化工原理第五章氣體吸收_百度文庫

1、第五章  氣體吸收第一節(jié)  概述§概述一、傳質(zhì)過程    從本章起,討論化工生產(chǎn)中的傳質(zhì)過程及其典型設(shè)備。傳質(zhì)過程是指物質(zhì)通過相界面從一相遷移至另一相的過程，以下圖示意：據(jù)熱力學(xué)知識， > ，則A物質(zhì)就會從 相遷移至 相。遷移的結(jié)果使得 相的A、B兩物質(zhì)得以一定程度或完全分離，而 相形成了A、B兩物質(zhì)的混合物。因此 相內(nèi)進(jìn)行的是A、B的分離過程， 相內(nèi)進(jìn)行的是A、C的混合過程。研究傳質(zhì)過程就是研究物質(zhì)通過相界面的遷移過程的基本規(guī)律以及主要受這些基本規(guī)律支配的若干單元操作?；旌衔锵档姆蛛x對我們來說并不陌生，在上冊中我們已經(jīng)學(xué)習(xí)掌握

2、了非均相物系的分離方法，相應(yīng)單元操作如沉降、過濾等，從這一章起要來討論均相物系的分離。用下表來比較說明非均相、均相物系的分離情況：本學(xué)期的任務(wù)就是要掌握氣體、液體蒸餾、液液萃取和固體干燥這四個(gè)單元操作的基本原理及其典型設(shè)備的設(shè)計(jì)。二、氣體吸收吸收操作是分離氣體混合物的方法之一。吸收操作的分離依據(jù)是混合物各組分在某種溶劑（吸收劑）中溶解度的差異，從而達(dá)到的目的。例如：將含 的空氣通入水中，因 、空氣在水中溶解度差異很大，NH3很容易溶解于水中，形成氨水溶液，而空氣幾乎不溶于水中。所以用水吸收混合氣體中的 能使 、空氣加以分離，并回收 。一般地，混合氣體中能溶解的組份稱為溶質(zhì)或吸收質(zhì)，用A表示（

3、）；混合氣體中不能溶解的組份稱為惰性成分或載體，用B表示（空氣）；吸收操作中所用的溶劑稱為吸收劑或溶劑，用S表示（水）;吸收操作中所得的溶液稱為吸收液，用S+A表示;吸收操作中排除的氣體稱為吸收尾氣，用（A）+B表示;吸收的目的有三個(gè)：1 分離混合氣體以獲得一定的組分。（例子：硫酸吸收焦?fàn)t氣中的 ，洗油吸收焦?fàn)t氣中的苯、甲苯蒸汽。）2 除去有害組分以凈化氣體。（例子：用水或鉀堿液吸收合成氨原料氣中的二氧化碳。）3 制備某種氣體的溶液。（例子：用水吸收氯化氫、三氧化硫、二氧化氮制得酸。）實(shí)際過程往往同時(shí)兼有凈化和回收雙重目的。三、工業(yè)吸收過程現(xiàn)以煤氣脫苯為例，介紹吸收操作流程。在煉焦及制取城市煤

4、氣的生產(chǎn)過程中，焦?fàn)t煤氣中含有少量的苯、甲苯類低碳?xì)浠衔锏恼羝?，含量約為 ，現(xiàn)采用下述流程即用該工藝流程的副產(chǎn)物，既煤焦油的精制品稱為洗油，作為吸收溶劑來吸收苯系物質(zhì)。為使洗油能夠再次使用并取出富油中的苯，故需將富油引入解吸塔中進(jìn)行與吸收相反的操作解吸，如圖。這個(gè)例子告訴我們采用吸收操作必須解決三個(gè)問題：1 選擇合適的溶劑使其能選擇性的溶解某個(gè)（或某些）被分離組分；2 提供適當(dāng)?shù)膫髻|(zhì)設(shè)備（吸收塔），以實(shí)現(xiàn)氣液兩相的接觸，使被分離組分得以自氣相轉(zhuǎn)移至液相。3 溶劑的再生，既脫除溶解于其中的被分離組分以便循環(huán)使用?？傊?，一個(gè)完整的吸收分離過程包括吸收和解吸兩個(gè)組成部分。四、溶劑的選擇吸收操作效果

5、是否良好的關(guān)鍵往往由溶劑的性能來決定。選擇溶劑應(yīng)注意以下七點(diǎn)：1 溶解度（大），或在一定的溫度和濃度下，溶質(zhì)的平衡分壓要低，這樣可提高吸收速率并減小吸收劑的耗用量，氣體中溶質(zhì)的極限殘余濃度亦可降低；2 選擇性（高）；3 溶解度與溫度的關(guān)系（敏感），溫度低，溶解度要大，反之，要??；4 揮發(fā)度（?。?，操作溫度下吸收劑的蒸汽壓要低，因?yàn)殡x開吸收設(shè)備的氣體往往為吸收劑所飽和，吸收劑的揮發(fā)度愈大，則吸收和再生過程中吸收劑的揮發(fā)損失愈大。5 粘性（?。扯纫颓以谖者^程中不易產(chǎn)生泡沫，塔內(nèi)氣液接觸良好和塔頂氣液分離易于實(shí)現(xiàn)，且輸液功耗小；6 化學(xué)穩(wěn)定性（良好），以免發(fā)生變質(zhì)；7 其它，價(jià)廉、易得、無毒

6、、無害、不易燃燒等。實(shí)際上，很難找到一個(gè)理想的溶劑能夠滿足所有要求。因此應(yīng)對可供選用吸收劑作全面評價(jià)后做出經(jīng)濟(jì)合理的選擇。五、物理吸收和化學(xué)吸收物理吸收溶質(zhì)與溶劑不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的吸收操作，物理吸收是依據(jù)溶解度差異。例如用水吸收 ，洗油吸收煤氣中的苯等，物理吸收中溶質(zhì)與溶劑的結(jié)合力較弱，解吸比較方便?；瘜W(xué)吸收溶質(zhì)與溶劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的吸收操作?；瘜W(xué)吸收可大幅度地提高溶劑對溶質(zhì)組分的吸收能力。例如 在水中的溶解度很低，但若以 水溶液吸收 ，則在液相中發(fā)生下列反應(yīng)：從而使 水溶劑具有較高的吸收 能力，同時(shí)化學(xué)反應(yīng)本身的高度選擇性必賦予吸收操作具有高度選擇性。作為化學(xué)吸收可被利用的化學(xué)反應(yīng)一般滿足二個(gè)條

