化學工程基礎第5章吸收2

1、1主主 要要 內(nèi)內(nèi) 容容吸收操作的概述；吸收操作的概述；氣液相平衡及吸收推動力；氣液相平衡及吸收推動力；吸收速率方程；吸收速率方程；低濃度氣體吸收過程的計算；低濃度氣體吸收過程的計算；其他類型吸收過程簡介。其他類型吸收過程簡介。12 吸收是工業(yè)生產(chǎn)中用來吸收是工業(yè)生產(chǎn)中用來分離混合氣體的一種重要分離混合氣體的一種重要單元操作。單元操作。原理：原理：吸收是利用混合吸收是利用混合氣中各組分在溶劑中的溶氣中各組分在溶劑中的溶解度的差異分離氣體混合物。解度的差異分離氣體混合物。231 1、制取液體產(chǎn)品（制備某種氣體的溶液）。、制取液體產(chǎn)品（制備某種氣體的溶液）。例如用水吸收二氧化氮以制取硝酸等。例如用

2、水吸收二氧化氮以制取硝酸等。2 2、除去有害成分以凈化氣體。、除去有害成分以凈化氣體。 例如用水或堿液脫除合成氨原料氣中的二例如用水或堿液脫除合成氨原料氣中的二氧化碳；除去尾氣中的氧化碳；除去尾氣中的H H2 2S S、SOSO2 2等。等。3 3、吸收氣體混合物一個或幾個組分，以分離氣、吸收氣體混合物一個或幾個組分，以分離氣體混合物。體混合物。 例如合成橡膠工業(yè)以酒精吸收反應氣，分例如合成橡膠工業(yè)以酒精吸收反應氣，分離丁二烯及烴類氣體。離丁二烯及烴類氣體。4 4、回收混合氣體中的有用物質(zhì)。、回收混合氣體中的有用物質(zhì)。例如用液態(tài)烴吸收石油裂解氣中的乙烯和丙烯等。例如用液態(tài)烴吸收石油裂解氣中的乙

3、烯和丙烯等。34實例：實例：煤氣生產(chǎn)中的苯回收流程煤氣生產(chǎn)中的苯回收流程 在煉焦和制取城市煤在煉焦和制取城市煤氣生產(chǎn)中，焦爐煤氣氣生產(chǎn)中，焦爐煤氣內(nèi)含有少量的苯內(nèi)含有少量的苯 、甲、甲苯類低碳氫化合物的苯類低碳氫化合物的蒸汽（約蒸汽（約35g/m3），），應予以分離。應予以分離。吸收吸收解吸解吸流程見例圖流程見例圖1-1 吸收操作流程吸收操作流程由流程可知三點由流程可知三點45 吸收操作的逆過程（即含溶質(zhì)氣體的液體，吸收操作的逆過程（即含溶質(zhì)氣體的液體，受到另一氣相的作用使溶質(zhì)與溶劑分離的過程）受到另一氣相的作用使溶質(zhì)與溶劑分離的過程）稱為稱為解吸解吸。吸收和解吸常是一對相伴的操作，吸。吸收和

4、解吸常是一對相伴的操作，吸收用以提取所需的物質(zhì)，而解吸用以分離所需的收用以提取所需的物質(zhì)，而解吸用以分離所需的物質(zhì)與吸收劑，并使吸收劑再生而循環(huán)使用。物質(zhì)與吸收劑，并使吸收劑再生而循環(huán)使用。56解吸：解吸： 解吸是使溶質(zhì)從溶液中脫除的過程。是吸收的解吸是使溶質(zhì)從溶液中脫除的過程。是吸收的逆過程。其目的為：逆過程。其目的為： （1）溶劑再生；）溶劑再生；（2）得到溶質(zhì)。）得到溶質(zhì)。吸收和解吸構(gòu)成了一個完整的流程。吸收和解吸構(gòu)成了一個完整的流程。常用的解吸方法：常用的解吸方法：升溫升溫減壓減壓吹氣吹氣最為常見最為常見67 吸收設備有多種形式，以塔式吸收設備有多種形式，以塔式設備最為常用。設備最為常

5、用。吸收塔設備可分為板式塔與填料吸收塔設備可分為板式塔與填料塔兩大類。塔兩大類。78一、一、 填料塔的結(jié)構(gòu)及填料特性填料塔的結(jié)構(gòu)及填料特性（一）、填料塔結(jié)構(gòu)及作用（一）、填料塔結(jié)構(gòu)及作用1、填料層 提供氣液接觸的場所。2、液體分布器 均勻分布液體，避免發(fā)生溝流現(xiàn)象。3、液體再分布器 避免壁流現(xiàn)象發(fā)生。4、支撐板 支撐填料層，使氣體均勻分布。5、除沫器 防止塔頂氣體出口處夾帶液體。89（二）常用填料（二）常用填料材料：陶瓷、金屬、塑料堆放：整砌、亂堆環(huán)形 （拉西環(huán)、鮑爾環(huán)、階梯環(huán)）鞍形 （矩鞍形、弧鞍形）波紋形（板波紋、網(wǎng)狀波紋）形狀910拉西環(huán)拉西環(huán)鮑爾環(huán)鮑爾環(huán)階梯環(huán)階梯環(huán) 環(huán)環(huán)1011板波紋

6、板波紋絲網(wǎng)波紋絲網(wǎng)波紋鞍形環(huán)鞍形環(huán)槽式液體分布器槽式液體分布器1112三、三、 板式塔與填料塔比較板式塔與填料塔比較吸收塔吸收塔填料塔填料塔板式塔板式塔級式接觸級式接觸微分接觸微分接觸1213（一）板式塔（一）板式塔1、適用于塔徑較大；、適用于塔徑較大；2、所需傳質(zhì)單元數(shù)或理、所需傳質(zhì)單元數(shù)或理論板數(shù)較多；論板數(shù)較多；3、熱量需從塔內(nèi)移除；、熱量需從塔內(nèi)移除；4、適于較小液量；、適于較小液量；5、適于處理有懸浮物的、適于處理有懸浮物的液體；液體；6、板式塔便于側(cè)線采出。、板式塔便于側(cè)線采出。（二）填料塔（二）填料塔1、適用于處理有腐蝕性、適用于處理有腐蝕性的物料；的物料；2、填料塔壓力降較小，

7、、填料塔壓力降較小，適用于真空蒸餾；適用于真空蒸餾；3、適用于間歇蒸餾或熱、適用于間歇蒸餾或熱敏性物料的蒸餾；敏性物料的蒸餾；4、適用于處理易發(fā)泡的、適用于處理易發(fā)泡的液體。液體。1314板式吸收塔：氣體與液體逐級逆流接觸板式吸收塔：氣體與液體逐級逆流接觸填料吸收塔：濕壁塔、降膜塔，液體呈膜狀流下，填料吸收塔：濕壁塔、降膜塔，液體呈膜狀流下，通常在塔內(nèi)充填有瓷環(huán)之類的填料。通常在塔內(nèi)充填有瓷環(huán)之類的填料。 在此類設備中，氣體或液體中可溶組分的在此類設備中，氣體或液體中可溶組分的濃度隨塔板高度的變化而呈階梯式的變化。濃度隨塔板高度的變化而呈階梯式的變化。 在此類設備中，氣體或液體中可溶組分在此類

