第2单元化工原理复习整理.docxVIP

第七章：质量传递基础★菲克定律：实验表明，在二元混合物中，组分的扩散通量与其浓度梯度成正比。A的总通量=A的扩散通量+A的主体流动气体扩散系数数量级为，液体的扩散系数数量级为。对于二元气体有，这是特例，一般。★通过恒定截面积的等摩尔反向扩散（）★通过恒定截面积的单向扩散式中，为截面1、2上的对数平均值。对液相中的单向扩散，若能作为常数，同理有：对稀溶液，第八章：气体吸收1、一般加压和降温可以提高气体的溶解度，故加压和降温对吸收操作有利。2、亨利定律（稀溶液、低压，一般指总压小于0.5MPa）：气、液相达到平衡时，可溶气体在气相中的平衡分压与其在液相中的浓度成正比；；3、双模模型（需画图作推导出总传质系数公式！）：对传质速率给出解释并给出关联式。传质阻力分析：比较气相和液相的分传质阻力。即：和4、低浓度气体吸收（溶质浓度小于5%~10%），注意流量G的单位！例8-2：在一填料吸收塔中，用平均相对分子质量为170的煤油逆流吸收含苯5%（体积分数）的煤气，煤气的流量为41kmol/h，要求苯的回收率为92%。已知塔顶进入的煤油含苯0.2%（摩尔分数，下同），煤油的耗用量为最小耗用量的1.6倍。吸收塔在常温、常压下操作，在操作浓度范围内，系统的气、液平衡关系式为，总体积传质系数。已知塔径为0.6m，问所需塔高为多少？解：在做吸收大题时，以上两幅图必须十分明确，明确其中各量！由全塔物料横算:以上：第一幅图中的6个量均已求出！然后由对数平均法求，并且算出即可求出塔高。例8-3：在填料层为6m的塔内用清水吸收含氨1.5%（体积分数）的气体混合物（余为惰性气体），混合气体流率为0.024，入口清水流率为0.023。操作条件下相平衡关系为，总体积传质系数。试问：（1）、若希望氨的吸收率不低于99%，问能否满足要求？（2）、该塔实际吸收率为多少？（3）、若要求氨的吸收率不低于99%，拟采用增大清水量的方法，是否可行？若可行，清水的用量必须增大到多少？解：（1）、要确定一个填料塔能否完成吸收任务，只需核算完成该任务所需的填料层高度与现有高度进行比较即可。（2）、求吸收率关键是确定出塔气的浓度。两种方法：1、平均推动力法（要求知道塔顶、塔底全部气、液组成）；2、吸收因数法。（要求知道气体进出塔组成和入塔液浓度）（3）、P57第九章：蒸馏1、理想二元物系的气、液相平衡方程：，该公式可根据相对挥发度的定义来推出！2、二元连续精馏的分析和计算精馏段操作线方程和提留段操作线方程均可通过物料衡算得到其式子！（为方便记忆和理解，以上两式运用物料衡算自行推导出！）加料线：:可以理解为进料中饱和液体所占的摩尔分率。这样下列两个式子记忆理解起来就很方便了！（注意画图）加料线方程：最小理论塔板数的计算：最小回流比：（这部分计算组要用到相平衡方程和操作线方程）第十章：气-液传质设备1、填料塔★：填料A、填料因子（为填料的比表面积，为填料的空隙率）；填料因子的大小会影响泛点和流体阻力，如：减小，泛点气速增大，流体阻力减小。B、填料选择规整填料气、液分布均匀，放大效应小，适用与大型塔和要求压降低的塔；对一些要求持液量要求高的体系则选用乱堆填料。（乱堆填料性能：金属鞍环阶梯环鲍尔环矩鞍填料）；由于太小，壁效应较严重，故一般要求。★填料塔内流体流动当塔内有液体流动时，压降随气体流量的增加而增加的趋势比干填料要大。这是因为气流增大，使液膜增厚，气体的实际流速更大，从而压降增大。★根据设计气速和给定的气体体积流量，有下式计算塔径：★持液量：指单位体积填料层所持有的液体量。一般认为持液量小的填料比较好，因其阻力小，但要使操作稳定，一定的持液量是必要的。2、板式塔★板式塔塔径的估算式中，密度单位为；为表面张力；为经验系数，求取如下：选用该法求最大容许气速时须预先选取清液层高度和板间距★筛板塔将操作点和原点相连得到的直线表示液气比为某一数值的气量与液量的关系，该直线与负荷性能图边线相交与A、B两点，两交点的位置标志出负荷的上下限。从塔中也可看出，对于同一个塔，当液气比不同时，其操作的上下限也是不同的。★塔设备的比较和选型评价塔设备的性能主要是指处理能力、操作弹性、板效率、板压降、板间距和费用等。塔型总板效率处理能力操作弹性△P 板间距/mm 成本泡罩608001筛板70~901.430.5200~4002/3浮阀70~901.590.6300~6002/3舌型70~90~1.530.8300~6002/3对前三种塔板做个简单归纳：总的来看，浮阀塔操作弹性最大，泡罩塔压降最大成本也最高，筛板塔除了操作弹性最差别的什么都好，一般也认为筛板塔最便宜。