7、件：1 可逆性，如不可逆，不能再生和循環(huán)使用溶劑。2 較高的反應(yīng)速率，若反應(yīng)速率很慢，整個(gè)吸收過程的速率將決定于反應(yīng)速率。六、吸收過程中氣液兩相的接觸方式吸收設(shè)備有多種形式，但以塔式最為常用。按氣液兩相接觸方式的不同可將吸收設(shè)備分為級式接觸和微分式接觸兩大類。(a    圖所示的級式吸收塔中，氣體與液體為逐級逆流接觸。氣體自下而上通過板上小孔逐板上升，在每一個(gè)板上與溶劑接觸，其中可溶組分被部分地溶解。在此設(shè)備中，氣體每上升一塊塔板，其中可溶組分的濃度階躍式的降低，溶劑逐板下降，其中可溶組分的濃度則階躍式升高。(b   圖所示設(shè)備中，一種叫濕壁塔

8、，塔內(nèi)液體呈膜狀沿塔壁流下，另一種叫填料塔，塔內(nèi)裝有某種填料，液體自塔頂均勻淋下并沿填料表面下流，氣體通過填料間的空隙上升與液體作連續(xù)的逆流接觸。在這種設(shè)備中，氣體中的可溶組分不斷地被吸收，其濃度自下而上連續(xù)的降低，液體則相反，其中可溶組分的濃度則由上而下連續(xù)的增高，這種設(shè)備叫微分接觸式的吸收設(shè)備。級式與微分式接觸兩類設(shè)備可采用完全不同的兩種計(jì)算方法，本章將討論微分式吸收過程的數(shù)學(xué)描述和計(jì)算方法，并且限于限定(1   氣體混合物中只有一個(gè)組分溶于溶劑，其余組分在溶劑中的溶解度極低而可忽略不計(jì)，因而可視為一個(gè)惰性組分。(2   溶劑的蒸汽壓很低，其揮發(fā)損失

9、可以忽略，即氣體中不含溶劑正氣。這樣，氣相中僅包括一個(gè)惰性組分和一個(gè)可溶組分，液相中則包含溶質(zhì)和溶劑。七、吸收操作的經(jīng)濟(jì)性吸收操作的費(fèi)用主要包括：(1   氣液兩相流經(jīng)吸收設(shè)備的能量消耗，指泵送液體、風(fēng)機(jī)送氣的能耗。(2   溶劑的揮發(fā)損失和變質(zhì)損失。(3   溶劑的再生費(fèi)用，即解吸操作費(fèi)，此項(xiàng)所占的比例最大。常用的解吸方法有升溫、減壓、吹氣，其中升溫與吸氣特別是升溫與吹氣同時(shí)使用最為常見。溶劑在吸收與解吸設(shè)備之間循環(huán)，其間的加熱和冷卻、泄壓與加壓必消耗較多的能量。如果溶劑的溶解能力差，離開吸收設(shè)備的溶劑中溶質(zhì)濃度低，則所需的溶劑循環(huán)

10、量必大，再生時(shí)的能量消耗也大。同樣，若溶劑的溶解力對溫度變化不敏感，所需的解吸溫度較高，溶劑再生的能耗也將增大。吸收的設(shè)備費(fèi)用指吸收塔及輔助設(shè)備（泵、風(fēng)機(jī)、加熱器、冷卻器等）的費(fèi)用。吸收操作的經(jīng)濟(jì)性是由總費(fèi)用（即操作費(fèi)用加設(shè)備費(fèi)用）來衡量的。最經(jīng)濟(jì)的吸收操作應(yīng)是操作費(fèi)用與設(shè)備費(fèi)用之和即總費(fèi)用為最小。第二節(jié)  氣液相平衡GLE(Gas Liquid Equilibrium    據(jù)上介紹的傳質(zhì)過程的概念，我們不難理解氣體吸收過程實(shí)質(zhì)上是溶質(zhì)組分自氣相通過相界面轉(zhuǎn)移（遷移）到液相的過程。    現(xiàn)在我們不妨將氣體吸收中的傳質(zhì)過程

11、與已學(xué)過的傳熱過程相對照來研究兩個(gè)問題：(1、氣體吸收過程的推動力是什么？（傳熱過程的推動力：溫差）(2、若氣液兩相能充分完全的接觸，則吸收過程的極限是什么？（傳熱過程的極限：T=t）要回答這兩個(gè)問題，就必須介紹氣液相平衡。 （平衡）溶解度一、 溶解度P、T一定，使一定量的吸收劑與混合氣體接觸，溶質(zhì)便向液相轉(zhuǎn)移，這個(gè)傳質(zhì)過程直至液相中溶質(zhì)達(dá)到飽和，濃度不再增加為止，此時(shí)氣液兩相達(dá)到平衡，這個(gè)飽和濃度就叫做氣體溶質(zhì)在液體中的溶解度。通常以  或  或  表示。現(xiàn)在討論影響平衡溶解度的因素。討論的氣液兩相體系為：氣相：雙組分混合氣（A+B），以y表示A摩爾分率或 表示

12、A的平衡分壓； 液相：亦為雙組分S+A，以x表示A在溶液中的平衡溶解度；體系溫度T；體系壓強(qiáng)P；該體系涉及的參數(shù)有：P、T、 、x根據(jù)相律自由度F=CP+2=32+2=3（共三個(gè)影響因素）表明P、T和該溶質(zhì)A在氣相中的濃度（y）（或分壓 ）均影響，溶質(zhì)A在吸收劑中的溶解度 。即       溶解度=f（P、T、y、( ）；P、T一定，f=1           溶解度=f（y( ）；T一定，f=2   &#

13、160;    溶解度=f（P、y( ） 二、 溶解度曲線T一定，平衡時(shí) （y）x的關(guān)系曲線，叫做溶解度曲線。如圖：溶解度曲線的規(guī)律有： (1 同T， ，則 ；(2 T，同 ，則 ；(3 同T、 下，同溶劑，不同溶質(zhì)的 差異很大。20，60kPa時(shí),390 /1000g ，68g /1000g ,0.0255g /1000g 。以分壓 表示的 x曲線直接反映了相平衡的本質(zhì)，用以思考和分析問題直截了當(dāng)；而以yx曲線，則可方便的與物料衡算等其他關(guān)系式一起對整個(gè)吸收過程進(jìn)行數(shù)學(xué)描述。三、 亨利定律吸收操作最常用于分離低濃度溶質(zhì)的氣體混合物，因此時(shí)吸收操作較為經(jīng)濟(jì)。低濃度

