重点：双膜理论、传质基本方程、操作线方程难点：双膜理论ppt课件

1、，重点：双膜理论、传导基本方程、运行线方程难点：双膜理论、6章吸收、1、分离过程包括机械分离和传质分离。机械分离：过滤、沉淀等，传导分离：吸收、蒸馏、干燥、萃取、膜分离等，第一节传质原理，2，1扩散物质从单相主体扩散到两相介面(单相内扩散)。2界面的扩散物质从一相进入另一相(相间传导)。3进入其他阶段的扩散物质从接口扩散到该阶段的主体(单相内的扩散)。物质传递的三个阶段：3，单相的物质传递依赖于扩散，流体中发生的扩散有分子扩散和旋涡扩散两种。分子扩散：依赖分子的不规则热运动，主要发生在静止或层流流体中。旋涡扩散：依靠流体粒子的湍流和涡流传递物质，主要发生在湍流流体中。单相内物质的扩散，4，分子

2、扩散：在一相内部存在浓度差或浓度梯度的情况下，由分子的不规则运动引起的物质转移现象。分子扩散是物质分子微观运动的结果。扩散通量：单位时间单位面积内扩散物件的质量，以mol/(m2s)表示。1，分子扩散和峰值定律1分子扩散，5，表达式中JA物质A Z方向的分子扩散通量，kmol/(m2s) dCA/dz物质A的浓度梯度，kmol/m4 DAB物质A在介质B中的分子扩散系数，M2，物质即，2峰值定律，6，假设：PA1 Pa2 PB1 PB2 P1=PA2 PB2=P，2，气相稳定分子扩散1等分子反向扩散，7，在任何固定空间位置垂直于扩散方向的截面上，单位时间通过单位面积的A物质量，以及，对于等价物

3、反向扩散JA=-JB，对于简单的等价物反向扩散，物质A的传递率应等于A的扩散量。注：在上述条件下，扩散是稳定过程，NA是常数。PAz是线性关系。8，将变量相分离并积分。积分条件为z1=0，pA=pA1是。Z2=z，pA=pA2，9，在气体吸收中，溶质A溶于溶剂，惰性气体B不溶于溶剂，则液相中没有B组。牙齿过程是组A通过其他“静止”组B的单向扩散。分子扩散；全流：2单向扩散，10，材料系统内的分子扩散是由物质浓度(或分压)差异引起的分子微观运动。整个流是由系统内流体主体和相界面总压力差引起的流体宏观流，是由分子扩散引起的。整体流动是分子扩散的相关现象。3分子扩散与全流的关系，11，主体流中A和B

4、的量分别与混合气体中的分压成正比。也就是说，在表达式中，NAM、NBM分别是组A和B在整个流中的传导量，mol/m2s PA，pB分别是组A和B是气象主体的分压，pA，pA。A组从气象主体到界面的传导量是分子扩散通量和整个流中A组的传导量总和，即，JA=-JB，B组不溶于吸收剂，因此在天气主体和抵消方面以相同的量前后移动。其净电导率必须进行0，即13，相分离变量和积分，14，公式。P=pA1 pB1=pA2 pB，15，等分子的反向扩散，显然，P/pBM1，漂流系数的大小直接反映了整个流在传导中所占的量的大小。换句话说，漂流系数反映了总流量对电导率的影响。单向扩散的传导量、16、从液相到单向扩

5、散常见、仿气相扩散率关系、连续等效离子交换和理想溶液整流中的扩散过程属于等分子逆扩散模型、连续结晶、吸附、萃取、吸收等扩散过程。表达式中NA溶质A的液相转移率，kmol/m2s D溶质A的溶剂扩散系数，m2/s C溶液总浓度，C=CA CS，kmol/m3 Csm扩散初期，最终截面中溶剂S的对数平均浓度，kmol/m3，对于气体扩散，可以忽略浓度的影响。在液体内扩散的情况下，浓度的影响可以忽略，但压力的影响不大。物质的扩散系数可以通过实验测量，调查相关资料，或使用经验或径向试验公式计算。4，分子扩散系数，18，d扩散系数，m2/s；p总压力，kPa；MA，MB分别是A，B的分子量G/MOL。V

