《化工原理》第十八講課件

1、第十八講主要內(nèi)容第二章 吸收重點(diǎn)難點(diǎn)2-2 傳質(zhì)機(jī)理與吸收速率三、物質(zhì)在相際間的傳質(zhì)過(guò)程、傳質(zhì)模型及吸收速率2、液膜控制3、吸收塔操作線方程1、氣膜控制的理解（三）、相際間的對(duì)流傳質(zhì)速率（吸收速率） 1、氣膜吸收速率方程式 2、液膜吸收速率方程式 3、總吸收系數(shù)及其相應(yīng)的吸收速率方程式2-3 吸收塔的計(jì)算一、吸收塔的物料衡算與操作線方程 1、總吸收系數(shù)及其相應(yīng)的吸收速率方程式2、吸收塔的物料衡算與操作線方程 第1頁(yè)，共20頁(yè)。 吸收速率(absorption rate)吸收的速率決定了吸收操作的生產(chǎn)強(qiáng)度，也是吸收 設(shè)備選型和設(shè)備設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。（三）、相際間的對(duì)流傳質(zhì)速率（吸收速率） 2-2

2、傳質(zhì)機(jī)理與吸收速率三、物質(zhì)在相際間的傳質(zhì)過(guò)程、傳質(zhì)模型及吸收速率第2頁(yè)，共20頁(yè)。氣相主體 液相主體 相界面p ZGZLpi ci c 氣膜液膜1、一相中的傳質(zhì)速率數(shù)學(xué)描述 第3頁(yè)，共20頁(yè)。 依據(jù)雙膜模型，組分A通過(guò)氣膜、液膜的擴(kuò)散通量方程分別為第4頁(yè)，共20頁(yè)。設(shè)對(duì)流傳質(zhì)速率方程分別為 比較得氣膜吸收系數(shù)液膜吸收系數(shù)kG,kL的求解：對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)關(guān)聯(lián)式2-4 第5頁(yè)，共20頁(yè)。根據(jù)雙膜模型，導(dǎo)出 雙膜理論的模型參數(shù)液膜厚度 zL氣膜厚度 zG或 第6頁(yè)，共20頁(yè)。i、氣膜吸收速率方程式 思考：公式中的推動(dòng)力和阻力如何表達(dá)？第7頁(yè)，共20頁(yè)。ii、液膜吸收速率方程式 思考：公式中的推動(dòng)力和阻

3、力如何表達(dá)？第8頁(yè)，共20頁(yè)。2、界面濃度 第9頁(yè)，共20頁(yè)。3、總吸收系數(shù)及其相應(yīng)的吸收速率方程式pbcb什么是氣膜控制？思考：氣相總吸收系數(shù)，kmol/(m2.s.KPa)注意：穩(wěn)態(tài)傳質(zhì)的定義NA=常數(shù)實(shí)例：水吸收氨、氯化氫等易容氣體第10頁(yè)，共20頁(yè)。1、什么是液膜控制？2、分析氣膜控制時(shí)，KL與kG的關(guān)系，液膜控制時(shí)，KG與kL的關(guān)系思考：液相總吸收系數(shù)，kmol/(m2.s)氣相總吸收系數(shù)，kmol/(m2.s)實(shí)例：水吸收氧、氫或二氧化碳等難容氣體第11頁(yè)，共20頁(yè)。推導(dǎo)ky,kx,Ky之間的關(guān)系，并分析氣膜控制和液膜控制的簡(jiǎn)化公式。思考：1、氣相總吸收系數(shù)有幾個(gè)及其單位？其相應(yīng)的

4、推動(dòng)力怎么表示？它們之間的關(guān)系如何表達(dá)？2、液相總吸收系數(shù)有幾個(gè)及其單位？其相應(yīng)的推動(dòng)力怎么表示？它們之間的關(guān)系如何表達(dá)？3、氣相總吸收系數(shù)和液相總吸收系數(shù)之間的關(guān)系如何表達(dá)？第12頁(yè)，共20頁(yè)。名稱推動(dòng)力傳質(zhì)速率表達(dá)式傳質(zhì)系數(shù)氣膜p-pikG(p-pi)kG:氣膜吸收系數(shù)，kmol/(m2.s.kPa)Y-YikY(Y-Yi)kY=PkG液膜ci-ckL(ci-c)kL:液膜吸收系數(shù),m/sXi-XkX(Xi-X)kL=CkX氣相p-p*KG(p-p*)Y-Y*KY(Y-Y*)液相c*-cKL(c*-c)X*-XKX(X*-X)第13頁(yè)，共20頁(yè)。練習(xí)：1、若1/Ky=1/ky+m/kx,當(dāng)

5、氣膜控制時(shí)，Ky ;當(dāng)液膜控制時(shí)， Ky ;第14頁(yè)，共20頁(yè)。2-3 吸收塔的計(jì)算計(jì)算內(nèi)容：1、確定吸收劑用量2、計(jì)算填料層高度3、操作條件改變時(shí)，吸收效果的計(jì)算第15頁(yè)，共20頁(yè)。2-3 吸收塔的計(jì)算計(jì)算內(nèi)容：1、確定吸收劑用量2、計(jì)算填料層高度3、操作條件改變時(shí)，吸收效果的計(jì)算第16頁(yè)，共20頁(yè)。2-3 吸收塔的計(jì)算一、吸收塔的物料衡算與操作線方程 （一）、吸收塔的物料衡算V，Y1V，Y2L，X2L，X1V單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)吸收塔的惰性氣體量，kmol(B)/sL單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)吸收塔的溶劑的量，kmol(S)/sY1,Y2進(jìn)塔及出塔氣體中溶質(zhì)組分的摩爾比，kmol(A)/kmol(B)X1,X2出塔及進(jìn)塔液體中溶質(zhì)組分的摩爾比，kmol(A)/kmol(S)第17頁(yè)，共20頁(yè)。V，Y1V，Y2L，X2L，X1回收率（吸收率）A 混合氣中溶質(zhì)A被吸收的百分率YX（二）、操作線方程式與操作線mn截面m-n與塔底做組分A的物料衡算第18頁(yè)，共20頁(yè)。截面m-n與塔頂做組分A的物料衡算X1Y1BY2X2TYXA塔底，濃端塔頂，稀端思考：2、并流時(shí)的操作方程及操作線是怎樣的？1、逆流時(shí)操作線斜率的表達(dá)式及其物理意義是什么？3、并流時(shí)操作線的斜率的表達(dá)式及其物理意義？第19頁(yè)，共20頁(yè)。以下各小題y-x圖中所示為一定操作條件下的平衡線與操作線