14、氣體混合物吸收時(shí)液相的溶質(zhì)濃度也較低，即常在吸溶液范圍內(nèi)。稀溶液的溶解度曲線通常近似為一直線。此時(shí) x關(guān)系服從亨利定律，即 平衡分壓； E亨利常數(shù)，E=E(T（對指定的物系），單位：同壓強(qiáng)的；x平衡溶解度（摩爾分率）；E值愈大，溶解度x愈大，反之亦然；一般T，E，即x隨T而；同一溶劑中，難溶氣體的E值大，易溶氣體的E值?。缓嗬傻钠渌硇问剑?#160;           or          

15、60;     C摩爾濃度，kmolA/m3溶液       H亨利常數(shù)，單位：壓強(qiáng)單位/摩爾濃度            H值愈小，C就愈大              摩爾分率；      m相平衡常數(shù)（亨利常數(shù)），無因次；

16、60;     x摩爾分率。     m值愈大，溶解度x愈大,   ，T，P，則m，不利吸收操作，反之亦然。           T，Pmx，高壓低溫有利于吸收。E、H、m三者之間的關(guān)系：若P不大高，則氣體可視為理想氣體，服從道爾頓分壓定律 又  故    ，TE，Pm，不利吸收，反之亦然。吸收操作宜在低溫、高壓條件下進(jìn)行。又  

17、60;（稀溶液）常見物系的氣液溶解度數(shù)據(jù)，亨利常數(shù)E（或H）可在有關(guān)手冊中查到。一般地，再較寬的濃度范圍內(nèi)，溶質(zhì)在兩相中濃度的平衡關(guān)系可用相平衡方程表示，即   相平衡方程稀溶液范圍內(nèi)， 為一通過原點(diǎn)的直線，即亨利定律。§   相平衡與吸收過程的關(guān)系一、判別過程的方向當(dāng)氣液兩相接觸時(shí)，要使溶質(zhì)自氣相轉(zhuǎn)移至液相，即發(fā)生吸收過程的充要條件是或 反之，溶質(zhì)自液相轉(zhuǎn)移至氣相，即發(fā)生解吸過程 若 或  則氣液兩相達(dá)到平衡（動態(tài)平衡）。凈物質(zhì)傳遞量=0，過程達(dá)到極限。舉例：設(shè)在1atm，20下稀氨水的相平衡方程為 ，今使含氨y=10的混合氣和x=

18、0.05的氨水接觸。 發(fā)生吸收過程或 反之，若以y=0.05的含氨混合氣與x=0.1的氨水接觸， 發(fā)生解吸過程或 二、指明過程的極限今將溶質(zhì)濃度為 的混合氣送入某吸收塔的底部，溶劑自塔頂淋入作逆流吸收（見(a圖），若減小淋下的溶劑量，則溶劑在塔底出口的濃度 必將增大。 但即使在塔很高、吸收溶劑量很小的情況下， 也不會無限增大，其極限濃度是氣相濃度 的平衡濃度 ，即 反之，當(dāng)吸收劑用量很大而氣體流量較小時(shí)，即使在無限高的塔內(nèi)進(jìn)行逆流吸收，見(b圖，出口氣體的溶質(zhì)濃度也不會低于吸收劑入口濃度 平衡濃度 ，即 ，僅當(dāng) ，則 。全部吸收。由此可見，相平衡關(guān)系限制了吸收劑離塔時(shí)的最高濃度和氣體混合物離塔

19、時(shí)的最低濃度。三、 計(jì)算過程的推動力平衡是過程的極限，只有不平衡的兩相互相接觸才會發(fā)生氣體的吸收或解吸。并且實(shí)際濃度偏離平衡濃度越大，過程的推動力越大，過程的速率也越大。在吸收過程中，通常以實(shí)際濃度與平衡濃度的偏離程度來表示吸收的推動力。如：以氣相濃度差表示的吸收推動力；以液相濃度差表示的吸收推動力。與傳熱過程比較：在換熱器的某一截面處的傳熱推動力為熱、冷流體溫度差(T-t，但在吸收塔的某一截面處的吸收推動力并非兩相濃度差(y-x，這是由于氣液兩相存在著相平衡的緣故。兩相濃度差(y-x是沒有意義的而只有以 或 才反映了吸收過程的推動力，且 或 值越大，過程的速率也越快。第四節(jié)  低濃

20、度氣體吸收§吸收過程的數(shù)學(xué)描述基本方法：物料衡算、熱量衡算，列出吸收過程的速率式。一、 低濃度氣體吸收的特點(diǎn)：y510%，x亦<10%(塔內(nèi)吸收的A量不多，可作假設(shè)：1G、L為常量2吸收過程為等溫過程因吸收量少，溶解熱引起的液溫升高不明顯，所以過程是等溫的，不需要作熱量衡算。3 傳質(zhì)系數(shù)為常量G、L為常量，所以全塔的流動狀況相同，又溫度不變，故G、L也不變。（kg、kL的影響因素為、u、d、D）二、 流體流動模型是理想的1 每一截面上各點(diǎn)的濃度相同，只與軸向位置有關(guān)，2 流體等速平行運(yùn)動，互不混合，呈均勻分布。三、 物料衡算微分方程式對象：高度dH的微元填料層又設(shè)微元填料層內(nèi)溶

21、質(zhì)的傳質(zhì)速率為 ， 提供的相間有效接觸面積（相間傳質(zhì)面積）， 不同于填料的比表面。填料吸收塔中，在多數(shù)情況下，不是所有表面均被液體潤濕，此外，也不是所有的潤濕表面上傳質(zhì)活性都相同，在多數(shù)情況下，由于在液體表面上形成波紋，以及部分液體呈滴狀和飛沫狀，因而活性表面（相際接觸面積）可超過填料的比表面。 的大小一般由實(shí)驗(yàn)測定。 對于氣體物衡為            對于液體物衡為           四、 相際傳質(zhì)

22、速率方程式根據(jù)雙膜理論，則吸收塔內(nèi)任一截面上氣液兩相濃度變化可用下圖表示：則氣相傳質(zhì)速率方程式 而 P總壓對于液相傳質(zhì)速率方程式而    溶液摩爾濃度， 其中 ， 若物系服從亨利定律時(shí)：   或  現(xiàn)由          =                 =         &

23、#160;  = 令    與液相濃度C相平衡的氣液分壓      與氣相總吸收推動力 相對應(yīng)的傳質(zhì)系數(shù)，氣相總傳質(zhì)系數(shù)， 又  = = = 令     與液相總吸收推動力 相對應(yīng)的總傳質(zhì)系數(shù)，液相總傳質(zhì)系數(shù)同理 與氣相總吸收推動力 相對應(yīng)的傳質(zhì)系數(shù)，氣相總傳質(zhì)系與液相總吸收推動力 相對應(yīng)的傳質(zhì)系數(shù)，液相總傳質(zhì)系其中       而對于解吸過程，則解吸的速率方程為解吸推動力與吸收推動力恰好相反。五、 傳質(zhì)速率方程的各

