化工原理課件第五章氣體吸收

化工原理課件第五章氣體吸收1第一頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日第一節(jié)概述一、吸收操作的應(yīng)用二、吸收過程與設(shè)備三、吸收過程分類四、吸收劑的選擇2第二頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日一、氣體操作的應(yīng)用（1）分離混合氣體以獲得一定的組分。（2）除去有害組分以凈化或精制氣體。（3）制備某種氣體的溶液。（4）工業(yè)廢氣的治理。吸收的依據(jù)混合物各組分在某種溶劑中溶解度的差異。3第三頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日二、吸收過程與設(shè)備4第四頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日吸收與解吸流程含苯煤氣脫苯煤氣洗油苯水過熱蒸汽加熱器冷卻器5第五頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日（1）物理吸收和化學(xué)吸收（2）單組分吸收和多組分吸收（3）等溫吸收和非等溫吸收（4）高濃度吸收和低濃度吸收（1）溶解度大；三、吸收過程的分類四、吸收劑的選擇6第六頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日（2）選擇性高；（3）再生容易；（4）揮發(fā)性??；（5）粘度低；（6）化學(xué)穩(wěn)定性高；（7）腐蝕性低；（8）無毒、無害、價(jià)廉等。選擇原則：經(jīng)濟(jì)、合理。7第七頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日第二節(jié)氣液相平衡

一、平衡溶解度

二、亨利定律

三、氣液相平衡關(guān)系在吸收中的應(yīng)用8第八頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日一、平衡溶解度平衡狀態(tài)：一定壓力和溫度，一定量的吸收劑與混合氣體充分接觸，氣相中的溶質(zhì)向溶劑中轉(zhuǎn)移，長(zhǎng)期充分接觸后，液相中溶質(zhì)組分的濃度不再增加，此時(shí)，氣液兩相達(dá)到平衡。飽和濃度：平衡時(shí)溶質(zhì)在液相中的濃度。9第九頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日平衡分壓：平衡時(shí)氣相中溶質(zhì)的分壓。平衡狀態(tài)的因素

F＝C－＋2=3－2+2=3當(dāng)壓力不太高、溫度一定時(shí)

p*A

=f1（x）

y*=f2（x）

p*A

=f3（cA

）10第十頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日氨在水中的溶解度11第十一頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日20℃下SO2在水中的溶解度12第十二頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日幾種氣體在水中的溶解度曲線13第十三頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日討論：（2）溫度、y一定，總壓增加，在同一溶劑中，溶質(zhì)的溶解度x隨之增加，有利于吸收。（1）總壓、y一定，溫度下降，在同一溶劑中，溶質(zhì)的溶解度x隨之增加，有利于吸收。（3）相同的總壓及摩爾分率，

cO2

<cCO2

<cSO2

<cNH3

氧氣等為難溶氣體，氨氣等為易溶氣體14第十四頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日（一）亨利定律總壓不高時(shí)，在一定溫度下，稀溶液上方氣相中溶質(zhì)的平衡分壓與溶質(zhì)在液相中的摩爾分率成正比，其比例系數(shù)為亨利系數(shù)。

二、亨利定律15第十五頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日討論：1）E的影響因素：溶質(zhì)、溶劑、T

物系一定，2）E大的，溶解度小，難溶氣體

E小的，溶解度大，易溶氣體3）E的來源：實(shí)驗(yàn)測(cè)得；查手冊(cè)——溶質(zhì)在氣相中的平衡分壓，kPa；x——溶質(zhì)在液相中的摩爾分率；E——亨利常數(shù)，單位同壓強(qiáng)單位。16第十六頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日1）（二）亨利定律其它形式H——溶解度系數(shù)，kmol/（m3·kPa）cA——摩爾濃度，kmol/m3；H與E的關(guān)系：17第十七頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日H的討論：1）H大，溶解度大，易溶氣體

2）P對(duì)H影響小，2）

m——相平衡常數(shù)，無因次。18第十八頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日m與E的關(guān)系：m的討論：1）m大，溶解度小，難溶氣體

2）19第十九頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日3）20第二十頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日三、相平衡關(guān)系在吸收中的應(yīng)用（一）判斷過程進(jìn)行的方向

y

y*或x*

>x或

A由氣相向液相傳質(zhì)，吸收過程平衡狀態(tài)A由液相向氣相傳質(zhì)，解吸過程吸收過程：21第二十一頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日（二）指明過程進(jìn)行的極限過程極限：相平衡。y·Pyx··ABCxy*y*y22第二十二頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日（1）逆流吸收，塔高無限，V，y2V，y1L，x2L，x1（2）逆流吸收，塔高無限，（三）確定過程的推動(dòng)力（1）吸收過程推動(dòng)力的表達(dá)式

y-

y*或x*

-x或23第二十三頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日（2）在x～y圖上·APyy*xx*24第二十四頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日第三節(jié)

