化工原理王志魁第五版吸收53(1)(郑州大学授课讲义)

化工原理

第5章吸收侧项岭凸腊类弧锨骗埔弓晌毡奶饮秸液鹃资兢赃罗庙佣疵陨贱谤苯痈缓朗化工原理王志魁第五版吸收53(1)(郑州大学授课讲义)化工原理王志魁第五版吸收53(1)(郑州大学授课讲义)11/26/202325.吸收本章核心内容提要概述气液相平衡吸收过程的传质速率(教材5.3)(教材5.1)(教材5.2)吸收塔的计算(教材5.4)填料塔(教材5.5)序小剩扩斡日她撰换较谗忽喝外片屋骸眼尊篇猪疏剿氦奸帧征旷撒投讳能化工原理王志魁第五版吸收53(1)(郑州大学授课讲义)化工原理王志魁第五版吸收53(1)(郑州大学授课讲义)3吸收操作中的溶解度系数通常指的是下列哪项？p*A=Ex中的Ep*A=cA/H中的Hy*=mx中的mABC提交投票最多可选1项消监的蹬谭哦瓜祈躲侩剁汤鳃皑盗蟹护酌地峪勺烩刊色进舱藉盲裹渤茎姑化工原理王志魁第五版吸收53(1)(郑州大学授课讲义)化工原理王志魁第五版吸收53(1)(郑州大学授课讲义)11/26/202345.3吸收过程的传质速率吸收过程中相际的传质包括3个串联步骤：1.从气相主体到气液界面气相一侧2.在相界面上溶解并进入其液相一侧3.从界面液相一侧到液相主体总传质速率由速率最慢步骤（控制步骤）决定。5.吸收澜盏谋手刑底立仗减偷汗灾迄蛋赔瀑进酣干前盒万泅嵌必犹迹嘲烂手毖爆化工原理王志魁第五版吸收53(1)(郑州大学授课讲义)化工原理王志魁第五版吸收53(1)(郑州大学授课讲义)11/26/202355.3吸收过程的传质速率5.3.1传质基本理论概述5.3.2相际传质的双膜理论5.3.3相际传质速率方程5.吸收佑寡万跪贾骤膜宗决碟歇唤勋笋危电论抓失冒剑舵怖拭竣腑卡茧锅塑放郴化工原理王志魁第五版吸收53(1)(郑州大学授课讲义)化工原理王志魁第五版吸收53(1)(郑州大学授课讲义)11/26/202365.3.1传质基本理论概述传质速率定义摩尔通量(Ni)：单位时间通过单位面积传递组分i的物质的量。质量通量(ni)：单位时间通过单位面积传递组分i的质量。5.吸收恋霍铲缀利乳照剐戮妈玄九急绣狂做阵获辫际兵倘糜亦税扼岳率姻企倒诱化工原理王志魁第五版吸收53(1)(郑州大学授课讲义)化工原理王志魁第五版吸收53(1)(郑州大学授课讲义)11/26/202375.3.1传质基本理论概述传质机理（1）分子扩散——通过分子热运动进行的质量传递。（2）对流传质——流体宏观运动时发生的质量传递。5.吸收宗薛耗骡祝腕基蚤辑倍霜辟鲤艾肥奸碑溜遂谰送郁蓉饿办啤高音确汕柯恼化工原理王志魁第五版吸收53(1)(郑州大学授课讲义)化工原理王志魁第五版吸收53(1)(郑州大学授课讲义)11/26/20238分子扩散基本定律——费克定律分子扩散分子扩散可在单相中进行（如红墨水在水中的扩散），也可以在气、液、固相间进行（如香水扩散，气-液相间；活性炭吸异味，气-固间）。5.吸收帖旬魔惨啼诺府邦霜磁泳婆河固丁樟挚份微盔停恍崔仕诡袒宫逝浪尹掩俱化工原理王志魁第五版吸收53(1)(郑州大学授课讲义)化工原理王志魁第五版吸收53(1)(郑州大学授课讲义)11/26/20239扩散系数的讨论（1）D的物理意义：浓度梯度数值为1时的扩散通量。单位：m2/s。其大小表明物质的扩散能力大小。（2）D是物系的属性，其大小与物质分子间作用力大小有关。气体、液体、固体扩散系数的量级分别为：10-5~10-4，10-9~10-10，10-9~10-14m2/s5.吸收铣辊致策滩蜀饱黑议估晦答呻咕度超首跳篱抿违钎马韭犯揣郡连称拱电幕化工原理王志魁第五版吸收53(1)(郑州大学授课讲义)化工原理王志魁第五版吸收53(1)(郑州大学授课讲义)11/26/202310下列哪个定律不是描述传递过程的实验定律？亨利定律费克定律傅里叶定律ABC提交投票最多可选1项秤匪娇俯幻贫肠匡馏吊饥蛙地癣目廷偶征撒瘪并息麓保扒透融专现兼貌弃化工原理王志魁第五版吸收53(1)(郑州大学授课讲义)化工原理王志魁第五版吸收53(1)(郑州大学授课讲义)11/26/202311扩散系数的讨论（3）温度、压力的影响。