24、種表達(dá)式=單相的總吸收（傳質(zhì)）推動力×總傳質(zhì)系數(shù)  =單相的分吸收（傳質(zhì)）推動力×分傳質(zhì)系數(shù)= = = 相平衡方程                      若定義摩爾比 則  = §  界面濃度與傳質(zhì)阻力分析一、 界面濃度的求取 或   （1） 滿足直線關(guān)系若已知相平衡關(guān)系，則    （2）相平衡方程由（1）、（2）兩式聯(lián)立求

25、解則得（ ， ）；特別地，平衡關(guān)系滿足亨利定律時(shí)，則 與（1）聯(lián)立很容易求得 ， 。方法之二為作圖法，即在xy坐標(biāo)中a點(diǎn)為塔內(nèi)任一截面處的x，y坐標(biāo)；b點(diǎn)則為界面，其坐標(biāo)為，。平衡曲線方程為二、 傳質(zhì)阻力分析氣膜阻力控制和液膜阻力控制由于 氣相總傳質(zhì)阻力氣相分傳質(zhì)阻力液相分傳質(zhì)阻力（ 的m倍）若 則   氣膜阻力控制而由 若 則    液膜阻力控制傳質(zhì)強(qiáng)化措施：氣膜控制（易溶氣體），選擇吸收設(shè)備和確定操作條件時(shí)要降低 增大氣體流率，以降低 液膜控制（難溶氣體），選擇吸收設(shè)備和確定操作條件時(shí)要降低 增大氣體流率，以降低 如果 ，兩者相當(dāng)，m值界于

26、1100，中等溶解能力，如 、丙酮蒸汽溶于水。必須同時(shí) 或改變?nèi)軇?#167; 低濃度氣體吸收過程的計(jì)算一、吸收過程的積分表達(dá)式由物料衡算微分方程式用 or 代入上二式，則G、T、L一定， 、 為常數(shù)若m為常數(shù)，則 、 也為常數(shù)。又 不易求得，故將 與 合并為一個(gè)整體來實(shí)測。氣相總體積傳質(zhì)系數(shù)， 液相總體積傳質(zhì)系數(shù)， 設(shè)氣相中溶質(zhì)濃度變化為y1至y2，填料層高度側(cè)從0至H，所以積分上式：同理 積分    二、傳質(zhì)單元數(shù)與傳質(zhì)單元高度令    傳質(zhì)單元數(shù)，無因次；       

27、;   傳質(zhì)單元高度，m；則    同理 令 和 中所含的變量僅與物質(zhì)的相平衡 以及進(jìn)出口的濃度條件 有關(guān)，而與設(shè)備的型式和設(shè)備中的操作條件（如流速）等有關(guān)。 和 反映了分離任務(wù)的難易程度。如 或 的數(shù)值太大，或表明吸收劑性能太差，或表明分離要求過高。和 與G、L及 、 有關(guān)，即與設(shè)備的型式、操作條件有關(guān)。它是吸收設(shè)備效能高低的反映。一般G （ 0.60.7）或L （ 0.60.7）0.20.3   or   0.20.3或 值范圍：0.151.5m。具體數(shù)值須由實(shí)驗(yàn)測定。又因NA的表達(dá)式不同，

28、則傳質(zhì)單元數(shù)和單元高度的表示也不同，見下表：三、 操作線與推動力的變化規(guī)律要對 或 積分，須找到 或 隨y、x的變化規(guī)律。對圖中虛框作物衡此方程反映的是yx之間關(guān)系，這種關(guān)系叫操作關(guān)系，此方程稱為操作線方程。= yx直線關(guān)系當(dāng) ， 點(diǎn)B 塔頂， 點(diǎn)A 塔底（全塔物衡式）在yx圖上作出操作線（AB線），附上平衡線由圖可見，推動力 或 的變化規(guī)律是由操作線與平衡線共同決定的。并且，操作線遠(yuǎn)離平衡線，則 越大， 越大；反之亦真。  四、 吸收劑再循環(huán)和返混1 再循環(huán)若循環(huán)量 ，則 若 不變，則 點(diǎn)，推動力下降，因此，一般情況下吸收劑再循環(huán)吸收不利。但是，在下列兩種情況下采用吸收劑再循環(huán)將是

29、有利的：1） 吸收過程有顯著的熱效應(yīng)，大量吸收劑再循環(huán)不可降低吸收劑出塔溫度，平衡線向下移動（如圖中紅線），則全塔平均推動力反而有所提高。2） 吸收目的在于獲得濃度x1較高的液相產(chǎn)物，按物料衡算所需的新鮮吸收劑量過少，以至不能保持塔內(nèi)填料良好的潤濕，此時(shí)采用吸收劑再循環(huán)，推動力的降低將可由容積傳質(zhì)系數(shù) 的增加所補(bǔ)償。（ 但 ）2（軸向）返混返混是指實(shí)際傳質(zhì)設(shè)備內(nèi)部少量流體自身由下游返回至上游的現(xiàn)象。產(chǎn)生返混的原因有多種，主要有下面兩種：1） 可以由流體的流動速度不均勻產(chǎn)生。流體流經(jīng)截面的流體速度往往不均勻，存在一定的分布，不同于柱塞流，不均勻的流動速度會導(dǎo)致返混。2） 軸向擴(kuò)散導(dǎo)致返混現(xiàn)考察塔

30、內(nèi)液體局部返混對傳質(zhì)過程的影響。軸向返混可形象地描述如下圖中：在液氣比及兩相進(jìn)出口濃度皆相同的條件下，液體局部存在軸向返混時(shí)，使推動力下降，從而使完成同一分離任務(wù)所需的塔高增加。所以，返混對傳質(zhì)造成了不利了的影響。§傳質(zhì)單元數(shù)的其它計(jì)算方法一、 吸收因數(shù)法（解析法）以逆流操作為例操作線方程 或 設(shè)平衡關(guān)系 則 = = = = 令 解吸因數(shù)     吸收因數(shù) 特別地 即 兩直線平行，則 同理 二、 傳質(zhì)單元數(shù)的數(shù)值積分法若平衡線 為曲線，則 不能用對數(shù)平均推動力法或解析法求取。 的計(jì)算可采用數(shù)值積分法或圖解法進(jìn)行。由定積分的物理意義知， 的數(shù)值積

