影响吸收速率的因素.PPTVIP

知识点编号：ZYKC20112902020701影响吸收速率的因素 〖新课导入〗 如图1为间壁式传热过程，在间壁传热过程中的传热速率为： 图1 传热过程置 气体吸收过程是溶质由气相向液相转移的相际传质过程， 可分为三个步骤： (1) 溶质由气相主体扩散至两相界面气相侧(气相内传质)； (2) 溶质在界面上溶解(通过界面的传质)； (3) 溶质由相界面液相侧扩散至液相主体(液相内传质)。 气相主体 液相主体 相界面 Y 扩散 扩散 Yi Xi X 〖新课导入〗 〖新课导入〗 与传热等其他传递过程一样，吸收过程速率关系也可用“过程速率=过程推动力/过程阻力” 的形式表示，或表示为“过程速率=系数×推动力”的形式。由于吸收的推动力可以用各种不同形式的浓度差表示，所以，吸收速率方程式也有多种形式。 一、吸收速率 〖新课展开〗 吸收速率是指单位时间内单位面积上所吸收的溶质的量，用NA表示。吸收速率方程式有下面几种形式： 式中：kY----气膜吸收系数； Y----气相主体吸收质的物质的量比； Yi----相界面处气相中吸收质的物质的量比。 1．气膜吸收速率方程式 2．液膜吸收速率方程式 一、吸收速率 式中：kX----气膜吸收系数； Xi----相界面处液相中吸收质的物质的量比。 X----液相主体吸收质的物质的量比； 〖新课展开〗 一、吸收速率 〖新课展开〗 3. 总吸收速率方程式 或 式中：KY----气相吸收总系数； KX----液相吸收总系数； Y*----与液相浓度X成平衡的气相的物质的量比； X*----与气相浓度Y成平衡的液相的物质的量比。 二、影响吸收速率的因素 〖新课展开〗 影响吸收速率的主要因素有吸收系数、吸收推动力、气液接触面积。 1．吸收系数 吸收质的溶解性决定着吸收过程的阻力大小。气体吸收过程中的阻力主要集中在气膜和液膜中，吸收过程的总阻力与气膜和液膜阻力的关系为： 或 式中 m----相平衡常数 ，m值愈大，表明该气体的溶解度愈小。 二、影响吸收速率的因素 〖新课展开〗 1．吸收系数 对易溶气体，m值较小，由式 可得: 即吸收过程的总阻力近似等于气膜阻力，这种情况下吸收 过程的速率主要受气膜控制。例如用水吸收氨气或氯化氢气体时吸收阻力主要集中在气膜中。 对难溶气体，m值较大，由式 得: 即吸收过程的总阻力近似等于液膜阻力，因此吸收过程的速率主要受液膜控制。例如用水吸收氯气或二氧化碳的吸收过程就属于液膜控制过程。 对溶解度适中的气体，吸收过程的速率受气膜和液膜同时控制，例如用水吸收二氧化硫的吸收过程。 二、影响吸收速率的因素 1．吸收系数 〖新课展开〗 在气膜控制的吸收过程中，要提高吸收速率，关键在于增大气体的流速和湍动程度，减薄气膜层的厚度；在液膜控制的吸收过程中，要提高的吸收速率，关键在于增大液体的流速和湍动程度，减薄液膜层的厚度。对于中等溶解度的气体，则要同时增大气相和液相主体的流速，减薄气、液两个膜层的厚度来增大吸收速率。下表列举了一些吸收过程的控制因素。 气膜控制 液膜控制 气液膜同时控制 用氨水或水吸收氨气 用水或弱碱吸收二氧化碳 用水吸收二氧化硫 用稀盐酸或水吸收氯化氢 用水吸收氧气或氢气 用水吸收丙酮 用碱液吸收硫化氢 用水吸收氯气 用浓硫酸吸收二氧化氮 二、影响吸收速率的因素 1．吸收系数 〖新课展开〗 问题1 用水吸收混合气体中的氨，是气膜控制还是液膜控制？用什么方法可以提高水的吸收速率？ 回答----是气膜控制。方法有①增加总压；②加大气体流速；③将液体分散成液滴增加吸收面积。 例1 在填料塔中用清水吸收混于空气中的甲醇蒸气，若操作条件下（101.3kPa及298K）平衡关系符合亨利定律，相平衡常数m=0.0275。塔内某截面处的气相组成Y=0.03，液相组成X=0.0065，气膜吸收分系数kY=0.058 kmol/( m2·h)，液膜吸收分系数 kX=0.076 kmol/( m2·h)。试求该截面处的吸收速率，通过计算说明该吸收过程的控制因素。 二、影响吸收速率的因素 〖新课展开〗 解 ①该截面处的吸收速率 Y=0.03 二、影响吸收速率的因素 〖新课展开〗 ②气膜阻力为 总阻力为 气膜阻力占总阻力的百分数为 通过计算说明该吸收过程为气膜控制。 〖新课展开〗 问题2 单选题 （1）“液膜控制”吸收过程的条件是（ ） A．易溶气体，气膜阻力可忽略 B．难溶气体，气膜阻力可忽略 C．易溶气体，液膜阻力可忽略 D．