7.1第七章吸收与蒸馏幻灯片.pptVIP

ye=m·x ? 式中： x——溶质在液相中的摩尔分率； ye——与该液相成平衡的气相中溶质的摩尔分率； m——相平衡常数,无因次。 m=E/P 上式中P为系统总压，ｍ值越大，表示溶解度越小。 (2) 溶质在液相和气相中的浓度分别用摩尔分率x,y表示 第二节 气体吸收 当溶液浓度很低时,上式右端分母约等于1,于是上式可简化为: Ye=mX (3) 对于低浓度气体吸收，两相的组成通常用物质的量比来表示 第二节 气体吸收 三、吸收速率方程 吸收过程中的吸收速率是指单位时间内，在单位面积上被吸收的溶质量。表明吸收速率与吸收推动力之间关系的数学式称为吸收速率方程。 1 气膜 吸收速率方程式 2 液膜吸收速率方程式 第二节 气体吸收 上式表明，在分压—浓度图上，pi-ci关系为过定点D（c，p），斜率为-kL/kG的直线。根据双膜理论，界面处的气液浓度符合平衡关系，所以该直线与气液平衡线的交点即为点（ ci，pi ） 0 c ci 液相浓度 D(c,p) (ci,pi) p=f(c) p pi 气相分压 对于定态传质，气液两膜中的传质速率应当相等，即 3 界面浓度 第二节 气体吸收 吸收过程的总推动力可采用任何一相的主体浓度与其平衡浓度的差值来表示。 (1) 以（p-pe）表示总推动力 双膜理论： pi=ci/H 亨利定律： pe=c/H 液相吸收速率方程 NA=kL(ci-c) NA=kLH(pi-pe) 气相吸收速率方程 NA=kG(p-pi) 代入 4 总吸收速率方程 第二节 气体吸收 令 式中 KG——气相总吸收系数，kmol/(m2?s?kPa) 对于易溶气体，H值很大，则有：1/HkL1/kG ，此时传质阻力的绝大部分存在于气膜之中，液膜阻力可以忽略。 NA=KG(p-pe) 1/KG≈ 1/kG 或 KG≈ kG 对于气膜控制的吸收，要提高总吸收系数，应该加大气相湍动程度。 即气膜阻力控制着整个吸收过程的速率，吸收总推动力的绝大部分用于克服气膜阻力，此种情况称为 “气膜控制”（gas-film control）。如：水吸收氨，浓硫酸吸收水蒸气等过程。 第二节 气体吸收 * * 第七章 吸收与蒸馏 第一部分 传质原理与气体吸收 第一节 物质传递原理 第一节 物质传递原理 第一节 物质传递原理 第一节 物质传递原理 第一节 物质传递原理 第一节 物质传递原理 第一节 物质传递原理 第一节 物质传递原理 第一节 物质传递原理 将上式分离变量并积分 第一节 物质传递原理 对公式进行变换 令 pA1-pA2=pB2-pB1 P=pA1+pB1=pA2+pB2 第一节 物质传递原理 第一节 物质传递原理 第一节 物质传递原理 第一节 物质传递原理 第一节 物质传递原理 第一节 物质传递原理 第一节 物质传递原理 第一节 物质传递原理 液相 m n 相界面 气相滞流内层 气相 0 z?G zG 距离z p H pi 气相分压 p 气相有效膜层厚度 滞流内层厚度 第一节 物质传递原理 流体主体与相界面之间存在三个流动区域，即滞流层、过度层和湍流主体。 过渡层 同时存在分子扩散和涡流扩散，分压梯度逐渐变小，曲线逐渐平缓。 滞流层 溶质的传递主要依靠分子扩散作用，由于D值较小，在该区域内分压梯度较大，曲线陡峭。 湍流主体 主要依靠涡流扩散，大量旋涡引起的混合作用使得气相主体内溶质的分压趋于一致，分压线为直线。 第一节 物质传递原理 延长滞流内层的分压线和气相主体的分压线交于H点，此点与相界面的距离为zG，在zG以内的流动为滞流，其物质传递纯属分子扩散，此虚拟的膜层称为有效滞流膜。 整个有效滞流层的传质推动力为气相主体与相界面处的分压之差，即全部传质阻力都包含在有效滞流膜层内。 第一节 物质传递原理 由气相主体至相界面的对流传质速率为（按有效滞流膜层内的分子扩散速率计算） 式中 NA——溶质A 的对流传质速率，kmol/(m2s)； zG——气相有效滞流膜层厚度,m； kG——气膜吸收系数； p——气相主体中溶质A的分压,kPa；