6、A，vB分别是A，B两种物质的分子体积，cm3/mol，1气相的扩散系数，19，表达式中D物质稀释溶液中的扩散系数，M2/S。t温度，k；液体的粘度，Pas A扩散物质的分子体积，cm3/mol；o常数。8，14.9，22.8 cm3/mol，2液相的扩散系数(非扩散)，20，物质在湍流中的流体中传递物质，主要是由于湍流流体粒子的湍流和旋涡在流体的各个部分之间发生剧烈混合。5，湍流流体的大流质1旋涡扩散，21，涡流扩散和分子扩散(涡流扩散占主导地位)牙齿都存在，其总扩散量为，餐中D分子扩散系数，M2/S。DE涡流扩散系数，m2/s；DCA/dZ z方向的浓度梯度，kmol/M4；j总扩散通量k

7、mol/(m2s)，注：旋涡扩散系数DE不是物理常数，与湍流有关，取决于位置。因为很难测量，所以经常同时考虑分子扩散和旋涡扩散。22，油类质是指在移动的流体和顶面之间发生的传导过程。在实际生产中，传导工作发生在流体湍流较多的情况下，在牙齿情况下，大油水是湍流主体和介面之间旋涡扩散和分子扩散两种茄子传导作用的总和。以吸收剂为例，吸收剂沿墙面从上到下流动，混合气体从下到上流动液体表面。在稳定运行条件下，考察吸收塔设备截面m-n中抵销面的气相溶质A浓度分布。两对流质，23，24，流体主体和介面之间有三个茄子流动区域：湍流主体、叠加层、滞留层。过渡层既有分子扩散，又有涡流扩散，分压梯度变小，曲线逐渐变

8、平。静态层的溶质迁移主要取决于分子扩散作用。d值小，所以在牙齿区域，分压梯度大，曲线陡峭。湍流主体主要依赖于旋涡扩散，由于大量涡流的混合作用，气相中溶质的分压一致，分压线是直线。流动面积，25，延迟流内层的分压线和气相体的分压线在H点相交，牙齿点与偏移的距离为zG，zG内的流是滞流，其物质传递纯粹是分子扩散，牙齿虚拟膜层称为有效滞留膜。整个有效对流层的传导动力是气象主体和抵消中分压的差异。也就是说，整个传导电阻包含在有效的对流层中。，26，从气相体到抵销的大流质速度(通过有效滞留膜层内的分子扩散率计算)，27，液体中的传导率，表达式中zL液体有效滞留膜层厚度，M；c液相主体溶质浓度，kmol/

9、m3；Ci相界面溶质浓度，kmol/m3；CSm溶剂S为液相主题和抵消中浓度的对数平均值，kmol/m3；是。KL液膜吸收系数或液膜传导系数，28，在气液两相接触时，两相之间有相面，在相偏面两侧有层流的稳定膜层(有效层流层)牙齿。溶质以分子扩散的形式连续通过两层牙齿，膜层的厚度主要随流速变化，流速越大，厚度越小。气液两相平衡在相界面上徐璐平衡。在膜层以外的主体内，由于流体的充分湍流，溶质的浓度分布均匀，可以认为两相主体的浓度梯度为零。也就是说，浓度梯度都集中在两个有效的膜层上。用双膜理论解释具有固定相界面的系统和速度不高的两种流体之间的传导过程(如湿壁塔)，几乎与实际情况相符。6，双层膜理论，