8、設備中，氣體或液體中可溶組分的濃度隨設備高度的變化而呈連續(xù)式變化。的濃度隨設備高度的變化而呈連續(xù)式變化。這兩種設備由于吸收過程濃度變化方式不同，采用的是這兩種設備由于吸收過程濃度變化方式不同，采用的是完全不同的計算方法，需要注意加以區(qū)分。完全不同的計算方法，需要注意加以區(qū)分。14151-3、其他吸收流程、其他吸收流程 多塔串聯(lián)操作，適用于滿足吸收要求需要多塔串聯(lián)操作，適用于滿足吸收要求需要的吸收塔太高時。的吸收塔太高時。1-4、吸收過程的分類、吸收過程的分類1、物理吸收物理吸收、化學吸收、化學吸收 在吸收過程中，如果溶質(zhì)與溶劑之間不發(fā)生顯在吸收過程中，如果溶質(zhì)與溶劑之間不發(fā)生顯著的化學反應，則

9、稱為物理吸收。如用水吸收著的化學反應，則稱為物理吸收。如用水吸收CO2、用洗油吸收芳烴等都屬于物理吸收。用洗油吸收芳烴等都屬于物理吸收。 如果溶質(zhì)與溶劑發(fā)生顯著的化學反應，則稱為如果溶質(zhì)與溶劑發(fā)生顯著的化學反應，則稱為化學吸收。如用硫酸吸收氨；用堿液吸收化學吸收。如用硫酸吸收氨；用堿液吸收CO2等都等都屬化學吸收。屬化學吸收。15162、單組分吸收單組分吸收、多組分吸收、多組分吸收 若混合氣體中只有一個組分進入液相，則稱為若混合氣體中只有一個組分進入液相，則稱為單組分吸收。單組分吸收。 如果混合氣體中有兩個或更多組分進入液相，如果混合氣體中有兩個或更多組分進入液相，則稱為多組分吸收。則稱為多組

10、分吸收。主要討論單組份、低濃度、等溫、連續(xù)的物理吸收過程。主要討論單組份、低濃度、等溫、連續(xù)的物理吸收過程。 3、等溫吸收等溫吸收、非等溫吸收、非等溫吸收 氣體溶解于液體中，在有些情況下會放出相當氣體溶解于液體中，在有些情況下會放出相當大的溶解熱和反應熱，吸收過程進行中溫度會升高，大的溶解熱和反應熱，吸收過程進行中溫度會升高，這樣的吸收過程稱為非等溫吸收。這樣的吸收過程稱為非等溫吸收。 若溶質(zhì)在混合氣中的濃度相當?shù)?，溶劑的用量若溶質(zhì)在混合氣中的濃度相當?shù)?，溶劑的用量較大時，吸收過程進行中溫度變化不大，這樣的吸較大時，吸收過程進行中溫度變化不大，這樣的吸收過程稱為等溫吸收。收過程稱為等溫吸收。1

11、617 在恒定溫度和壓力下，氣液兩相接觸時將發(fā)生氣體在恒定溫度和壓力下，氣液兩相接觸時將發(fā)生氣體溶質(zhì)向液相轉(zhuǎn)移，使其在液相中的濃度增加，當長期充溶質(zhì)向液相轉(zhuǎn)移，使其在液相中的濃度增加，當長期充分接觸之后，液相中溶質(zhì)濃度不再增加達到飽和，這種分接觸之后，液相中溶質(zhì)濃度不再增加達到飽和，這種狀態(tài)稱為相際動態(tài)平衡，簡稱相平衡或平衡。狀態(tài)稱為相際動態(tài)平衡，簡稱相平衡或平衡。 吸收過程與傳熱過程比較類似但又有所區(qū)別，吸吸收過程與傳熱過程比較類似但又有所區(qū)別，吸收過程是氣液相間的物質(zhì)傳遞，傳遞的推動力來源于收過程是氣液相間的物質(zhì)傳遞，傳遞的推動力來源于不是兩相的濃度差而是氣液相之間的相平衡關系差異。不是兩

12、相的濃度差而是氣液相之間的相平衡關系差異。因此我們必須研究氣液兩相之間的相平衡。因此我們必須研究氣液兩相之間的相平衡。17182、摩爾分數(shù)、摩爾分數(shù)xA=nA/nxB=nB/nxA+ xB=1由質(zhì)量分數(shù)求摩爾分數(shù)由質(zhì)量分數(shù)求摩爾分數(shù)一、相組成表示法（一、相組成表示法（A+B混合物）混合物）兩者的關系兩者的關系由摩爾分數(shù)求質(zhì)量分數(shù)由摩爾分數(shù)求質(zhì)量分數(shù)AmABBAAAABAAAxMMMnMnMnmmmwBBAAAABBAAAABAAAMwMwMwMmMmMmnnnx1、質(zhì)量分數(shù)、質(zhì)量分數(shù)wA=mA/mwB=mB/mwA+wB=11819氣體混合物的相組成氣體混合物的相組成nnVVPPyAAAAAA

13、BAAABAAPPPPPyyyyY1（2）氣相：氣相：3、摩爾比、摩爾比: 用用X或或Y表示表示（1）液相：液相：將將x改為改為ysABAAnnnnXAABAAxxxxX11920二、什么是氣液相平衡？二、什么是氣液相平衡？ 吸收過程進行時，必定存在一定的推動力，這一推動吸收過程進行時，必定存在一定的推動力，這一推動力與體系的平衡關系有關?；旌蠚怏w和溶劑在一定溫度和力與體系的平衡關系有關?；旌蠚怏w和溶劑在一定溫度和壓力下，經(jīng)長期充分接觸后，達到一種動態(tài)平衡，即：吸壓力下，經(jīng)長期充分接觸后，達到一種動態(tài)平衡，即：吸收速率收速率= =解吸速率。這種狀態(tài)被稱為氣液相平衡。解吸速率。這種狀態(tài)被稱為氣液

14、相平衡。 當吸收速率當吸收速率= =解吸速率解吸速率mol / ( mmol / ( m2 2 s ) s )，氣液兩，氣液兩相達到相平衡，此時，溶質(zhì)在溶液中的濃度用相達到相平衡，此時，溶質(zhì)在溶液中的濃度用溶解度溶解度或或平平衡濃度衡濃度x x* *、c c* *來表示；溶質(zhì)在氣相中的濃度用來表示；溶質(zhì)在氣相中的濃度用平衡分壓平衡分壓P P* *來表示。來表示。T 溶解度溶解度 P 溶解度溶解度 低溫高壓有利于吸收，高溫低壓有利于解吸。低溫高壓有利于吸收，高溫低壓有利于解吸。2021圖圖53 氨氣在水中的平衡溶解度氨氣在水中的平衡溶解度2-1 溶解度曲線溶解度曲線從圖中可看出，從圖中可看出，一