吸收過程的傳質(zhì)速率一、

分子擴(kuò)散與菲克定律六、兩相間的雙模理論四、分子擴(kuò)散系數(shù)七、

總傳質(zhì)速率方程二、等摩爾逆向擴(kuò)散三、組分A通過靜止組分B的擴(kuò)散五、單相內(nèi)對(duì)流傳質(zhì)25第二十五頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日吸收過程：

（1）A由氣相主體到相界面，氣相內(nèi)傳遞；（2）A在相界面上溶解，溶解過程；（3）A自相界面到液相主體，液相內(nèi)傳遞。單相內(nèi)傳遞方式：分子擴(kuò)散；對(duì)流擴(kuò)散。一、

分子擴(kuò)散與菲克定律26第二十六頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日分子擴(kuò)散：在靜止或滯流流體內(nèi)部，若某一組分存在濃度差，則因分子無規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)使該組分由濃度較高處傳遞至濃度較低處，這種現(xiàn)象稱為分子擴(kuò)散。擴(kuò)散速率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過垂直于擴(kuò)散方向的單位截

面積擴(kuò)散的物質(zhì)量，J表示，kmol/(m2·s)。菲克定律：溫度、總壓一定，組分A在擴(kuò)散方向上任一點(diǎn)處的擴(kuò)散通量與該處A的濃度梯度成正比。27第二十七頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日J(rèn)A——組分A擴(kuò)散速率（擴(kuò)散通量），kmol/（m2·s）；

—組分A在擴(kuò)散方向z上的濃度梯度（kmol/m3）/m；

DAB——組分A在B組分中的擴(kuò)散系數(shù)，m2/s。負(fù)號(hào)：表示擴(kuò)散方向與濃度梯度方向相反，擴(kuò)散沿著濃度降低的方向進(jìn)行28第二十八頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日理想氣體：=分子擴(kuò)散兩種形式：等摩爾逆向擴(kuò)散，組分A通過靜止組分B的擴(kuò)散。29第二十九頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日J(rèn)AJBTPpA2pB2TPpA1pB112二、等摩爾逆向擴(kuò)散30第三十頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日等摩爾逆向擴(kuò)散：任一截面處兩個(gè)組分的擴(kuò)散速率大小相等，方向相反。