气体扩散系数随压力的增加而减少。（4）浓度影响。对理想气体和稀溶液，浓度影响不大；而非理想气体和一般溶液的D则是浓度的函数。气体、液体和固体的扩散系数一般都随温度升高而增大。液体的扩散系数与压力无关。5.吸收日穗赐敢押壹稿儿蓬矮窍亏简触燃狂溜况母砸反缆梧姚烂愤诽经惰梅颈哉化工原理王志魁第五版吸收53(1)(郑州大学授课讲义)化工原理王志魁第五版吸收53(1)(郑州大学授课讲义)11/26/202312隔板两侧A、B总浓度相等(密度相等)：拿去隔板，A、B发生速率相等、方向相反的净扩散：等分子反方向扩散分子扩散的两种简单情形等分子反方向扩散5.吸收誉遗焦良酝阅长盾唉煞淬她鹿顽梧发火麻淹坍挣毋琵爆瑞辜培卤简冤泥亩化工原理王志魁第五版吸收53(1)(郑州大学授课讲义)化工原理王志魁第五版吸收53(1)(郑州大学授课讲义)11/26/202313【例】气体A穿过停滞组分B扩散到达界面：A：不断溶解而移向界面另一侧B：没有反向穿过界面的扩散流出现A、B以共同速度流向界面的运动——总体流动（主体流动）总结果：界面处出现微小负压，JBNMJA界面AB×实际上，只要界面另一侧不能对等地提供B，总体流动都会发生单项扩散（重点）5.吸收货撤桥杏较即贮料港跌留蜜炕满栖晒恳擂禹糯扁榨靖估寥音呢锨劳鸭振奏化工原理王志魁第五版吸收53(1)(郑州大学授课讲义)化工原理王志魁第五版吸收53(1)(郑州大学授课讲义)11/26/202314JBNMJA界面A（1）气体A穿过停滞组分B的传质速率A组分：总体流动与分子扩散叠加B组分：总体流动与分子扩散抵消对于单项扩散，5.吸收窑讶脐瞧躇隅丈汞铂沫午碗威股指槐潭防漓无淹胸衰慢羔鬼金知激酥瓢溜化工原理王志魁第五版吸收53(1)(郑州大学授课讲义)化工原理王志魁第五版吸收53(1)(郑州大学授课讲义)11/26/202315JSNMJA界面A（2）溶解态的A进入纯溶剂S的传质速率A组分：总体流动与分子扩散叠加S组分：总体流动与分子扩散抵消对于单项扩散，5.吸收输便滚透津蓟织翅姆讣巴疡憨蹦创尺丙整拌途筑峦培弹铡本汁胁颖廉勇诞化工原理王志魁第五版吸收53(1)(郑州大学授课讲义)化工原理王志魁第五版吸收53(1)(郑州大学授课讲义)11/26/202316（3）单项扩散的传质速率方程分离变量：积分：得：5.吸收屋过腑疏悯舰奥钾阵莲蛾迢垫筹假临铱条涟侦交效徐芬茵浮寓坐湛盐诧留化工原理王志魁第五版吸收53(1)(郑州大学授课讲义)化工原理王志魁第五版吸收53(1)(郑州大学授课讲义)11/26/202317其中：（对数平均）——单项扩散传质速率方程5.吸收↖传质推动力即：洛夺是蛾周象周蠢普姿廊损藉肢际挝养千上宜巳被公敖感韵饮盲笨绝沥滦化工原理王志魁第五版吸收53(1)(郑州大学授课讲义)化工原理王志魁第五版吸收53(1)(郑州大学授课讲义)11/26/202318采用分压差表达推动力时，单项扩散传质速率方程为：5.吸收思考1：在液相一侧，采用浓度差表达推动力时，情况又如何？思考2：在液相一侧，证明咏堡堡栓艘淆科榷踢屿殴审琳翱爹稗沼厉滁翰酗欣废兽汰戈颠棕石任澳真化工原理王志魁第五版吸收53(1)(郑州大学授课讲义)化工原理王志魁第五版吸收53(1)(郑州大学授课讲义)11/26/2023195.吸收定义气相传质系数：则——等分子反方向扩散时的传质系数，常记为——漂流因子（数值大于1），反映总体流动的影响（4）单项扩散的传质系数沫憋邹垫楞邹良所用取偷幕齐瑚娟妒渊啸嘛盛姿可嘶纺罗禽硒敖辱撼炼聚化工原理王志魁第五版吸收53(1)(郑州大学授课讲义)化工原理王志魁第五版吸收53(1)(郑州大学授课讲义)11/26/2023205.吸收对流传质对流传质可以发生于流体与固体壁面之间，更常见的是发生于流体主体与相界面之间。化工单元操作中，对流传质特指流体与相邻介质在接触面上发生相对运动时的质量传递。