15、般情況下氣體的一般情況下氣體的溶解度隨溫度升高溶解度隨溫度升高，氣體的溶解度降，氣體的溶解度降低。低。例如，氣相中氨例如，氣相中氨的分壓為的分壓為60kPa，在在100C時，溶解度時，溶解度約為約為510g / 1000g H2O，在，在400C時，時，溶解度約為溶解度約為220 g / 1000g H2O。2122圖圖54 101.3kPa下下SO2在水中的溶解度在水中的溶解度2223 由上兩圖可知，同一種物質(zhì)，在相同的溫度由上兩圖可知，同一種物質(zhì)，在相同的溫度下，氣體的溶解度隨著該組分在氣相中的分壓增下，氣體的溶解度隨著該組分在氣相中的分壓增大而增大；在相同的平衡分壓下，氣體的溶解度大而增

16、大；在相同的平衡分壓下，氣體的溶解度隨著溫度的升高而減小。隨著溫度的升高而減小。 加壓和降溫可以提高氣體的溶解度，故加加壓和降溫可以提高氣體的溶解度，故加壓和降溫有利于吸收操作。反之，升溫和減壓則壓和降溫有利于吸收操作。反之，升溫和減壓則有利于解吸過程有利于解吸過程 不同氣體在同一溶劑中的溶解度有很大差異。不同氣體在同一溶劑中的溶解度有很大差異。 欲得到一定濃度的溶液，易溶氣體所需的欲得到一定濃度的溶液，易溶氣體所需的分壓較低，而難溶氣體所需的分壓則很高。分壓較低，而難溶氣體所需的分壓則很高。23242-2 亨利定律：亨利定律：1、亨利定律：、亨利定律：溶質(zhì)分子溶質(zhì)分子體系：一定溫度；混合氣體

17、系：一定溫度；混合氣體總壓不高（體總壓不高（PP* = E x ( or x xe )時，過程為吸收過程。時，過程為吸收過程。當當p xe )時，過程為解吸過程。時，過程為解吸過程。33342、過程的推動力、過程的推動力濃度差的計算：濃度差的計算：以氣相分壓差表示的吸收過程的推動力：以氣相分壓差表示的吸收過程的推動力：p = p - P*以液相濃度差表示的吸收過程的推動力：以液相濃度差表示的吸收過程的推動力：x = x* - x( y = y y* )( c = c* c ) 實質(zhì)上，吸收還是解吸主要取決于溶質(zhì)在氣相實質(zhì)上，吸收還是解吸主要取決于溶質(zhì)在氣相中的分壓與其液相的平衡分壓間的關系而定

18、。中的分壓與其液相的平衡分壓間的關系而定。 平衡是過程的極限，只有不平衡的兩相互相接平衡是過程的極限，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。因此，實際濃度偏觸才會發(fā)生氣體的吸收或解吸。因此，實際濃度偏離平衡濃度越遠，過程推動力越大，過程的速率也離平衡濃度越遠，過程推動力越大，過程的速率也越快。在吸收的過程中我們經(jīng)常：越快。在吸收的過程中我們經(jīng)常：34353、確定過程的極限：、確定過程的極限：吸收塔吸收塔混合氣體混合氣體, p1氣氣, p2,min液液, x2出塔氣體濃度最低值：出塔氣體濃度最低值：p2,min離塔液體濃度最高值：離塔液體濃度最高值：x1,maxP2,min =E x

19、2液液, x1,maxEpx1max1,實際生產(chǎn)中：實際生產(chǎn)中：p2 p2,min x1 分子擴散的速率分子擴散的速率 流體內(nèi)部存在某一組分的濃度差，分子的微流體內(nèi)部存在某一組分的濃度差，分子的微觀運動使組分由濃度高處傳遞至濃度較低處。觀運動使組分由濃度高處傳遞至濃度較低處。 物質(zhì)通過湍流流體的轉(zhuǎn)移，擴散物質(zhì)不僅靠物質(zhì)通過湍流流體的轉(zhuǎn)移，擴散物質(zhì)不僅靠分子本身的擴散作用，并且借助于湍流流體的攜分子本身的擴散作用，并且借助于湍流流體的攜帶作用而轉(zhuǎn)移，而且后一種作用是主要的。帶作用而轉(zhuǎn)移，而且后一種作用是主要的。4041二、對流傳質(zhì)理論二、對流傳質(zhì)理論流動流體與相界面之間的物質(zhì)傳遞稱為對流傳質(zhì)。流

20、動流體與相界面之間的物質(zhì)傳遞稱為對流傳質(zhì)。氣氣液液界面界面層流膜層流膜zpA1pAi有效膜理論：有效膜理論：zc4142雙膜理論論點：雙膜理論論點： 氣液兩相接觸時，兩相間有一穩(wěn)定相界面，兩側(cè)氣液兩相接觸時，兩相間有一穩(wěn)定相界面，兩側(cè)分別存在著呈層流的穩(wěn)定膜層分別存在著呈層流的穩(wěn)定膜層氣膜和液膜，溶氣膜和液膜，溶質(zhì)必須以分子擴散的方式連續(xù)通過這兩個膜層。質(zhì)必須以分子擴散的方式連續(xù)通過這兩個膜層。（膜層厚度隨流速而定）（膜層厚度隨流速而定）相界面上氣液兩相互為平衡。相界面上氣液兩相互為平衡。膜層以外的主體內(nèi)，由于湍流而使溶質(zhì)濃度均勻，膜層以外的主體內(nèi)，由于湍流而使溶質(zhì)濃度均勻，濃度梯度全部集中在

21、兩個膜層內(nèi)。濃度梯度全部集中在兩個膜層內(nèi)。42434344 通過上述三個假定，吸收過程簡化成為經(jīng)通過上述三個假定，吸收過程簡化成為經(jīng)過氣液兩膜的分子擴散過程，吸收過程的主要過氣液兩膜的分子擴散過程，吸收過程的主要阻力集中于這兩層膜中，膜層之外的阻力忽略阻力集中于這兩層膜中，膜層之外的阻力忽略不計，吸收過程的推動力主要來源于氣相的分不計，吸收過程的推動力主要來源于氣相的分壓差和液相的濃度差。壓差和液相的濃度差。 雙膜理論對于那些具有固定傳質(zhì)界面的吸雙膜理論對于那些具有固定傳質(zhì)界面的吸收設備而言，具有重要的指導意義，為我們的收設備而言，具有重要的指導意義，為我們的設計計算提供了重要的依據(jù)。設計計算

