,LmV操作线斜率平令吸收因数，与衡线斜率之比第二章第二章 吸收吸收 2.3.4 (5)传质单元数的求法（传质单元数的求法（3） 对数平均推动力式对数平均推动力式12OGmYYNY*11221*11*22()()()ln()YYYYYYYYY对数平均推动力：对数平均推动力确定对数平均推动力确定NOG对数平均推动力确定对数平均推动力确定NOL12LXXXOmN*11221*11*22(XX )(XX )X(XX )ln(

4、XX )对数平均推动力：例例2-10，P114120.52YY时，算术平均代替对数平均Y1Y2X2X1BTY2*Y1*第二章第二章 吸收吸收 2.3.4 (5)传质单元数的求法（传质单元数的求法（4） 梯级图解法梯级图解法条件：条件：原理：原理：平衡线为直线，或弯曲程度不大平衡线为直线，或弯曲程度不大传质单元的概念传质单元的概念,即：即：(Y1-Y2)=(Y-Y*)mY2Y1HOGY2Y1X2X2(Y-Y* )m作图求作图求NOG：AHY1Y2X2X1TTBBNMFFHA作推动力（作推动力（Y-Y*）的中线）的中线NM过过T作水平线，使作水平线，使TFFF过过F作垂直线，交操作线为作垂直线，交

5、操作线为A每作每作一个梯级一个梯级TFA，代表为，代表为一个一个气相总气相总传质单元传质单元例例2-11，P117第二章第二章 吸收吸收 2.3.4 (5)传质单元数的求法（传质单元数的求法（5） 小节小节v 解析法：解析法：平衡线为直线平衡线为直线 脱吸因数式：脱吸因数式： 对数平均推动力对数平均推动力v 梯级图解法：梯级图解法：平衡线弯曲程度不大平衡线弯曲程度不大v 图解积分法：图解积分法：平衡线为曲线，适合于高浓度吸平衡线为曲线，适合于高浓度吸收、非等温吸收等复杂情况收、非等温吸收等复杂情况*12O22G*Nln(1)YYSSYY11-SS,mVL脱吸因数12OGmYYNY*11221*

6、11*22()()()ln()YYYYYYYYY对数平均推动力：AHY1Y2X2X1TTBBNMFFHA经过经过一个一个TFA梯级梯级，相当于，相当于一个一个气相总气相总传质单元传质单元12*OGNYYYYdY第二章第二章 吸收吸收 2.3.5理论板层数的计算理论板层数的计算v 塔高塔高填料塔填料塔：板式塔：板式塔：塔高理论板层数塔高理论板层数等板高度等板高度塔高（理论板层数塔高（理论板层数/全塔效率）全塔效率）板间距板间距v 理论板层数计算理论板层数计算梯级图解法梯级图解法解析法解析法不受任何限制：浓度表示，低、高浓度吸收（或脱吸）不受任何限制：浓度表示，低、高浓度吸收（或脱吸）低浓度吸收，

7、即平衡关系为直线低浓度吸收，即平衡关系为直线1121*121TTNNYYAAYYA推导(略)得：LA=mV12*12YYYY121*121()()YYYYYY吸收率最大吸收率 相对吸收率v 例例1-12，P121（图解法中，图解法中，NT7.6）作业nP142，15第二章第二章 吸收吸收脱吸因数式脱吸因数式12OG*NYYdYYY*YmXb12OG22N()YYVmYXbLYYYd22X()VXYYL逆流，操作关系：L,X2L,X1mnV,Y2V,Y1YX12OG22N(1 )(YYmVYmXdmVLYbLYS,mVL平衡线斜率操令脱吸因数，与作线斜率之比12OG22N(1)()YYSYYYd

8、SmXb*12O22G*Nln(1)YYSSYY11-S12OGN()YYmdYYXb第二章第二章 吸收吸收脱吸因数式分析脱吸因数式分析NOG由由S与与 (Y1-Y2*)/(Y2-Y2*) 确定确定(Y1-Y2*)/(Y2-Y2*) 反映溶质吸收率高低：反映溶质吸收率高低：吸收率高，吸收率高，Y2小，小，NOG大大S 反映吸收推动力的大小：反映吸收推动力的大小：S（m/(L/V) 增大，增大，即即 L/V 减小，减小，X1增大，推动力减小，增大，推动力减小，NOG增大增大S大小的确定：高吸收率，即大小的确定：高吸收率，即Y2小，要求小，要求 L/V 大，大， 使操作线斜率大于平衡线斜率，使操作

9、线斜率大于平衡线斜率，S1一般一般S0.70.8较经济较经济S0S210100100010203040NOG(Y1-Y2*)/(Y2-Y2*)Y1Y2X2X1X1BTB第二章第二章 吸收吸收 对数平均推动力式对数平均推动力式Y=mXb*1212YYmXX1212YYLVXX操作线：Y1Y2X2X1BTY2*Y1*12121212()/YYXXmSL VXXYY*1212YYYY*112212()()1YYYYSYY1212YYYY*12O22G*Nln(1)YYSSYY11-S121122lnOGYYYNYYY121212lnOGYYYYNYY12OGmYYNY第二章第二章 吸收吸收 图解法理论证明图解法理论证明TFFF，可知，可知HH为梯形为梯形TTAA的中线的中线,即即HH（TT+AA）/2AHY1Y2X2X1TTBBNMFFAHY1TT 和和AA分别代表分别代表T端和端和A端的推动力，端的推动力，HH代表了代表了 T到到A 的的平均推动力平均推动力NM为操作线和平衡线的中线，即为操作线和平衡线的中线，即HFHH/2TFFF ,HF为三角形为三角形AFA的中线，的中线，即即HFAF/2AF= HH, 即通过一段填料后即通过一段填料后溶质浓度变化溶质浓度变化与该段与该段平均推动力平均推动力相等相等AF代表气体通过一段填料后代表气体通过一段填料后溶