华东理工大学化工原理第八章02.ppt

1、3.5 传质理论 有效膜理论 kD 定态 溶质渗透理论 kD0.5 非定态 表面更新理论 kD0.5非定态 实际 kD? 降膜式 k实测D0.67,4 相际传质 步骤：气相界面 界面溶解 界面液相 4.1 相际传质速率方程 气相 NA=ky(y-yi) 界面相平衡 yi=mxi 液相 NA=kx(xi-x) 消去xi, yi,总传质系数 同样NA=Kx(xe-x) , 有什么条件？,4.2 阻力控制 总阻力 当 时，气相阻力控制 Kyky， Kxmky ，yiye 例如，水吸收NH3,HCl (易溶) 当 时，液相阻力控制 Kykx/m， Kxkx ，xixe 例如，水吸收H2,CO2,O2

2、(难溶),由NA=ky(y-yi)=kx(xi-x) 得 由已知点(x,y)和 斜率作直线与平衡线相交， 得(xi,yi),例1：已知湿壁塔某一塔截面上气相 主体的溶质浓度y=0.05, 液相x=0.01, 气相与液相传质系数分别为 ky=510-4kmol/m2s, kx=810-4kmol/m2s, 亨利常数m=2, 总压为101.3kPa。 试求：推动力y-ye, xe-x 总传质系数Ky, Kx 传质速率NA 将操作总压改为162kPa，单位塔截面上的气体质量流速不变，总压对气体粘度影响可忽略，计算传质速率NA 。,解：推动力y-ye=y-mx=0.05-20.01=0.03 总传质系

3、数 传质速率,总压增加后，由 可知 压强对液相D, 无影响，所以对kx无影响. 对ky如何？ m3/m2s , 与P无关, 操作压强增加对吸收是否有利？,5 低含量气体吸收 当气体含量510%时, 有三个基本特点: 流率G,L沿塔为常量. G,L单位kmol/m2s 吸收过程是等温的 热量衡算不必要， 相平衡关系不变 传质系数为常量， kx, ky沿塔不变 这三个特点也即数学描述的基本假定,5.1物料衡算微分方程式 数学描述:物料衡算 吸收过程速率式 塔截面积 A（ ） 单位容积内的有效吸收表面 a m2/m3 取微元塔段dh，则传质面积为 aAdh 传质量为NAaAdh 定态条件下 进=出

4、GAy=GA(y+dy)+NAaAdh 得 - Gdy=NAadh 同样，液相有 - Ldx=NAadh NA=Ky(y-ye)=Kx(xe-x),5.2 过程的基本方程式 - Gdy= Kya (y-ye)dh 传质单元高度, m 传质单元数 将变量分解成两部分-变量分离法 HOG主要取决于设备，一般为0.151.5m NOG含义 表示分离任务难易 HOG的物理意义,同样 5.3 操作线和平均推动力 对塔段作物料衡算 Gy1+Lx=Gy+Lx1 得操作线 表示同一塔截面上气液相浓度关系,找y与y-ye的关系, 以便求取 当相平衡线直线时，由操作关系 得 y-ye=y-mx,=常数= 即y与y-ye之间为线性关系 对数平均推动力,吸收基本方程 同样可得 当平衡线 y=mx+b 时也适用 注意： ye1=mx1+b ， ye2=mx2+b 并流时如何？,5.4 传质单元数的计算方法 对数平均推动力法 吸收因数法 适用于y=mx 由于 =常数= , 物料衡算 设法消去