22、提供了重要的依據(jù)。44453 3 吸收速率方程吸收速率方程傳質(zhì)推動力吸收系數(shù)傳質(zhì)阻力傳質(zhì)推動力吸收速率 根據(jù)雙膜理論傳質(zhì)機理，氣體吸收屬于相際根據(jù)雙膜理論傳質(zhì)機理，氣體吸收屬于相際傳質(zhì)，其吸收速率方程有分速率方程和總速率方程傳質(zhì)，其吸收速率方程有分速率方程和總速率方程表示。表示。 吸收速率是指在單位時間內(nèi)、在單位相際是指在單位時間內(nèi)、在單位相際傳質(zhì)面積上被吸收的溶質(zhì)量。傳質(zhì)面積上被吸收的溶質(zhì)量。46以氣膜傳質(zhì)分系數(shù)表示的吸收速率方程氣相對流傳質(zhì)速率方程氣相對流傳質(zhì)速率方程)(iA，AGiA，ABmGAppk)p(ppRTlDpNBmGGpRTlDpk以分壓差表示推動力的氣膜傳質(zhì)分系以分壓差表示

23、推動力的氣膜傳質(zhì)分系數(shù)，數(shù)， mol/（m2skPa）。）。 Gk=傳質(zhì)系數(shù)傳質(zhì)系數(shù)吸收的推動力吸收的推動力 AN3-1 分吸收速率方程分吸收速率方程47)(iA,AYAYYkN)(,AiAAyyykNyk以氣相摩爾分數(shù)差表示推動力的氣相以氣相摩爾分數(shù)差表示推動力的氣相傳質(zhì)分系數(shù)，傳質(zhì)分系數(shù)，mol/（m2s）；）； 氣相混合物組成可用摩爾分數(shù)和摩爾比表示氣相混合物組成可用摩爾分數(shù)和摩爾比表示,其相應的推動力為（其相應的推動力為（yA-yA,i）和（和（YA-YA,i），因），因此速率方程還可如下表示此速率方程還可如下表示: Yk以氣相物質(zhì)的量比差表示推動力的氣以氣相物質(zhì)的量比差表示推動力的氣

24、膜傳質(zhì)分系數(shù)，膜傳質(zhì)分系數(shù)，mol/（m2s）；）； 以氣膜傳質(zhì)分系數(shù)表示的吸收速率方程以氣膜傳質(zhì)分系數(shù)表示的吸收速率方程48各氣相傳質(zhì)分系數(shù)之間的關系：各氣相傳質(zhì)分系數(shù)之間的關系： Gpkky)( )()(iA,AyiA,AGiA,AGAyykyypkppkN與與)(AiyyykN比較比較， AApyp因iApyp,iA,同理可導出：同理可導出： iAAYYYpkk,G1149)( )(AiA,LAiA,m,LAcckccclcDNBMLmB,LL1 clcDks，mkMLL力的液膜傳質(zhì)分系數(shù)以摩爾濃度差表示推動式中液相傳質(zhì)速率方程有以下幾種形式：液相傳質(zhì)速率方程有以下幾種形式：)(,AAi

25、AXXXkN)(AiA,AxxkNx以液膜傳質(zhì)分系數(shù)表示的吸收速率方程以液膜傳質(zhì)分系數(shù)表示的吸收速率方程液膜吸收速率方程液膜吸收速率方程50kX以液相組成物質(zhì)的量比差表示推動力的液以液相組成物質(zhì)的量比差表示推動力的液相傳質(zhì)分系數(shù)相傳質(zhì)分系數(shù) xk以液相組成摩爾分數(shù)差表示推動力的液相以液相組成摩爾分數(shù)差表示推動力的液相傳質(zhì)分系數(shù)；傳質(zhì)分系數(shù)； 各液相傳質(zhì)分系數(shù)之間的關系： LkckMxiAAMXXXkck,L1151界面濃度定常態(tài)傳質(zhì)定常態(tài)傳質(zhì) )()(AiA,LiA,AGAcckppkN )(fiA,iA,cp、cAi iAp1一般情況一般情況2平衡關系滿足亨利定律平衡關系滿足亨利定律 )()

26、(AiA,LiA,AGAcckppkNiHpcA,iA,、cA,i i ,Ap523圖解圖解GLiA,AiA,Akkccpp)()(AiA,LiA,AGAcckppkNGLkkI（pA，i，cA，i） DE斜斜率率）(GLkk H1 斜斜率率平平衡衡線線cA/kmol/m3cAipApicpA/kPa0實際上兩相界面的濃度是難以測實際上兩相界面的濃度是難以測定的定的,通常只能測得兩相流體的主通常只能測得兩相流體的主體濃度體濃度PA 與與cA, 所以用總吸收速所以用總吸收速率方程來表示更為方便。率方程來表示更為方便。53以氣相傳質(zhì)系數(shù)表示的總吸收速率方程 (1) / )(GA,A,AGAkNpp

27、ppkNiAiA得由對于稀溶液，氣液相平衡關系服從亨利定律對于稀溶液，氣液相平衡關系服從亨利定律3-2 總吸收速率方程總吸收速率方程(2) / )( LAiA,iA,LAkNcccckNAA得由HcpA*A(4) (3) iA,iA,*AAHpcHpc則)11 聯(lián)合四式可得Hkk(NppLGA*AA54)p(pKN HkkK*AGALGGA 111 則令總阻力總推動力或Gpp1 *KG 以氣相分壓差表示總推動力的氣相傳質(zhì)系以氣相分壓差表示總推動力的氣相傳質(zhì)系數(shù)，數(shù)， mol/m2sPa； 1/KG 傳質(zhì)過程的總阻力。傳質(zhì)過程的總阻力。 55 當吸收質(zhì)在氣相中的濃度用摩爾分數(shù)當吸收質(zhì)在氣相中的濃

28、度用摩爾分數(shù)yA或或摩爾比摩爾比YA表示時，吸收速率方程為：表示時，吸收速率方程為： Ky 以氣相摩爾分數(shù)差表示總推動力的氣相傳以氣相摩爾分數(shù)差表示總推動力的氣相傳質(zhì)系數(shù)，質(zhì)系數(shù)， mol/m2s； )( )(*AYA*AyAAAYYKNyyKNKY 以氣相物質(zhì)的量比差表示總推動力的氣相以氣相物質(zhì)的量比差表示總推動力的氣相傳質(zhì)系數(shù)，傳質(zhì)系數(shù)， mol/m2s； G pKKy其中GA*GY 11pKKYYpKKYAAY很小時當56AyAy*xAx*操作點DE（界面）斜斜率率）(GLkk H1 斜斜率率平平衡衡線線cA/kmol/m3cA*Ac*ApipApicpA/kPa057以液相傳質(zhì)系數(shù)表示