總壓一定=31第三十一頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日

JA=－JB

DAB=DBA=D等分子反向擴(kuò)散傳質(zhì)速率方程傳質(zhì)速率定義：任一固定的空間位置上，單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積的物質(zhì)量，記作N,kmol/(m2·s)。NA=氣相：32第三十二頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日NA=液相：討論1）33第三十三頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日2）組分的濃度與擴(kuò)散距離z成直線關(guān)系。3）等分子反方向擴(kuò)散發(fā)生在蒸餾過程中。ppB1pA1pA2pB2擴(kuò)散距離z0zp三、組分A通過靜止組分B的擴(kuò)散34第三十四頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日12JAJBNMcA/cNMcB/cNMNA（1）整體移動(dòng)：因溶質(zhì)Ａ擴(kuò)散到界面溶解于溶劑中，造成界面與主體的微小壓差，使得混合物向界面處的流動(dòng)。（2）整體移動(dòng)的特點(diǎn)：1）因分子本身擴(kuò)散引起的宏觀流動(dòng)。2）A、B在整體移動(dòng)中方向相同，流動(dòng)速度正比于摩爾分率。35第三十五頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日——微分式36第三十六頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日在氣相擴(kuò)散——積分式——積分式37第三十七頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日——積分式液相：（4）討論1）組分A的濃度與擴(kuò)散距離z為指數(shù)關(guān)系2）、——漂流因子，無因次38第三十八頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日漂流因子意義：其大小反映了整體移動(dòng)對(duì)傳質(zhì)速率的影響程度，其值為總體流動(dòng)使傳質(zhì)速率較單純分子擴(kuò)散增大的倍數(shù)。漂流因子的影響因素：濃度高，漂流因數(shù)大，總體流動(dòng)的影響大。低濃度時(shí)，漂流因數(shù)近似等于1，總體流動(dòng)的影響小。3）單向擴(kuò)散體現(xiàn)在吸收過程中。39第三十九頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日擴(kuò)散系數(shù)的意義：?jiǎn)挝粷舛忍荻认碌臄U(kuò)散通量，反映某組分在一定介質(zhì)中的擴(kuò)散能力，是物質(zhì)特性常數(shù)之一；D，m2/s。D的影響因素：A、B、T、P、濃度D的來源：查手冊(cè)；半經(jīng)驗(yàn)公式；測(cè)定四、分子擴(kuò)散系數(shù)40第四十頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日（1）氣相中的D范圍：10-5～10-4m2/s經(jīng)驗(yàn)公式（2）液相中的D范圍：10-10～10-9m2/s41第四十一頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日五、單相內(nèi)的對(duì)流傳質(zhì)渦流擴(kuò)散：流體作湍流運(yùn)動(dòng)時(shí)，若流體內(nèi)部存在濃度梯度，流體質(zhì)點(diǎn)便會(huì)靠質(zhì)點(diǎn)的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，相互碰撞和混合，組分從高濃度向低濃度方向傳遞，這種現(xiàn)象稱為渦流擴(kuò)散。42第四十二頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日——渦流擴(kuò)散速率，kmol/(m2·s)；——渦流擴(kuò)散系數(shù)，m2/s。注意：渦流擴(kuò)散系數(shù)與分子擴(kuò)散系數(shù)不同，不是物性常數(shù)，其值與流體流動(dòng)狀態(tài)及所處的位置有關(guān)?？倲U(kuò)散通量：43第四十三頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日TTWtWt熱流體冷流體pAGpAicAicAL氣相液相zTztzGzLE（一）單相內(nèi)對(duì)流傳質(zhì)的有效膜模型單相內(nèi)對(duì)流傳質(zhì)過程44第四十四頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日1）靠近相界面處層流內(nèi)層：傳質(zhì)機(jī)理僅為分子擴(kuò)散，溶質(zhì)A的濃度梯度較大，pA隨z的變化較陡。2）湍流主體：渦流擴(kuò)散遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于分子擴(kuò)散，溶質(zhì)濃度均一化，pA隨z的變化近似為水平線。3）過渡區(qū)：分子擴(kuò)散+渦流擴(kuò)散，pA隨z的變化逐漸平緩。45第四十五頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日有效膜模型單相對(duì)流傳質(zhì)的傳質(zhì)阻力全部集中在一層虛擬的膜層內(nèi)，膜層內(nèi)的傳質(zhì)形式僅為分子擴(kuò)散。（二）氣相傳質(zhì)速率方程有效膜厚zG由層流內(nèi)層濃度梯度線延長(zhǎng)線與流體主體濃度線相交于一點(diǎn)E，則厚度zG為E到相界面的垂直距離。46第四十六頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日——以分壓差表示推動(dòng)力的氣膜傳質(zhì)分系數(shù)，

kmol/（m2·s·kPa）。=傳質(zhì)系數(shù)×吸收的推動(dòng)力47第四十七頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日氣相對(duì)流傳質(zhì)速率方程有以下幾種形式：——以氣相摩爾分率表示推動(dòng)力的氣膜傳質(zhì)分系數(shù)，kmol/（m2·s）；各氣相傳質(zhì)分系數(shù)之間的關(guān)系：帶入上式與比較48第四十八頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日液相傳質(zhì)速率方程有以下幾種形式：（二）液相傳質(zhì)速率方程49第四十九頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日kL——以液相組成摩爾濃度表示推動(dòng)力的液膜對(duì)流傳質(zhì)分系數(shù)，kmol/（m2·s·kmol/m3）；——以液相組成摩爾分率表示推動(dòng)力的液膜對(duì)流傳質(zhì)分系數(shù)，kmol/（m2·s）；各液相傳質(zhì)分系數(shù)之間的關(guān)系：注意：對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)=f(操作條件、流動(dòng)狀態(tài)、物性）50第五十頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日六、兩相間傳質(zhì)的雙模理論相際對(duì)流傳質(zhì)三大模型：雙膜模型溶質(zhì)滲透模型表面更新模型（一）雙膜理論pAGpAicAicAL氣相液相zGzLE51第五十一頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日雙膜模型的基本論點(diǎn)（假設(shè)）

（1）氣液兩相存在一個(gè)穩(wěn)定的相界面，界面兩側(cè)存在穩(wěn)定的氣膜和液膜。膜內(nèi)為層流，A以分子擴(kuò)散方式通過氣膜和液膜。（2）相界面處兩相達(dá)平衡，無擴(kuò)散阻力。（3）有效膜以外主體中，充分湍動(dòng)，溶質(zhì)主要以