31、分法為：Simpson積分法為在 至 間作偶等分，得到 然后按  式中 為步長， 為偶數(shù)。值愈大，計(jì)算結(jié)果愈準(zhǔn)確。三、 傳質(zhì)單元數(shù)的梯級圖解法 塔高由 個(gè) 組成。現(xiàn)討論氣體流經(jīng)一個(gè)單元高度所產(chǎn)生的濃度變化：  由此可在y、x按以下步驟作圖：（以逆流操作為例）Step1：在yx坐標(biāo)中作出平衡線 OE與操作線AB；（見下圖）Step2：在平衡線與操作線之間作曲線MN，使MN線恰好等分AB與OE兩線間的垂直距離；Step3：自A點(diǎn)起作一水平線AD，此線交MN曲線于M1，且使 ；Step4：自D點(diǎn)作垂直線DF，因圖中 和ADF相似，可以證明 ，若將平衡線 近似為直線，則又DF= ，

32、 DF= 、 相差不大，故 ADF梯級為一個(gè)傳質(zhì)單元，即 Step5：以此類推，由A至B點(diǎn)作出若干個(gè)梯級，從而求得傳質(zhì)單元數(shù) 數(shù)目。    ADFDF= A1F1近似為直線， =     ADF梯級為一個(gè)傳質(zhì)單元同樣，若在AB與OE之間作一曲線恰好平分其間的水平距離，仿照上述方法也可求出 。§  吸收塔的設(shè)計(jì)型計(jì)算一、 設(shè)計(jì)型計(jì)算的命題設(shè)計(jì)要求：計(jì)算達(dá)到指定的分離要求所需的塔高（填料層高度、塔有效高度）給定條件： ，相平衡關(guān)系及分離要求分離要求的表示有：    目的是除去有害的物質(zhì)，一

33、般規(guī)定 （殘余濃度）    目的是回收有用物質(zhì)，一般規(guī)定溶質(zhì)的回收率 對于低濃度氣體吸收， ，則 為了要計(jì)算塔高H，須知道 （ ）或 （ ）， 、 涉及吸收塔的類型及其在操作條件下的傳質(zhì)性能，一般由實(shí)驗(yàn)測得或由經(jīng)驗(yàn)公式求得。二、 流向的選擇逆流和并流，在 在其它條件相同下， 逆流的缺點(diǎn)：逆流操作時(shí)液體的下流受到上升氣體的作用力，這種曳力過大時(shí)會妨礙液體的順利下流，因而限制了吸收塔所允許的液體流率和氣體流率。為使過程具有最大的推動力，一般吸收操作總是采用逆流。三、 吸收劑進(jìn)口濃度的選擇及其最高允許濃度1 的選擇在 一定下， 過高 H過低 H 但再生設(shè)備和再生費(fèi)用。因

34、此，吸收劑進(jìn)口溶質(zhì)濃度 的選擇是一個(gè)經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)化問題，需要多方案的計(jì)算和比較方能確定。2 允許的最高進(jìn)口濃度當(dāng) 塔頂截面氣液兩相達(dá)到平衡， ； （上限）因此x2在技術(shù)上存在一個(gè)上限，在經(jīng)濟(jì)上存在一個(gè)最適宜的濃度。四、 收劑用量的選擇與最小液氣比為了計(jì)算 ，除須知 外，還必須確定 或液氣比 。愈大，則 愈小，反之亦然；的選擇同樣是一個(gè)經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)化問題。L（ ） H（設(shè)備費(fèi)用）；反之L（ ） H但再生費(fèi)用當(dāng) ，則 ；注意：液氣比的這一限制來自于規(guī)定的分離要求，并非吸收塔不能在更低的液氣比下操作。液氣比小于此限值，規(guī)定的分離要求不能達(dá)到。一般情況下， 若平衡線的形狀如下圖(c所示：，操作線與平衡線在

35、g點(diǎn)相切，此時(shí) 一般設(shè)計(jì)時(shí) （1.12.0） 五、 解吸塔的最小氣液比關(guān)于解吸塔的各種計(jì)算問題，同樣可以聯(lián)立前三式求解。唯一不同之處是解吸推動力與吸收推動力剛好相反。§ 吸收塔的操作型計(jì)算一、 操作型計(jì)算的命題（1）    第一類命題給定條件：吸收塔的高度H和其它有關(guān)尺寸，氣液兩相的流量G、L，進(jìn)口濃度 ，平衡關(guān)系及流動方式， ；計(jì)算目的： （2）    第二類命題給定條件：吸收塔高H及其它有關(guān)尺寸，氣體流量G及進(jìn)出口氣體濃度 、液體進(jìn)口濃度 ，平衡關(guān)系及流動方式， ；計(jì)算目的：吸收劑的用量L及其 二、 操作型問題的計(jì)算方法

36、計(jì)算基礎(chǔ)：同設(shè)計(jì)型計(jì)算的。不論是第一類命題或第二類命題，聯(lián)立三方程求解。在一般情況下，相平衡方程和吸收過程方程式都是非線性的，求解時(shí)必須試差迭代。若 則 （or ）或 對于第一類命題，則或 聯(lián)立求解得 。對于第二類命題，仍須試差求解。三、 吸收塔的操作及調(diào)節(jié)吸收塔的氣體入口條件是由前一工序決定的，一般不能隨意改變，但有時(shí)要求增大氣體處理量。其它條件不變時(shí)，要求氣體處理量增大，則最為常見的吸收塔操作時(shí)的調(diào)節(jié)手段是改變吸收劑的入口條件，包括流率L、溫度t及濃度 三大要素?？傊m當(dāng)調(diào)節(jié)上述三個(gè)變量皆可增大推動力平均值，從而提高吸收效果 。當(dāng)吸收與再生操作聯(lián)合進(jìn)行時(shí)，吸收劑的進(jìn)口條件將受再生操作的制

37、約，如果再生不良，吸收劑進(jìn)塔濃度將上升，如果再生后的吸收劑冷卻不足，吸收劑溫度將升高，再生操作中可能出現(xiàn)的這些情況都會給吸收操作帶來不良影響。L，必須同時(shí)考慮再生設(shè)備的能力，如果L使解吸惡化，則 ，對傳質(zhì)不利。另外，采用L的方法調(diào)節(jié) 是有一定限度的。若  第五節(jié)  高濃度氣體吸收§ 高濃度氣體吸收的特點(diǎn)一、G、L沿塔高是變化的 G、L為變量，但 為常量，對全塔物衡，則Y、X為摩爾比或二、吸收過程是非等溫的 吸收的溶質(zhì)量較多，溶解熱使兩相溫度升高，原則上應(yīng)作熱量衡算以確定流體溫度沿塔高變化 三、傳質(zhì)分系數(shù)與濃度有關(guān)按雙膜理論  

