第八章 气体吸收2 (课件)《化工原理第四版》同步教学（化学工业出版社）

第八章 气体吸收 tan (t) - 3.5 传质理论 ①有效膜理论 k∝D 定态 ②溶质渗透理论 k∝D0.5 非定态 ③表面更新理论 k∝D0.5非定态 实际 k∝D? 降膜式 k实测∝D0.67 4 相际传质 步骤：①气相→界面 ②界面溶解 ③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 Ky≈ky， Kx≈mky ，yi≈ye 例如，水吸收NH3,HCl (易溶) 当 时，液相阻力控制 Ky≈kx/m， Kx≈kx ，xi≈xe 例如，水吸收H2,CO2,O2 (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=5×10-4kmol/m2s, kx=8×10-4kmol/m2s, 亨利常数m=2, 总压为101.3kPa。 试求：①推动力y-ye, xe-x 总传质系数Ky, Kx 传质速率NA ②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：①推动力y-ye=y-mx=0.05-2×0.01=0.03 总传质系数 传质速率 ②总压增加后，由 可知 压强对液相D, ρ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 低浓度气体吸收 当气体浓度<5~10%时, 有三个基本特点: ①流率G,L沿塔为常量. G,L单位kmol/m2s ②吸收过程是等温的 热量衡算不必要， 相平衡关系不变 ③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 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0.15~1.5m 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 Gy进+Lx=Gy+Lx出 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=