渦流擴(kuò)散的形式傳質(zhì)。雙膜模型也稱為雙膜阻力模型52第五十二頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日（一）氣相傳質(zhì)速率方程——以氣相分壓差表示推動(dòng)力的氣相總傳質(zhì)系數(shù)，kmol/（m2·s·kPa）；——以氣相摩爾分率差表示推動(dòng)力的氣相總傳質(zhì)系數(shù)，kmol/（m2·s）；——以氣相摩爾比差表示推動(dòng)力的氣相總傳質(zhì)系數(shù)，kmol/（m2·s）；七、總傳質(zhì)速率方程53第五十三頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日（二）液相總傳質(zhì)速率方程

——以液相濃度差表示推動(dòng)力的液相總傳質(zhì)系數(shù)，kmol/m2·s·kmol/m3）；——以液相摩爾分率差表示推動(dòng)力的液相總傳質(zhì)系數(shù)，kmol/（m2·s）；——以液相摩爾比差表示推動(dòng)力的液相總傳質(zhì)系數(shù)，kmol/（m2·s）；54第五十四頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日根據(jù)雙膜理論（三）總傳質(zhì)系數(shù)與單相傳質(zhì)分系數(shù)之間的關(guān)系系統(tǒng)服從亨利定律或平衡關(guān)系在計(jì)算范圍為直線55第五十五頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日（四）總傳質(zhì)系數(shù)之間的關(guān)系

56第五十六頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日（五）傳質(zhì)速率的控制相間傳質(zhì)總阻力=液相(膜)阻力+氣相(膜)阻力注意:傳質(zhì)系數(shù)、傳質(zhì)阻力與推動(dòng)力一一對(duì)應(yīng)。1.傳質(zhì)阻力57第五十七頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日2.傳質(zhì)速率的控制步驟（1）氣膜控制氣膜控制：傳質(zhì)阻力主要集中在氣相，此吸收過程為氣相阻力控制（氣膜控制）。H較大易溶氣體氣膜控制的特點(diǎn)：.pAIpAicAcAi58第五十八頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日提高傳質(zhì)速率的措施：提高氣體流速；加強(qiáng)氣相湍流程度。（2）液膜控制液膜控制：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）液膜控制的特點(diǎn)：H較小難溶氣體.59第五十九頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日提高傳質(zhì)速率的措施：提高液體流速；加強(qiáng)液相湍流程度。同理：氣膜控制：液膜控制：m小易溶氣體m大難溶氣體60第六十頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日第四節(jié)吸收塔的計(jì)算一、物料衡算與操作線方程二、吸收劑的用量最小液氣比三、填料層高度的計(jì)算四、吸收塔的操作計(jì)算五、解吸塔的計(jì)算61第六十一頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日傳質(zhì)設(shè)備：62第六十二頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日操作型：核算；操作條件與吸收結(jié)果的關(guān)系。計(jì)算依據(jù)：物料衡算相平衡吸收速率方程吸收塔的計(jì)算內(nèi)容：設(shè)計(jì)型：流向、流程、吸收劑用量、吸收劑濃度、塔高、塔徑63第六十三頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日一、物料衡算與操作線方程物料衡算定態(tài)，假設(shè)S不揮發(fā)，B不溶于S全塔范圍內(nèi)，對(duì)A作物料衡算：GY1+LX2=GY2+LX1

G（Y1－Y2）=L（X1－X2）G,Y2G,Y1L,X2L,X164第六十四頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日X1=X2＋G（Y1－Y2）/L操作線方程式及操作線（1）逆流吸收G，Y2G，Y1L，X2L，X1G，YL，XGY+LX2=GY2+LXY2=Y1（1－）——A被吸收的百分率，稱為回收率或吸收率。65第六十五頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日同理：逆流吸收操作線具有如下特點(diǎn)：XY1Y2X1X2ABY66第六十六頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日3）操作線僅與液氣比、濃端及稀端組成有關(guān)，與系統(tǒng)的平衡關(guān)系、塔型及操作條件T、p無關(guān)。2）操作線通過塔頂（稀端）A（X2，Y2）及塔底（濃端）B（X1，Y1）;1）定態(tài)，L、G、Y1、X2恒定，操作線在X～Y