38、; 等分子反向擴(kuò)散的傳質(zhì)系數(shù)，與 無關(guān)。此外， 均受流動狀況（G、L）的影響，因而在全塔不再為常數(shù)。因此，高濃度氣體吸收過程的計(jì)算要復(fù)雜，但計(jì)算基礎(chǔ)是相同的，方法也是相同的。第六節(jié) 化學(xué)吸收    在實(shí)際生產(chǎn)中，多數(shù)吸收過程都伴有化學(xué)反應(yīng)。伴有顯著化學(xué)反應(yīng)的吸收過程稱為化學(xué)吸收。例如用NaOH或Na2CO3、NH4OH等水溶液吸收CO2或SO2、H2S，以及用硫酸吸收氨等等，都屬于化學(xué)吸收。    溶質(zhì)首先由氣相主題擴(kuò)散至氣液界面，隨后在由界面向液相主體擴(kuò)散的過程中，與吸收劑或液相中的其它某種活潑組分發(fā)生反應(yīng)。因此，溶質(zhì)的濃

39、度沿?cái)U(kuò)散途徑的變化情況不僅與其自身的擴(kuò)散速率有關(guān)，而且與液相中活潑組分的反向擴(kuò)散速率、化學(xué)反應(yīng)以及反應(yīng)產(chǎn)物的擴(kuò)散速率等因素有關(guān)。這就使得化學(xué)吸收的速率關(guān)系十分復(fù)雜?？偟貋碚f，由于化學(xué)反應(yīng)消耗了進(jìn)入液相中的溶質(zhì)，使溶質(zhì)氣體的有效溶解度增大而平衡分壓降低，增大了吸收過程的推動力；同時(shí)，由于溶質(zhì)在液膜內(nèi)擴(kuò)散中途即因化學(xué)反應(yīng)而消耗，使傳質(zhì)阻力減小，吸收系數(shù)相應(yīng)增大。所以，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)總會使吸收速率得到不同程度的提高。但是，提高的程度又依不同情況而有很大差異。    當(dāng)液相中活潑組分的濃度足夠大，而且發(fā)生的是快速不可逆反應(yīng)時(shí)，若溶質(zhì)組分進(jìn)入液相后立即反應(yīng)而被消耗掉，則界面上

40、的溶質(zhì)分壓為零，吸收過程速率為氣膜中的擴(kuò)散阻力所控制，可按氣膜控制的物理吸收計(jì)算。例如硫酸吸收氨的過程即屬此種情況。    當(dāng)反應(yīng)速率較低致使反應(yīng)主要在液相主體中進(jìn)行時(shí)，吸收過程中氣液兩膜的擴(kuò)散阻力均未有所變化，僅在液相主體中因化學(xué)反應(yīng)而使溶質(zhì)濃度降低，過程的總推動力較單純物理吸收的大。用碳酸鈉水溶液吸收二氧化碳的過程即此種情況。    當(dāng)情況介于上述二者之間的吸收速率計(jì)算，目前仍無可靠的一般方法，設(shè)計(jì)時(shí)往往依靠實(shí)測數(shù)據(jù)。第五章  例題例51：含有30%（體積） 的某種混合氣體與水接觸，系統(tǒng)溫度為30，總壓為101.3 。試

41、求液相中 的平衡濃度 為若干 。解：令 代表 在氣相中的分壓，則由分壓定律可知：在本題的濃度范圍內(nèi)亨利定律適用。        依式 可知：其中H為30時(shí) 在水中的溶解度系數(shù)。由 得： 30時(shí) 在水中的亨利系數(shù) 。又因?yàn)?為難溶于水的氣體，故知溶液濃度甚低，所以溶液密度可按純水計(jì)算，即取 ，則：   例52：已知在101.3 及20時(shí)，氨在水中的溶解度數(shù)據(jù)本例附表1所示。試按以上數(shù)據(jù)標(biāo)繪出 曲線及 曲線，并據(jù)以計(jì)算亨利系數(shù) 及相平衡常數(shù)m值，再指出該溶液服從亨利定律的濃度范圍。解：以第三組數(shù)據(jù) ， 為例，

42、計(jì)算如下：各組數(shù)據(jù)的計(jì)算結(jié)果列于附表2中。根據(jù)表中數(shù)據(jù)標(biāo)繪的 曲線及 曲線如本例附圖1，2所示。由附圖1可見，從原點(diǎn)作平衡曲線的切線OE，其斜率為：由附圖2可見，從原點(diǎn)作平衡曲線的切線OM，其斜率為：由圖可見，當(dāng) （及X）值在0.04以下時(shí)，平衡曲線與切線的偏差不超過5%，即對應(yīng)于同一 （及X）值的 （及 ）值相對偏差約在5%以內(nèi)，可以認(rèn)為亨利定律適用。因而，在此濃度范圍內(nèi)平衡關(guān)系可寫為： 及 例53：在圖26所示的左、右兩個(gè)大容器內(nèi)分別裝有濃度不同的 和 兩種氣體的混合物。聯(lián)通管長0.61m，內(nèi)徑24.4mm，系統(tǒng)溫度為25，壓強(qiáng)為101.3 。左側(cè)容器內(nèi)的分壓 為20 ，右側(cè)容器

43、的分壓 為6.67 。已知在25， 101.3 的條件下 的擴(kuò)散系數(shù)為 。試求：（1）單位時(shí)間內(nèi)自容器1向容器2傳遞的 量， ；（2）聯(lián)通管中與截面1相距0.305m處的 分壓， 。解：（1）根據(jù)題意可知，應(yīng)按等分子反向擴(kuò)散計(jì)算傳質(zhì)速率 。依式 ，單位截面積上單位時(shí)間內(nèi)傳遞的 量為：又知聯(lián)通管截面積為：所以單位時(shí)間內(nèi)由截面1向截面2傳遞的 量為：（2）因傳遞過程處于穩(wěn)定狀態(tài)下，故聯(lián)通管各截面上在單位時(shí)間內(nèi)傳遞的 量應(yīng)相等，即 ，又知 ，故 。若以 代表與截面1的距離為 處的 分壓，則依式 可寫出下式：因此 例54：若設(shè)法改變條件，使圖26所示的聯(lián)通管中發(fā)生 通過停滯的 而向截面2穩(wěn)定擴(kuò)散的過程