29、的總吸收速率方程 (1) / )(GA,A,AGAkNppppkNiAiA得由 將（將（1）式中的氣相分壓通過亨利定律換算）式中的氣相分壓通過亨利定律換算成液相濃度，即：成液相濃度，即：(2) / )( LAiA,iA,LAkNcccckNAA得由/Hcp*AA )kkH(NccLGAA*A1 得2相加整理后與/HcpA,iA,i58A*LALGLccKN kkHKA 11 則令總阻力總推動力或LA*ccA1 KL 以液相濃度差表示總推動力的液相傳質(zhì)系以液相濃度差表示總推動力的液相傳質(zhì)系數(shù)，數(shù)，m/s； 1/KL 傳質(zhì)過程的總阻力。傳質(zhì)過程的總阻力。 591傳質(zhì)阻力傳質(zhì)阻力GLG1 1 1kH

30、kK傳質(zhì)阻力GLL 1 1 kHkK或相間傳質(zhì)總阻力相間傳質(zhì)總阻力 = 液膜阻力液膜阻力 +氣膜阻力氣膜阻力注意注意:傳質(zhì)系數(shù)、傳質(zhì)阻力傳質(zhì)系數(shù)、傳質(zhì)阻力 與推動力一一對應。與推動力一一對應。傳質(zhì)阻力與傳質(zhì)速率的控制 此阻力所對應的推動力為氣相主體濃度此阻力所對應的推動力為氣相主體濃度PA與與液相主體濃度所對應的平衡分壓之差液相主體濃度所對應的平衡分壓之差 此阻力所對應的推動力為氣相主體濃度此阻力所對應的推動力為氣相主體濃度PA所所對應的平衡液相濃度與液相主體濃度之差對應的平衡液相濃度與液相主體濃度之差602傳質(zhì)速率的控制步驟傳質(zhì)速率的控制步驟（1 1）氣膜控制）氣膜控制氣膜控制氣膜控制：傳質(zhì)

31、阻力主要集中在氣相，此吸傳質(zhì)阻力主要集中在氣相，此吸收過程收過程 為氣相阻力控制（氣膜控制）。為氣相阻力控制（氣膜控制）。 G1KG1kH 較大易溶氣體較大易溶氣體 氣膜控制的特點：氣膜控制的特點：iA,A*AApppp.pAIpAicAcAi*Ac*Ap)(*AAppkNGA提高傳質(zhì)速率的措施提高傳質(zhì)速率的措施：提高氣體流速；加強氣相湍流程度。：提高氣體流速；加強氣相湍流程度。 61（2 2）液膜控制）液膜控制液膜控制液膜控制：傳質(zhì)阻力主要集中在液相，此吸傳質(zhì)阻力主要集中在液相，此吸收過程為液相阻力控制（液膜控制）收過程為液相阻力控制（液膜控制） 液膜控制的特點：液膜控制的特點：LL11kK

32、H較小難溶氣體較小難溶氣體 AiA,A*Acccc.ApAip*ApAcAic*Ac)(A*ALAcckN提高傳質(zhì)速率的措施：提高液體流速；提高傳質(zhì)速率的措施：提高液體流速； 加強液相湍流程度。加強液相湍流程度。 62 含氨極少的空氣于含氨極少的空氣于101.33kPa，20被被水吸收。已知氣膜傳質(zhì)系數(shù)水吸收。已知氣膜傳質(zhì)系數(shù)kG=3.1510-6kmol/（m2skPa），），液膜傳質(zhì)系數(shù)液膜傳質(zhì)系數(shù)kL=1.8110-4m/s，溶溶解度系數(shù)解度系數(shù)H= 1.5 kmol/m3kPa。氣液平衡關系服氣液平衡關系服從亨利定律。求：氣相總傳質(zhì)系數(shù)從亨利定律。求：氣相總傳質(zhì)系數(shù)KG、KY；液；液相

33、總傳質(zhì)系數(shù)相總傳質(zhì)系數(shù)KL、KX。 【例例5.3】解：因為物系的氣液平衡關系服從亨利定律，故下式求解：因為物系的氣液平衡關系服從亨利定律，故下式求KG 5461024. 31081. 15 . 111015. 31111LGGHkkKKG=3.08910-6kmol/（m2skPa）由計算結(jié)果可見由計算結(jié)果可見 KGkG63 此物系中氨極易溶于水，溶解度大，屬此物系中氨極易溶于水，溶解度大，屬“氣膜控氣膜控制制”系統(tǒng)，吸收總阻力幾乎全部集中于氣膜，所以吸收系統(tǒng)，吸收總阻力幾乎全部集中于氣膜，所以吸收總系數(shù)與氣膜吸收分系數(shù)極為接近?？傁禂?shù)與氣膜吸收分系數(shù)極為接近。 skmol/m1013. 31

34、0089. 333.10146GYPKK56410815. 41015. 35 . 11081. 1111GLLkHkKsmKL/1008. 26依題意此系統(tǒng)為低濃度氣體的吸收，依題意此系統(tǒng)為低濃度氣體的吸收，KY可按下式來計算?？砂聪率絹碛嬎?。根據(jù)下式求根據(jù)下式求KL 64 同理，對于低濃度氣體的吸收，可用下式求同理，對于低濃度氣體的吸收，可用下式求KX KX=KLCM3kmol/m6 .55181000ssMMCKX=KLCM=2.0810-655.6=1.1610-4kmol/（m2s） 由于溶液濃度極稀，由于溶液濃度極稀，CM可按純?nèi)軇┧畞碛嬎??？砂醇內(nèi)軇┧畞碛嬎恪?65 操作型：核算

35、；操作型：核算； 操作條件與吸收結(jié)果的關系操作條件與吸收結(jié)果的關系計算依據(jù)：物料恒算計算依據(jù)：物料恒算 相平衡相平衡 吸收速率方程吸收速率方程吸收塔的計算內(nèi)容：吸收塔的計算內(nèi)容： 設計型：流向、流程、吸收劑用量、設計型：流向、流程、吸收劑用量、 吸收劑濃度、塔高、塔徑吸收劑濃度、塔高、塔徑4 4 吸收塔的計算吸收塔的計算66問題引入問題引入 混合氣體混合氣體 NH3(A)+Air(B)，其中其中qn,B,YA,1YA,2， 過程分析：吸收，過程分析：吸收，吸收劑吸收劑(C)， qn,C，XA,2XA,1 吸收目的：回收有用組分，提純氣相產(chǎn)物吸收目的：回收有用組分，提純氣相產(chǎn)物 吸收原理：氣相組