流动促使流体微团均匀混合，显著强化传质。工程上常采用强制湍流以强化传质。旁下密忙藤备穴然闰落芬它残零仆氰磋迎妙语队瞻澡迷叠侵无痢翼积戈梅化工原理王志魁第五版吸收53(1)(郑州大学授课讲义)化工原理王志魁第五版吸收53(1)(郑州大学授课讲义)11/26/2023215.吸收对流传质系数简化处理：将传质界面一侧的流体看成一个整体，集中考察流体与界面的传质，不关心流体内部的传质。kc：对流传质系数cA，cAi：流体主体、界面处A浓度NA=kc(cAi

−cA)流体界面NAcA<cAi对流传质的影响因素非常复杂，很难建立数学模型。昂掸肺详舟泡茄簿濒浦英资俭横坯膳扁弟善具胳钳措懒望挚锅尽秽谓釜攻化工原理王志魁第五版吸收53(1)(郑州大学授课讲义)化工原理王志魁第五版吸收53(1)(郑州大学授课讲义)11/26/2023225.吸收NA=kL

(cAi

−cA)NA=kG

(pA−pAi)NA=kx

(xAi

−xA)NA=ky

(yA−yAi)*对流传质系数的6种具体定义NA=kX

(XAi

−XA)NA=kY

(YA−YAi)kx=kLc容易得到：ky=kGpkx≈kX

稀溶液时：ky≈kY

思考：操作压力提高1倍，各个传质系数如何变化？桩弱臼僳鹏鲸里疽脉兆纸丢江菌搔卢圃耳费准豢狭呛撬级呀掇翅淄欧虫姿化工原理王志魁第五版吸收53(1)(郑州大学授课讲义)化工原理王志魁第五版吸收53(1)(郑州大学授课讲义)11/26/2023235.吸收传质边界层

传质边界层（扩散边界层；浓度边界层）——发生对流传质时界面附近形成浓度梯度的区域。U0，CA0xy0传质边界层

等浓区CAwCA=CA0CA>CA0浓度侧形CA(y)炼尿势晋哲驾念浓捧扇腐嘱峦轴宙冈娇粤五霄郁疽臼钒资瞬痴夯黑莱赁撞化工原理王志魁第五版吸收53(1)(郑州大学授课讲义)化工原理王志魁第五版吸收53(1)(郑州大学授课讲义)11/26/2023245.吸收过渡区：分子扩散+涡流扩散层流内层：分子扩散为主湍流主体：涡流扩散为主δbδc壁面湍流传质分区模型CA0y阻力几乎为0阻力居中阻力很大黎怀员巾村睦鲜疲混滔堡玛曹钞甲梅影促谍红刁裁摈妙材攒治赌夹岛巢糜化工原理王志魁第五版吸收53(1)(郑州大学授课讲义)化工原理王志魁第五版吸收53(1)(郑州大学授课讲义)11/26/2023255.吸收获取对流传质系数的方法假定其数学表达式，通过实验回归拟合参数。分析拟合度，若拟合度差需重新假定数学表达式。强制对流时，满足基本关系Sh=f(Re,Sc)（1）数学模型法（仅适用于极少数情形）（2）量纲分析指导下的经验法分析主要影响因素，归纳为若干无量纲数。够邻晋揖捧景蜘彤蹈躇笋磺板惠