44、，且維持1、2兩截面上 的分壓及系統(tǒng)的溫度、壓強(qiáng)與例53中的數(shù)值相同，再求：（1）單位時(shí)間內(nèi)傳遞的 量， ；（2）聯(lián)通管中與截面1相距0.305m處的 分壓， 。解：（1）按式 計(jì)算聯(lián)通管中的 的傳遞速率：則       在例53中已算出：   故  單位時(shí)間內(nèi)傳遞的氨量為：（2）以 、 、及 分別代表與截面1的距離為 處的 分壓、 分壓及1、 兩截面上 分壓的對數(shù)平均值，則依式 可知：則   將上式左端化簡得：則   又知 所以 則   例55：用溫克爾

45、曼法（Winkelmans  Method）測定 蒸氣在空氣中的擴(kuò)散系數(shù)，其裝置示意于本例附圖1。在恒溫的豎直細(xì)管中盛有 液體，令空氣在橫管中快速流過，以保證豎管管口處空氣中的 分壓接近于零?？梢哉J(rèn)為 由液面至豎管管口的傳遞是靠擴(kuò)散。實(shí)驗(yàn)在321K及101.3 下進(jìn)行，測得的數(shù)據(jù)于本例附表1中。321K溫度下 的飽和蒸氣壓 ，液體 的密度 。計(jì)算321K、101.3 下 蒸氣在空氣中的擴(kuò)散系數(shù)。解：因豎管中的氣體并不受外水平氣流的干擾，故 蒸氣由液面向管口的傳遞可看作是 通過停滯的空氣層的擴(kuò)散，液面上隨時(shí)處于平衡狀態(tài)， 液體汽化的速率即等于豎管內(nèi) 蒸氣向管口傳遞的速率。 &

46、#160;   的傳遞速率可按 計(jì)算，即：                                  （1）式中 的平衡分壓， ；管口與液面兩處空氣分壓的對數(shù)均值， 。       

47、                         （2）則                         &

48、#160;                   （3）隨著 液體的汽化，液面下降而擴(kuò)散距離z逐漸增大。液面下降的速度 與豎管中 的傳遞速率有如下關(guān)系：                      

49、60;                           （4）式中 的分子量， 。  比較（3）、（4）兩式可知：   則               &#

50、160;                          （5）式（5）等號左端除 外，所余各因子皆為常數(shù)。對式（5）進(jìn)行積分，積分限為： ，     ，    得           &

51、#160;                        （6）必須指出：對于擴(kuò)散的有效距離z及 ，很難測量得準(zhǔn)確可靠，但對液面降落的高度 則可讀出足夠精確的數(shù)值。為此作如下處理：將此關(guān)系代入式（6），整理后可得：        （7）由式（7）可以看出，如根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)將 對 在普通直角坐標(biāo)紙上進(jìn)行

52、標(biāo)繪，理應(yīng)得到一條直線，此直線的斜率為：                                        （8）依據(jù)斜率 的數(shù)值便可計(jì)算出擴(kuò)散系數(shù)D。按此方法處理附表中列出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，各計(jì)算值列于

53、本例附表2中。將 對 進(jìn)行標(biāo)繪，所得的直線如本例附圖2所示。由本例附圖2中求得直線的斜率為：則根據(jù)式（8）可算出擴(kuò)散系數(shù)為：321K、101.3 下 蒸氣在空氣中的擴(kuò)散系數(shù)為 。例56：已知某低濃度氣體溶質(zhì)被吸收時(shí)，平衡關(guān)系服從亨利定律，氣膜吸收系數(shù) ，液膜吸收系數(shù) ，溶解度系數(shù) 。試求氣相吸收總系數(shù) ，并分析該吸收過程的控制因素。：解：因系統(tǒng)符合亨利系數(shù)，故可按 計(jì)算總系數(shù) 由計(jì)算過程可知：氣膜阻力 ，而  液膜阻力 ，液膜阻力遠(yuǎn)小于氣膜阻力，該吸收過程為氣膜控制。例57：用洗油吸收焦?fàn)t氣中的芳烴。吸收塔內(nèi)的溫度為27、壓強(qiáng)為 。焦?fàn)t氣流量為 ，其中所含芳烴的摩爾分率為0.02，要

54、求芳烴回收率不低于95%。進(jìn)入吸收塔頂?shù)南从椭兴紵N的摩爾分率為0.005。若取溶劑用量為理論最小用量的1.5倍，求每小時(shí)送入吸收塔頂?shù)南从土考八琢鞒龅奈找簼舛取?操作條件下的平衡關(guān)系可用下式表達(dá)，即：解：進(jìn)入吸收塔的惰性氣體摩爾流量為：進(jìn)塔氣體中芳烴的濃度為：出塔氣體中芳烴的濃度為：進(jìn)塔洗油中芳烴濃度為：按照已知的平衡關(guān)系 ，在Y-X直角坐標(biāo)系中標(biāo)繪出平衡曲線OE，如本題附圖所示。再按 、 之值在圖上確定操作線端點(diǎn)T。過點(diǎn)T作平衡曲線OE的切線，交水平線 于點(diǎn) ，讀出點(diǎn) 的橫坐標(biāo)值為： 則 L是每小時(shí)送入吸收塔頂?shù)募內(nèi)軇┝俊？紤]到入塔洗油中含有芳烴，則每小時(shí)送入吸收塔頂?shù)南从?/p>

55、量應(yīng)為：吸收液濃度可依全塔物料衡算式求出，即：例58：在填料塔中進(jìn)行例57所述的吸收操作。已知?dú)庀嗫倐髻|(zhì)單元高度 為0.875m，求所需填料層高度。解：求得填料層高度的關(guān)鍵在于算出氣相總傳質(zhì)單元數(shù) 。由例57中給出的平衡關(guān)系式可知平衡線為曲線，故應(yīng)采用圖解法積分法。（1）圖解法   由例57附圖中的操作線BT與平衡線OE可讀出對應(yīng)于一系列 值的 和 值，隨之可計(jì)算出一系列 值。今在 至 區(qū)間內(nèi)取若干 值進(jìn)行上述計(jì)算，其結(jié)果列于本例附表。在普通坐標(biāo)紙上標(biāo)繪表中各組 與 的對應(yīng)數(shù)據(jù)，并將所得各點(diǎn)聯(lián)成一條曲線，見本例附圖。圖中曲線與 、 及 三條直線所包圍的面積總計(jì)為23.0個(gè)小