10、29，30，(1)根据吸收过程的化学反应分类：物理吸收，化学吸收，(2)根据吸收过程的温度变化分类：等温吸收；第二节气体吸收1，吸收的定义吸收是气体混合物接触作为吸收剂的液体，将其中一种气体或部分成分溶解在液体中的工作。吸收是分离气体混合物的重要单位工作之一。1吸收操作类型，31，2吸收操作过程，32，3气液平衡关系，气体在液体中的溶解度，(1)在特定温度下气体成分的溶解度随空气中平衡分压的增加而增加。在相同的平衡分压条件下，气体成分的溶解度随着温度的提高而减少。(威廉莎士比亚，气体，气体，气体，气体，气体，气体，气体)，(2)在相同的温度下，不同种类的气体成分要获得相同浓度的溶液，溶解气体只

11、需调节低分压，溶解气体则需要高高压。(3)加压和冷却对吸收操作有好处。相反，加热和减压有利于拆卸。气液平衡关系1，气在液体中的溶解度，33，总压力不高时(5105Pa)，在特定温度下稀溶液上的溶质平衡分压和液相浓度之间存在以下关系：常识是当溶液的浓度低于一定数字时，溶质的平衡分压和溶液中刘宪华系数E的值大，溶解度小。典型的e值随着温度的升高而增加。二、亨利定律，34，溶液密度，KG/M3；在m溶液的平均分子量、kg/kmol、Henry定律适用的范围内，H是与Pe或C无关的温度的函数。对于一定的溶质和溶剂，H值通常随温度增加。可溶性气体h值大，可溶性气体h值小。亨利定律的其他形式(1)气相平衡

12、分压，液相为物质的正浓度35，m=E/P上P为系统总压力，值越大，溶解度越小。(2)溶质在液相上的浓度分别用摩尔分数X，Y表示，溶液浓度极低时常识的右分母约为1，因此常识可以简化为：Ye=MX。(3)在低浓度气体吸收的情况下，两相组成比较为普通物质的量。表示吸收率和吸收推进力之间关系的数学表达式称为吸收率方程。1薄膜吸收率方程2液膜吸收率方程，第38位显示分压浓度图中pi-ci关系为寡头D(c，P)，斜率为-kG/kL的直线。根据双膜理论，界面上气液浓度符合平衡关系，因此直线和气液平衡善意交点是点(ci，pi)，在正常物质传递的情况下气液两膜的传质速度必须相同。也就是说，3界面浓度，39，吸收

13、过程的总推力可以表示为所有阶段的主体浓度和平衡浓度的差异。(1)总推力，液体吸收率方程式，na=KL (ci-c)，na=klh (pi-PE)，气相吸收率方程式，na，NA=KG(P-c)换句话说，薄膜电阻控制整个吸收过程的速度，用于吸收大部分总推力，克服薄膜电阻。这称为“gas-film控制”。水吸收氨，浓硫酸吸收水蒸气等过程。41，(2)用(Ce-C)表示总驱动力，命令，替换，NA=KL(ce-c)，KL液体总吸收系数，M/S，1/KL这被称为液膜控制(liquid-film control)。例如：水吸收氧气或氢。对于中间溶解度的气体，气膜电阻和液膜电阻都不能忽视。要提高总吸收系数，必

14、须同时增加气相和液相的湍流。液膜控制，43，(3)用(Y-Ye)表示总驱动力，分压定律：p=py，y=y/(1-y)，y=y/(1 y)是的，KX KLC，45，电导率方程的各种形式，46，假设：吸收塔计算内容主要通过材料平衡和操作线方程，得出吸收剂的使用量和塔顶设备的主要尺寸(塔，吸收作业大量使用回流)。低浓度气体吸收；吸收是在等温过程中进行的。传质系数kG，kL在整个塔中是常量。传质总系数KG或KL也可以视为常数。4，吸收塔计算，47，1吸收塔的物料平衡计算，48，对整个吸收塔而言，气体混合物通过吸收塔后，吸收质量的减少量是液体吸收质量的增加量，即49，玄水塔内的某些截面和塔底(图中的X，X1分别为m-n截面和塔底液体的溶质的不摩尔量)，同样，可以