36、分溶解度不同（相平衡關系）。吸收原理：氣相組分溶解度不同（相平衡關系）。 吸收速率：吸收速率：dqn,A=NAdA 其中：其中：NA=KY（YAYA*）=KX（XA*XA） 吸收設備：填料塔、板式塔吸收設備：填料塔、板式塔工藝尺寸的確定（塔徑，塔高）工藝尺寸的確定（塔徑，塔高）操作參數(shù)的確定（溫度、壓力、流量及過程的氣液相操作參數(shù)的確定（溫度、壓力、流量及過程的氣液相流量。流量。67(1) (1) 全塔物料衡算全塔物料衡算定態(tài)，假設定態(tài)，假設S不揮發(fā)，不揮發(fā)，B不溶于不溶于S全塔范圍內(nèi)，對全塔范圍內(nèi)，對A作物料衡算作物料衡算 ：qn,BYA,1+qn,cXA,2=qn,BYA,2+qn,CXA

37、,1 單位時間被溶劑吸收的溶質(zhì)量：單位時間被溶劑吸收的溶質(zhì)量：4-1 全塔物料衡算和操作線方程全塔物料衡算和操作線方程qn,B，YA,2qn,B，YA,1qn,C，XA,2qn,C，XA,1)( )(2,1 ,2,1 ,AACnAABnAnXXqYYqq逆流吸收塔的物料衡逆流吸收塔的物料衡算算682,2,1 ,1 ,)(AAACnBnAXYYqqX通常已知通常已知qn,B,YA,1,YA,2，若確定，若確定qn,C,則：則：1 ,2,1 ,1 ,2,1 ,)(AAAABnAABnYYYYqYYq溶質(zhì)的吸收率或回收率其中：69操作線方程式及操作線操作線方程式及操作線 取塔內(nèi)作任一截面取塔內(nèi)作任一

38、截面M-N至塔至塔頂范圍作物料衡算頂范圍作物料衡算:ACnABnACnABnXqYqXqYq,2,2,qn,B，YA,2qn,B，YA,1qn,C，XA,2qn,C，XA,1逆流吸收塔的物料逆流吸收塔的物料衡算衡算2211XAYA2,2, A，BnCnAABnCnAXqqYXqqY得：得：以逆流操作的吸收塔為例以逆流操作的吸收塔為例NM70 操作線方程說明，操作線方程說明，A與與A成直線關系。成直線關系。1 ,1 ,ACnABnACnABnXqYqXqYq1,1 , A，BnCnAABnCnAXqqYXqqY得：得： 操作性方程操作性方程 直線過定點直線過定點（XA,1,YA,1），（），（X

39、A,YA,）取塔內(nèi)作任一截面取塔內(nèi)作任一截面M-N至塔底范圍作物料衡算至塔底范圍作物料衡算: 其斜率其斜率qn,C/qn,B 稱為液氣比，表明單位惰性氣體處稱為液氣比，表明單位惰性氣體處理量所用吸收劑的量。理量所用吸收劑的量。71對操作線方程的幾點說明：對操作線方程的幾點說明：YA,2XA,2AYA,1XA,1BYA*XAYA)(*AAXfY NNXA*MXAYA1）兩個端點：兩個端點：操作線通過塔頂操作線通過塔頂（稀端）（稀端） A 及塔底（濃端）及塔底（濃端） B2）M：操作點操作點3）平衡線與操作線共同決定吸）平衡線與操作線共同決定吸收推動力。操作線離平衡線愈遠收推動力。操作線離平衡線愈

40、遠吸收的吸收的推動力推動力愈大。愈大。氣相氣相/液相推動力的表示液相推動力的表示4）與）與操作參數(shù)操作參數(shù)之關系之關系5）操作線位置操作線位置 吸收劑性能是吸收操作良好與否的關鍵，評價吸吸收劑性能是吸收操作良好與否的關鍵，評價吸收劑性能優(yōu)劣的依據(jù)是：收劑性能優(yōu)劣的依據(jù)是： (1)對需要吸收的組分要有較大的溶解度。對需要吸收的組分要有較大的溶解度。 (2)對所處理的氣體要有較好的選擇性。即對溶對所處理的氣體要有較好的選擇性。即對溶質(zhì)的溶解度要大，而對惰性氣體幾乎不溶解。質(zhì)的溶解度要大，而對惰性氣體幾乎不溶解。 (3)要有較低的蒸汽壓，以減少吸收過程中溶劑要有較低的蒸汽壓，以減少吸收過程中溶劑的揮

41、發(fā)損失。要有較好的化學穩(wěn)定性，以免使用過的揮發(fā)損失。要有較好的化學穩(wěn)定性，以免使用過程中變質(zhì)。程中變質(zhì)。 (4)吸收后的溶劑應易于再生。操作溫度下的粘吸收后的溶劑應易于再生。操作溫度下的粘度要低。度要低。此外，溶劑應有較低的粘度，不易起泡，還應盡此外，溶劑應有較低的粘度，不易起泡，還應盡可能滿足來源豐富、價格低廉、無毒、不易燃燒等可能滿足來源豐富、價格低廉、無毒、不易燃燒等經(jīng)濟和安全條件。經(jīng)濟和安全條件。吸收劑的選擇：吸收劑的選擇：734-2 吸收劑用量的確定吸收劑用量的確定YA,2XA,2,qn,CYA,1,qn,BXA,1YA,2XA,2AYA,1XA,1B)(*AAXfY XAYA操作線

42、操作線平衡平衡線線qn,C，qn,B 液相、氣相流量液相、氣相流量斜率斜率qn,C/qn,B 稱為液氣比稱為液氣比（XA,1,YA,1），（），（XA,2,YA,2）根據(jù)分離要求，根據(jù)分離要求，YA,1，XA,2，YA,2為定值為定值74XA，XA，1X*A，1B2YA，1YA，2AB1OEXAYAXA2PY*A=f(XA)圖解法確實最小液氣比圖解法確實最小液氣比 A點確定，另一端點確定，另一端BYA,1確定，則位置隨操作線斜率確定，則位置隨操作線斜率qn,C/qn,B 而變化，而變化，qn,C為吸收劑用量為吸收劑用量 氣體量氣體量qn,B一定，吸收用量一定，吸收用量 qn,C減少，斜率減少，

43、操減少，斜率減少，操作線右移，作線右移， XA,1增大，但推動力增大，但推動力Y=YA-YA*減少，當與平減少，當與平衡線相交時衡線相交時Y=0，此時，此時qn,C/qn,B為為最小液氣比。為為最小液氣比。751最小液氣比最小液氣比 最小液氣比定義：針對一定的分離任務，操作最小液氣比定義：針對一定的分離任務，操作條件和吸收物系一定，塔內(nèi)某截面吸收推動力為條件和吸收物系一定，塔內(nèi)某截面吸收推動力為零，達到分離程度所需塔高無窮大時的液氣比。零，達到分離程度所需塔高無窮大時的液氣比。 minBn,cn, qq記為762,*1 ,2,1 ,min,AAAABnCnXXYYqqXA,1*與與YA,1相平