坐標(biāo)上為一直線，斜率為L(zhǎng)/G。L/G為吸收操作的液氣比；67第六十七頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日5）平衡線與操作線共同決定吸收推動(dòng)力。操作線離平衡線愈遠(yuǎn)吸收的推動(dòng)力愈大；4）吸收操作線在平衡線的上方，解吸操作線在平衡線OE下方。XABYK.YXX*Y*68第六十八頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日（2）并流吸收G,Y2G,Y1L,X2L,X1V,Y

L,XGY+LX=GY2+LX2Y2Y1X2X1ABXY69第六十九頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日逆流與并流的比較：1）逆流推動(dòng)力均勻，且2）Y1大，逆流時(shí)Y1與X1在塔底相迂有利于提高X1；

X2小，逆流時(shí)Y2與X2在塔頂相迂有利于降低Y2。逆流與并流操作線練習(xí)70第七十頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日Y3X2X1Y1Y2X2Y2X3CDABY1Y2Y3X1X2X3CDAB71第七十一頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日二、吸收劑的用量最小液氣比B1Y1Y2ABOEXYX2X1X*1P72第七十二頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日（一）最小液氣比最小液氣比定義：針對(duì)一定的分離任務(wù)，操作條件和吸收物系一定，塔內(nèi)某截面吸收推動(dòng)力為零，達(dá)到分離程度所需塔高無窮大時(shí)的液氣比。最小液氣比的計(jì)算1.平衡曲線一般情況73第七十三頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日X*1——與Y1相平衡的液相組成。平衡關(guān)系符合亨利定律時(shí)：2.平衡曲線為凸形曲線情況74第七十四頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日75第七十五頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日（二）操作液氣比76第七十六頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日三、填料層高度的計(jì)算傳質(zhì)單元數(shù)法

（一）填料層高度的基本計(jì)算式ZYY+dYXX+dXZdZY2X2X1Y1單位時(shí)間，dZ內(nèi)吸收A的量：——塔截面積，㎡;GA——A的流率，kmol/(s)；G——惰性氣體流率，kmol/(s)；L——吸收劑流率，kmol/(s)。77第七十七頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日a——單位體積填料的有效傳質(zhì)面積，㎡/m3。填料層高度78第七十八頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日同理：79第七十九頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日——?dú)庀嗫傮w積傳質(zhì)系數(shù)，kmol/（m3·s）——液相總體積傳質(zhì)系數(shù)，kmol/（m3·s）填料層高度可用下面的通式計(jì)算：

Z=傳質(zhì)單元高度×傳質(zhì)單元數(shù)體積傳質(zhì)系數(shù)的物理意義：在單位推動(dòng)力下，單位時(shí)間，單位體積填料層內(nèi)吸收的溶質(zhì)量。

（二）傳質(zhì)單元數(shù)與傳質(zhì)單元高度

80第八十頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日以為例（1）傳質(zhì)單元數(shù)、—液相總傳質(zhì)單元高度、總傳質(zhì)單元數(shù)——?dú)庀鄠髻|(zhì)單元高度、傳質(zhì)單元數(shù)——液相傳質(zhì)單元高度、傳質(zhì)單元數(shù)—?dú)庀嗫倐髻|(zhì)單元高度、總傳質(zhì)單元數(shù)定義：氣相總傳質(zhì)單元數(shù)81第八十一頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日傳質(zhì)單元數(shù)的意義：反映了取得一定吸收效果的難易程度。氣體流經(jīng)一段填料，溶質(zhì)組成變化（Y1

－

Y2）等于該段填料平均吸收推動(dòng)力（Y－Y*）m時(shí)，，該段填料為一個(gè)傳質(zhì)單元。82第八十二頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日（2）傳質(zhì)單元高度

定義：氣相總傳質(zhì)單元高度，m。傳質(zhì)單元高度的意義:

完成一個(gè)傳質(zhì)單元分離效果所需的填料層高度，反映了吸收設(shè)備效能的高低。傳質(zhì)單元高度影響因素：填料性能、流動(dòng)狀況體積總傳質(zhì)系數(shù)與傳質(zhì)單元高度的關(guān)系:83第八十三頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日傳質(zhì)單元高度變化范圍：0.10～1.0m。各種傳質(zhì)單元高度之間的關(guān)系平衡線斜率為m