56、方格，而每一小方格所相當(dāng)?shù)臄?shù)值為 ，所以則知所需填料層高度為 （2）計(jì)算法  本例附表中已注明，從 到 逐個(gè) 值的選取是等差的，n=10， 。依照辛普森公式：例59：用 含量為 的水吸收混合氣中的 。進(jìn)塔吸收劑流量為 ，混合氣流量為 ，其中 的摩爾分率為0.09，要求 的吸收率為85%。在該吸收操作條件下 系統(tǒng)的平衡數(shù)據(jù)如下：+求氣相總傳質(zhì)單元數(shù) 。解：吸收劑進(jìn)塔組成  吸收劑進(jìn)塔流量 氣相進(jìn)塔組成 氣相出塔組成 進(jìn)塔惰性氣流量 出塔液相組成由 與 的數(shù)值得知，在此吸收過程所涉及的濃度范圍內(nèi)的平衡關(guān)系可用后六組平衡數(shù)據(jù)回歸而得的直線方程表達(dá)。回歸方程為： 

57、60;   即 ， 與此式相應(yīng)的平衡線見本例附圖中的直線 。操作線斜率為 與此式相應(yīng)的操作線見附圖中的直線 。脫吸因數(shù) 依式 計(jì)算 ：                                       

58、0;                                       或依式 計(jì)算 ：例510：用梯級圖解法求例57所述條件下的氣相總傳質(zhì)單元數(shù)。解：由例57附圖可以看出，平衡線的彎曲程度不大，今用梯級圖解法求傳質(zhì)單元數(shù)，與例5

59、8進(jìn)行對比。根據(jù) 、 、 、 各已知數(shù)值及平衡關(guān)系式 ，在 直角坐標(biāo)系中重新標(biāo)繪出操作線BT及平衡線OE，見本例附圖。作MN線使之平分BT與OE之間的垂直距離。由點(diǎn)T開始作梯級，使每個(gè)梯級的水平線都被MN平分。由圖可見，達(dá)到點(diǎn)B時(shí)所畫出的梯級數(shù)約為8.7，即 ，此結(jié)果與用圖解積分法求得的結(jié)果接近。+例511：擬在某塔中進(jìn)行例57所述的吸收操作，試求該吸收塔所需理論板數(shù)。解：（1）梯級圖解法    由例57的計(jì)算過程已知：              

60、0;           又知 根據(jù)上述已知條件，在在 直角坐標(biāo)系中重新標(biāo)繪出操作線TB及平衡線OE，見本例附圖。由圖中的點(diǎn)T開始在操作線與平衡線之間畫梯級，得知達(dá)到規(guī)定指標(biāo)所需理論板數(shù)約為7.6。（2）解析法   本例中的平衡曲線接近直線，故可采用塔頂與塔底兩端面上吸收因數(shù)的幾何均值 按解析法計(jì)算 。塔頂端面上的相平衡常數(shù) 塔底端面上的相平衡常數(shù) 則 又 代入 得：與前法所得結(jié)果基本相同。第五章 習(xí)題1）總壓100 ，溫度25的空氣與水長時(shí)間接觸，水中的 的濃度為多少？分別用摩爾濃度和摩爾分率

61、表示?？諝庵?的體積百分率為0.79。2）已知常壓、25下某體系的平衡關(guān)系符合亨利定律，亨利系數(shù)E為 大氣壓，溶質(zhì)A的分壓為0.54大氣壓的混合氣體分別與三種溶液接觸：溶質(zhì)A濃度為 的水溶液；溶質(zhì)A濃度為 的水溶液；溶質(zhì)A濃度為 的水溶液。試求上述三種情況下溶質(zhì)A在二相間的轉(zhuǎn)移方向。3） 某氣、液逆流的吸收塔，以清水吸收空氣硫化氫混合氣中的硫化氫?？倝簽?大氣壓。已知塔底氣相中含 1.5%（摩爾分率），水中含 的濃度為 （摩爾分率）。試求塔底溫度分別為5及30時(shí)的吸收過程推動力。4）總壓為100 ，溫度為15時(shí) 的亨利系數(shù)E為 。試計(jì)算：H、m的值（對稀水溶液密度為 ）；若空氣中 的分壓為50

62、 ，試求與其相平衡的水溶液濃度，分別以摩爾分率和摩爾濃度表示。5）在總壓為100 、水溫為30鼓泡吸收器中，通入純 ，經(jīng)充分接觸后測得水中 的平衡溶解度為 溶液，溶液的密度可近似取為 ，試求亨利系數(shù)。6）組分A通過另一停滯組分B進(jìn)行擴(kuò)散，若總壓為 ，擴(kuò)散兩端組分A的分壓分別為23.2 和6.5 。實(shí)驗(yàn)測得的傳質(zhì)系數(shù) 為 。若在相同的操作條件和組分濃度下，組分A和B進(jìn)行等分子擴(kuò)散，試分別求傳質(zhì)系數(shù) 和傳質(zhì)速率 。7） 已知：柏油路面積水 ，水溫20，空氣總壓100 ，空氣中水汽分壓1.5 ，設(shè)路面積水上方始終有 厚的靜止空氣層。問柏油路面積水吹干需多長時(shí)間？8）試分別計(jì)算0及101.3 下 、

63、在空氣中的擴(kuò)散系數(shù)，并與實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行比較分析。9） 試計(jì)算 在35水中的擴(kuò)散系數(shù)，并與實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行比較分析。10）某傳質(zhì)過程的總壓為300 ，吸收過程傳質(zhì)系數(shù)分別為 、 ，氣液相平衡關(guān)系符合亨利定律，亨利系數(shù)E為 ，試求：吸收過程傳質(zhì)總系數(shù) 和 ；液相中的傳質(zhì)阻力為氣相的多少倍。11）在填料塔內(nèi)以水吸收空氣氨混合氣中的氨。已知：總壓P為1大氣壓，溫度t為20，亨利系數(shù)E為 ，氣相體積傳質(zhì)分系數(shù) 為 ，液相體積傳質(zhì)分系數(shù) 為 。氣相中含氨5.4%（體積），液相中含氨0.062（摩爾分率），液相可按稀溶液處理。試求氣、液界面處平衡的濃度以及氣相傳質(zhì)阻力占總阻力的分率。12）若某組分在氣相中的摩爾分率保持不變，將其總壓增大一倍，但其質(zhì)量流速不變，試分析 和 的變化情況？13）用填料塔進(jìn)行逆流吸收操作，在操作條件下，氣相、液相傳質(zhì)系數(shù)分別為 和 。試分別計(jì)算相平衡常數(shù) 為0.1和100時(shí)，吸收傳質(zhì)過程的傳質(zhì)阻力分配情況。若氣相傳質(zhì)分系數(shù) ，當(dāng)氣相流量G增加一倍時(shí)，試分別計(jì)算上述兩種情況下總傳質(zhì)系數(shù)增大的倍數(shù)。14）            對