44、衡的液相組成。相平衡的液相組成。平衡關系符合亨利定律時：平衡關系符合亨利定律時： 最小液氣比的計算最小液氣比的計算（1）平衡曲線一般情況）平衡曲線一般情況 B2YA，1YA，2AB1OEXAYAXA，2PY*A=f(XA)圖解法確實最小液氣比圖解法確實最小液氣比X*A，12,1 ,2,1 ,min,AAAABnCnXmYYYqq2,*1 ,2,1 ,min, AAAABnCnXXYYqq從而772,1 ,2,1 ,minBn,AAAAXXYYqqCn)(*AAXfY 1 ,AY2,AY2,AX1 ,AX2）平衡曲線為凸形曲線情況）平衡曲線為凸形曲線情況 78792操作液氣比操作液氣比設備費,o

45、BncnhYqq再生費，并不總有效設備費, ,cnoBnCnqhYqqmin,)0 . 21 . 1 (BncnBncnqqqq80例例5.5 在附圖所示的填料吸收塔中，用清水吸收混合氣體在附圖所示的填料吸收塔中，用清水吸收混合氣體中的組分中的組分A，氣液平衡關系服從亨利定律。試在，氣液平衡關系服從亨利定律。試在YX圖圖上定性繪出平衡線和操作線上定性繪出平衡線和操作線,并標明各操作線端點坐標。并標明各操作線端點坐標。abYA,1,aXA,2,aYA,2,aYA,2,bXA,2,bYA,1,bXA,1,bXA,1,aABDC81a塔氣液逆流，塔氣液逆流，b塔氣液并流吸收裝置，兩塔操作氣液比相等，

46、塔氣液并流吸收裝置，兩塔操作氣液比相等，相平衡線相平衡線YA*=mXA ，各點坐標分別如下，各點坐標分別如下:A：（：（XA,1,a，YA,1,a） B：（：（XA,2,a，YA,2,a）D：（：（XA,2,b= XA,1,a，YA,2,b=YA,2,a） C：（：（XA,1,b，YA,1,b） YA=mXAXAYAAXA,1,aYA,1,aYA,2,aXA,2,a=0BDXA,2,b=XA,1,aYA,2,b =YA,2,aCXA,1,bYA,1,b如何確定如何確定L？求出求出 (L/V)min; 再取再取 (L/V) = (1.12.0) (L/V)min。在在 20，1atm下，用清水分

47、離氨下，用清水分離氨-空氣的混合氣體，空氣的混合氣體，混合氣體中氨的分壓為混合氣體中氨的分壓為 1330Pa，經(jīng)吸收后氨的分壓，經(jīng)吸收后氨的分壓降為降為 7 Pa，混合氣體的處理量為，混合氣體的處理量為 1020 kg/h，操作條，操作條件下平衡關系為件下平衡關系為 * = 0.755。若適宜的吸收劑用量。若適宜的吸收劑用量為最小用量的為最小用量的2倍，求所需吸收劑用量及離塔氨水的倍，求所需吸收劑用量及離塔氨水的濃度。濃度。例：例：V, Y1V, Y2X2 , L=?X1=?吸收塔吸收塔解：解：min2152)VL2(VL 0.755X,Y* 1020kg/h,q7Pa,p 1330Pa,p

48、Pa,101.013P 0,Xm552225111106.9107101.0137P-PpY 0.013131330101.0131330P-PpYkg/h 943.4kmol/h 52411.502VL 1.50200.7550.1330106.9100.13302 XmYYY2XYY2)VL2(VLkmol/h 34.900.01313)(1290.01313171020)y1MyMqMqV 52121221min11vm,vm,2*X ( (空空氣氣氨氨331ss113522112121kmol/m 0.4885108.80918998.2XMXc 108.80901.502106.91

49、00.1330X)Y(YLVX)XL(X)YV(Y Mc , , , , x很小。x很小。0.05時）0.05時）對于稀溶液（對于稀溶液（s sssLssMMx)(1MxMxMc86填料塔工藝尺寸的計算填料塔工藝尺寸的計算問題的引入問題的引入87波紋填料波紋填料鮑爾環(huán)鮑爾環(huán)填料填料6400金屬板波紋規(guī)整填料金屬板波紋規(guī)整填料88幾個相關概念幾個相關概念空塔速度：無填料時氣體在塔內(nèi)的流速?？账俣龋簾o填料時氣體在塔內(nèi)的流速。smu空塔截面積：無填料時塔的截面積空塔截面積：無填料時塔的截面積2mS 填料的比表面積：每單位體積填料中填料的表面積填料的比表面積：每單位體積填料中填料的表面積32mm 3

50、2mma 填料的有效比表面積：每單位體積填料所提供的有效吸收面積填料的有效比表面積：每單位體積填料所提供的有效吸收面積當操作良好，填料表面完全被潤濕，可取填料的比表面積當操作良好，填料表面完全被潤濕，可取填料的比表面積894-3 吸收塔塔徑計算吸收塔塔徑計算塔徑的大小由生產(chǎn)能力與氣體的空塔氣速決定塔徑的大小由生產(chǎn)能力與氣體的空塔氣速決定uqDVT4，m：DT塔內(nèi)徑式中s，m，qV/3混合氣體的流量在操作條件下smsmm，s，mu/23流量時間內(nèi)通過的氣體體積單位在單位空塔橫截面積上空塔氣速904-4 吸收塔填料層高度計算確定填料層高度的基本方程式確定填料層高度的基本方程式AcnABnAndXq

51、dYqdq, 在填料塔的填料層內(nèi)任取一微元高度在填料塔的填料層內(nèi)任取一微元高度dH，并對此微元段內(nèi)溶質(zhì)的變化作物料衡算。并對此微元段內(nèi)溶質(zhì)的變化作物料衡算。 在此微元段內(nèi)，氣液兩相中溶在此微元段內(nèi)，氣液兩相中溶質(zhì)的組成變化均很小，吸收速率質(zhì)的組成變化均很小，吸收速率NA可視為定值，有可視為定值，有YA,1,qn,BXA,2,qn,CYA,2XA,1HdHYAXAYA+dYAXA+dXA:,為被吸收的溶質(zhì)量Andq91dAYYKdANdqAAYAAn*,dAXXKdANdqAAXAAn*,dHS dAmdHdA , :2積微元段中的有效傳質(zhì)面式中2, mS塔的橫截面積3231 m，mm有效比表面

52、積填料中的有效傳質(zhì)面積將式將式聯(lián)立得：聯(lián)立得：*,AAAYBnYYdYSKqdH將式將式聯(lián)立得：聯(lián)立得：AAAXCnXXdXSKqdH*,921 ,2, *AA,d :AAYYAYBnYYYSKqH故YA,1,qn,BXA,2,qn,CYA,2XA,1HdHYAXAYA+dYAXA+dXA。，KK。，SqqXYCnBn基本不變濃度氣體吸收過程故對于低上為定值且在塔內(nèi)不同截面位置變化皆不隨時間對于定常態(tài)的吸收過程, ,.1 ,2, A*A,d AAXXAXCnXXXSKqH填料塔高度計算的基本方程式填料塔高度計算的基本方程式931 OG *12其量綱為令NYYdYA，A，YYAAAmmssmol