84第八十四頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日同理：比較上式：（三）傳質(zhì)單元數(shù)的計(jì)算1.對(duì)數(shù)平均推動(dòng)力法氣液平衡線為直線操作線也為直線85第八十五頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日同理：86第八十六頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日平衡線與操作線平行時(shí)，當(dāng)、時(shí)，對(duì)數(shù)平均推動(dòng)力可用算術(shù)平均推動(dòng)力。注意：平均推動(dòng)力法適用于平衡線為直線，逆流、并流吸收皆可。87第八十七頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日2.吸收因數(shù)法平衡線為通過原點(diǎn)的直線，服從亨利定律逆流為例：88第八十八頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日S——解吸因數(shù)（脫吸因數(shù)）89第八十九頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日注意：圖的適用范圍為<0.05及S<1。3.圖解積分法平衡線曲線時(shí)圖解積分法步驟如下：90第九十頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日操作線上任取一點(diǎn)（X,Y），其推動(dòng)力為(Y-Y*)。系列Y～作圖得曲線。積分計(jì)算Y2至Y1范圍內(nèi)的陰影面積。91第九十一頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日命題：塔高一定時(shí)，吸收操作條件與吸收效果間的分析和計(jì)算;

吸收塔的核算。

定性分析例在一填料塔中用清水吸收氨－空氣中的低濃氨氣，若清水量適量加大，其余操作條件不變，則Y2、X1如何變化？（已知體積傳質(zhì)系數(shù)隨氣量變化關(guān)系為）四、吸收塔操作計(jì)算92第九十二頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日定性分析步驟：

1）根據(jù)條件確定HOG、S；

2）利用，確定的變化;

3）采用吸收因數(shù)法確定Y2的變化;4）利用全塔物料衡算分析X1變化。水吸收混合氣中的氨為氣膜控制過程因氣體流量V不變近似不變，HOG不變、93第九十三頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日NOG不變94第九十四頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日（2）定量計(jì)算問題：吸收溫度降低，Y2、X1、吸收操作線如何變化？

X2降低，Y2、X1、吸收操作線如何變化？吸收壓力提高，Y2、X1、吸收操作線如何變化？Y1Y2Y2’X1X1’X295第九十五頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日例在一填料塔內(nèi)用純?nèi)軇┪諝怏w混合物中的某溶質(zhì)組分，進(jìn)塔氣體溶質(zhì)濃度為0.01（摩爾比，下同），混合氣質(zhì)量流量為1400kg/h，平均摩爾質(zhì)量為29，操作液氣比為1.5，在操作條件下氣液平衡關(guān)系為Y*=1.5X，當(dāng)兩相逆流操作時(shí)，工藝要求氣體吸收率為95％，現(xiàn)有一填料層高度為7m、塔徑為0.8m的填料塔，氣相總體積傳質(zhì)系數(shù)為0.088kmol/（m3·s），問：（1）操作液氣比是最小液氣比的多少倍？（2）出塔液體的濃度；（3）該塔是否合適？96第九十六頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日解：（1）（2）97第九十七頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日（3）98第九十八頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日

19×0.30=5.7mZ需要=5.7m<Z實(shí)際＝7m，故該塔合適99第九十九頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日解吸過程：溶質(zhì)從吸收液中分離出的操作，稱為解吸。解吸目的：獲得所需較純的溶質(zhì)；溶劑再生循環(huán)使用。五、解吸塔的計(jì)算（一）解吸條件及傳質(zhì)方向傳質(zhì)方向：溶質(zhì)由液相向氣相傳遞?；驐l件：或或推動(dòng)力：或100第一百頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日1．氣提解吸：2．減壓解吸：3．加熱解吸：（二）解吸方法或解吸能耗大，整個(gè)吸收過程的能耗主要在解吸。101第一百零一頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日（三）解吸塔的計(jì)算（解吸塔塔高及載氣量）G,Y1G,Y2L，X1,L,X2V,YL,X,1.物料衡算與操作線方程G（Y1

－Y2）=L（X1

－X2

）全塔物料衡算：操作線：L—吸收液流量，kmol/m2·s;G—載氣流量，kmol/m2·s;102第一百零二頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日BY2X2X1AY1Y*=f(X)A*103第一百零三頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日2.最小氣液比和載氣流量的確定

物系和操作條件一定，完成一定分離任務(wù),推動(dòng)力為零,塔高無窮大時(shí)對(duì)應(yīng)的氣液比為最小氣液比。以表示。對(duì)應(yīng)的氣體用量為最小用量，記作Gmin。實(shí)際載氣流量G=（1.1～2.0）平衡線非下凹:104第一百零四頁(yè)，共一百一十九頁(yè)，2022年，8月28日3.傳質(zhì)單元數(shù)法計(jì)算解吸填料層高度平均推動(dòng)力法105第