《化工原理》第十八讲课件

1、第十八讲主要内容第二章 吸收重点难点2-2 传质机理与吸收速率三、物质在相际间的传质过程、传质模型及吸收速率2、液膜控制3、吸收塔操作线方程1、气膜控制的理解（三）、相际间的对流传质速率（吸收速率） 1、气膜吸收速率方程式 2、液膜吸收速率方程式 3、总吸收系数及其相应的吸收速率方程式2-3 吸收塔的计算一、吸收塔的物料衡算与操作线方程 1、总吸收系数及其相应的吸收速率方程式2、吸收塔的物料衡算与操作线方程 第1页，共20页。 吸收速率(absorption rate)吸收的速率决定了吸收操作的生产强度，也是吸收 设备选型和设备设计的重要依据。（三）、相际间的对流传质速率（吸收速率） 2-2

2、传质机理与吸收速率三、物质在相际间的传质过程、传质模型及吸收速率第2页，共20页。气相主体 液相主体 相界面p ZGZLpi ci c 气膜液膜1、一相中的传质速率数学描述 第3页，共20页。 依据双膜模型，组分A通过气膜、液膜的扩散通量方程分别为第4页，共20页。设对流传质速率方程分别为 比较得气膜吸收系数液膜吸收系数kG,kL的求解：对流传质系数关联式2-4 第5页，共20页。根据双膜模型，导出 双膜理论的模型参数液膜厚度 zL气膜厚度 zG或 第6页，共20页。i、气膜吸收速率方程式 思考：公式中的推动力和阻力如何表达？第7页，共20页。ii、液膜吸收速率方程式 思考：公式中的推动力和阻

3、力如何表达？第8页，共20页。2、界面浓度 第9页，共20页。3、总吸收系数及其相应的吸收速率方程式pbcb什么是气膜控制？思考：气相总吸收系数，kmol/(m2.s.KPa)注意：稳态传质的定义NA=常数实例：水吸收氨、氯化氢等易容气体第10页，共20页。1、什么是液膜控制？2、分析气膜控制时，KL与kG的关系，液膜控制时，KG与kL的关系思考：液相总吸收系数，kmol/(m2.s)气相总吸收系数，kmol/(m2.s)实例：水吸收氧、氢或二氧化碳等难容气体第11页，共20页。推导ky,kx,Ky之间的关系，并分析气膜控制和液膜控制的简化公式。思考：1、气相总吸收系数有几个及其单位？其相应的

4、推动力怎么表示？它们之间的关系如何表达？2、液相总吸收系数有几个及其单位？其相应的推动力怎么表示？它们之间的关系如何表达？3、气相总吸收系数和液相总吸收系数之间的关系如何表达？第12页，共20页。名称推动力传质速率表达式传质系数气膜p-pikG(p-pi)kG:气膜吸收系数，kmol/(m2.s.kPa)Y-YikY(Y-Yi)kY=PkG液膜ci-ckL(ci-c)kL:液膜吸收系数,m/sXi-XkX(Xi-X)kL=CkX气相p-p*KG(p-p*)Y-Y*KY(Y-Y*)液相c*-cKL(c*-c)X*-XKX(X*-X)第13页，共20页。练习：1、若1/Ky=1/ky+m/kx,当

5、气膜控制时，Ky ;当液膜控制时， Ky ;第14页，共20页。2-3 吸收塔的计算计算内容：1、确定吸收剂用量2、计算填料层高度3、操作条件改变时，吸收效果的计算第15页，共20页。2-3 吸收塔的计算计算内容：1、确定吸收剂用量2、计算填料层高度3、操作条件改变时，吸收效果的计算第16页，共20页。2-3 吸收塔的计算一、吸收塔的物料衡算与操作线方程 （一）、吸收塔的物料衡算V，Y1V，Y2L，X2L，X1V单位时间内通过吸收塔的惰性气体量，kmol(B)/sL单位时间内通过吸收塔的溶剂的量，kmol(S)/sY1,Y2进塔及出塔气体中溶质组分的摩尔比，kmol(A)/kmol(B)X1,X2出塔及进塔液体中溶质组分的摩尔比，kmol(A)/kmol(S)第17页，共20页。V，Y1V，Y2L，X2L，X1回收率（吸收率）A 混合气中溶质A被吸收的百分率YX（二）、操作线方程式与操作线mn截面m-n与塔底做组分A的物料衡算第18页，共20页。截面m-n与塔顶做组分A的物料衡算X1Y1BY2X2TYXA塔底，浓端塔顶，稀端思考：2、并流时的操作方程及操作线是怎样的？1、逆流时操作线斜率的表达式及其物理意义是什么？3、并流时操作线的斜率的表达式及其物理意义？第19页，共20页。以下各小题y-x图中所示为一定操作条件下的平衡线与操作线