53、smolHaSKqYBn2131OG, 令 OLOGHNHHNHOLOG同理因此填料層高度可寫成傳質(zhì)單元高度與傳質(zhì)單元數(shù)傳質(zhì)單元高度與傳質(zhì)單元數(shù)可理解為吸收操作條件決定的某種單元高度，可理解為吸收操作條件決定的某種單元高度，稱為稱為“氣相傳質(zhì)單元高度氣相傳質(zhì)單元高度” 其值的大小由填料塔內(nèi)的濃度變化范圍和所具有的其值的大小由填料塔內(nèi)的濃度變化范圍和所具有的推動力大小決定，稱為吸收操作條件決定的某種單元高度，推動力大小決定，稱為吸收操作條件決定的某種單元高度，稱為稱為“氣相傳質(zhì)單元數(shù)氣相傳質(zhì)單元數(shù)” 94傳質(zhì)單元高度與傳質(zhì)單元數(shù)的物理意義傳質(zhì)單元高度與傳質(zhì)單元數(shù)的物理意義 12 *OGA，A，Y

54、YAAAYYdYN傳質(zhì)單元數(shù)吸收過程的推動力濃度變化*， AAAYYdY 傳質(zhì)單元數(shù)反映了吸收過程的難易程度。傳質(zhì)單元數(shù)反映了吸收過程的難易程度。氣體流經(jīng)一段填料，溶質(zhì)組成變化氣體流經(jīng)一段填料，溶質(zhì)組成變化dYA等于該段填等于該段填料平均吸收推動力（料平均吸收推動力（YAYA*）時，該段填料為一個）時，該段填料為一個傳質(zhì)單元。傳質(zhì)單元。95 : ,OGaSKqHYBn如傳質(zhì)單元高度 表示完成一個傳質(zhì)單元的濃度變化所需要的填料層的表示完成一個傳質(zhì)單元的濃度變化所需要的填料層的高度，是吸收設備性能優(yōu)劣的反映。高度，是吸收設備性能優(yōu)劣的反映。 1/KY值的大小與填料的性能有關，反映了傳質(zhì)阻力值的大小

55、與填料的性能有關，反映了傳質(zhì)阻力 qn,B/S為單位截面積上惰性氣體的流量。為單位截面積上惰性氣體的流量。961）對數(shù)平均推動力法氣液平衡線為直線氣液平衡線為直線 bmXYAA*操作線也為直線操作線也為直線 )(2,2,ABncnABncnAXqqYXqqYA傳質(zhì)單元數(shù)的計算. *亦呈直線關系與AAAYYYY2,1 ,2,1 , AAAAAAYYYYdYYd常數(shù)即XAYAYA,2XA,2YA,1XA,1操作點操作點bmXYAA*操作線操作線平衡線平衡線YA,1Y*A,1Y*A,1YA,2YA 12 *OGA，A，YYAAAYYdYN氣相傳質(zhì)單元數(shù)AAAAAAYdYYYYdY2,1 ,2,1 ,

56、 所以97將上式代入將上式代入 12 *OGA，A，YYAAAYYdYN氣相傳質(zhì)單元數(shù) 12 *OGA，A，YYAAAYYdYN 12 2121A，A，YYAAA，A，A，A，YYdYYYY ln 212121A，A，A，A，A，A，YYYYYY ,21mAA，A，YYY氣相平均推動力式中 ln 2121,A，A，A，A，mAYYYYY982）數(shù)學分析法平衡線為通過原點的直線平衡線為通過原點的直線 ，服從亨利定律，服從亨利定律 AAmXY*逆流為例：逆流為例： 12 *OGA，A，YYAAAYYdYN2,2,AACnBnAAYYqqXX 1 12 2,2,A，A，YYAACnBnACnBnAm

57、XYqmqYqmqdY 121 bxadx xf x x 1ln11 ,2,2,2,1 ,CnBnAAAACnBnCnBnqmqmXYmXYqmqqmq99 圖解積分法求NOG(b)(a)1*Y-Y*Y1dYY2Y-Y0Y=Y2Y=Y1Y2Y1Y*AX2XX1Y2YYY1*E0TABXY3圖解積分法100在填料吸收塔中，用清水吸收甲醇在填料吸收塔中，用清水吸收甲醇 - 空氣混空氣混合氣體中的甲醇蒸汽，在合氣體中的甲醇蒸汽，在 1 atm，27下進下進行操作，混合氣體流量為行操作，混合氣體流量為1200m3/h，塔底處，塔底處空塔氣速為空塔氣速為0.4m/s，混合氣體中甲醇的濃度，混合氣體中甲醇

58、的濃度為為 100g甲醇甲醇/m3空氣，甲醇回收率為空氣，甲醇回收率為95%，水的用量為水的用量為1215kg/h，體積吸收總系數(shù)，體積吸收總系數(shù)KG = 0.987 kmol /(m3hkPa)，操作條件下氣液，操作條件下氣液平衡關系為平衡關系為Y = 1.1X。試計算所需的填料層。試計算所需的填料層高度。高度。例：例：V,Y1V, Y2X2 , LX1吸收塔吸收塔解：解：kmol/h 67.5181215Lkmol/h 46.373002731122.41200TTPP22.4V102.5650.05130.95)(1)Y(1Y0.0513300)314101325/(8.100/48PV

59、/RTG/MY0X00s31212 V1010.5565m0.41200/36000.987101.346.37KPVKVH0.033480)102.565(0.051367.546.37X)Y(YLVX)XL(X)YV(YGYOG322112121 1027.0850.00688102.5650.0513N 0.00688102.5650.033481.10.0513ln102.5650.03348)1.1(0.0513mXYmXYln)mX(Y)mX(YYYlnYYyYYYN (1)3OG33221122112121mm21OG m3.947.0850.5565NOGH OGZ103其他吸

60、收其他吸收 一、化學吸收一、化學吸收1、化學吸收的特點、化學吸收的特點 溶質(zhì)的組成沿擴散途徑的變化情況不僅與其自身的擴溶質(zhì)的組成沿擴散途徑的變化情況不僅與其自身的擴散速率有關，而且與液相中活潑組分的反相擴散速率、散速率有關，而且與液相中活潑組分的反相擴散速率、化學反應速率以及反應物的擴散速率有關?；瘜W反應速率以及反應物的擴散速率有關。2、化學吸收速率加快的原因、化學吸收速率加快的原因反應消耗了進入液相中的吸收質(zhì)，使吸收質(zhì)的有效反應消耗了進入液相中的吸收質(zhì)，使吸收質(zhì)的有效溶解度顯著增加而平衡分壓降低，從而增大了吸溶解度顯著增加而平衡分壓降低，從而增大了吸收過程的推動力。收過程的推動力。由于部分溶