傳質(zhì)機(jī)理吸收過程.ppt

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1、2.3傳質(zhì)機(jī)理與吸收速率2.3.5對(duì)流傳質(zhì)2.3.6吸收過程的機(jī)理第2章吸收1由丹克沃茨(Danckwerts)提出，為非穩(wěn)態(tài)模型。三、表面更新模型1.表面更新模型的要點(diǎn)①溶質(zhì)向液相內(nèi)部傳質(zhì)為非穩(wěn)態(tài)分子擴(kuò)散過程。②界面上液體單元有不同的暴露時(shí)間或稱年齡，界面上各種不同年齡的液體單元都存在。③不論界面上液體單元暴露時(shí)間多長(zhǎng)，被置換的概率是均等的。單位時(shí)間內(nèi)表面被置換的分率稱為表面更新率，用符號(hào)S表示。2表面更新模型的模型參數(shù)表面更新率根據(jù)表面更新模型，推出∝2.對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)的確定三、表面更新模型32.3傳質(zhì)機(jī)理與吸收速率2.3.5對(duì)流傳質(zhì)2.3.6吸收過程的機(jī)理2.3.7吸收

2、速率方程式第2章吸收4一、膜吸收速率方程式1.氣膜吸收速率方程式氣膜阻力5比較得由道爾頓分壓定律一、膜吸收速率方程式62.液膜吸收速率方程式液膜阻力一、膜吸收速率方程式7比較得由一、膜吸收速率方程式83.界面組成的確定穩(wěn)態(tài)下，氣、液兩膜中的傳質(zhì)速率相等，即直線通過定點(diǎn)A(c，p)斜率——kL/kG一、膜吸收速率方程式9界面組成的確定10二、總吸收速率方程式1.以(p-p*)表示總推動(dòng)力的吸收速率方程式設(shè)吸收系統(tǒng)服從亨利定律或平衡關(guān)系在過程所涉及的濃度范圍內(nèi)為直線，則根據(jù)雙膜模型，相界面上兩相互成平衡11由此得整理得由相加得二、總吸收速率方程式12令則式中：KG——?dú)庀嗫偽?/p>

3、系數(shù)，kmol/(m2·s·kPa)?？傋枇σ耗ぷ枇饽ぷ枇庀嗫偽账俾史匠淌蕉?、總吸收速率方程式13對(duì)于易溶氣體，H值很大液膜阻力氣膜阻力控制整個(gè)吸收過程的速率氣膜控制示例：水吸收氨氣膜阻力氣膜控制示意圖二、總吸收速率方程式142.以(c*-c)表示總推動(dòng)力的吸收速率方程式設(shè)吸收系統(tǒng)服從亨利定律或平衡關(guān)系在過程所涉及的濃度范圍內(nèi)為直線，則根據(jù)雙膜模型，相界面上兩相互成平衡，則二、總吸收速率方程式15由此得整理得由相加得二、總吸收速率方程式16令則式中：KL——液相總吸收系數(shù)，m/s。總阻力氣膜阻力液膜阻力液相總吸收速率方程式二、總吸收速率方程式17對(duì)于難溶氣體，H值很小

4、氣膜阻力示例：水吸收氧液膜阻力液膜控制示意圖液膜阻力控制整個(gè)吸收過程的速率液膜控制二、總吸收速率方程式183.以(y–y*)表示總推動(dòng)力的吸收速率方程式同理，可導(dǎo)出式中：Ky——?dú)庀嗫偽障禂?shù)，kmol/(m2·s)。氣相總吸收速率方程式二、總吸收速率方程式194.以(x*-x)表示總推動(dòng)力的吸收速率方程式同理，可導(dǎo)出式中：Kx——液相總吸收系數(shù)，kmol/(m2·s)。液相總吸收速率方程式二、總吸收速率方程式205.以(Y-Y*)表示總推動(dòng)力的吸收速率方程式同理，可導(dǎo)出式中：KY對(duì)于低濃度吸收——?dú)庀嗫偽障禂?shù)，kmol/(m2·s)。氣相總吸收速率方程式二、總吸收速率方

5、程式216.以(X*-X)表示總推動(dòng)力的吸收速率方程式同理，可導(dǎo)出式中：KX對(duì)于低濃度吸收——液相總吸收系數(shù)，kmol/(m2·s)。液相總吸收速率方程式二、總吸收速率方程式22三、吸收速率方程式小結(jié)使用吸收速率方程式應(yīng)注意以下幾點(diǎn):①上述的各種吸收速率方程式是等效的。采用任何吸收速率方程式，均可計(jì)算吸收過程速率。②任何吸收系數(shù)的單位都是kmol/(m2·s·單位推動(dòng)力)。③必須注意各吸收速率方程式中的吸收系數(shù)與吸收推動(dòng)力的正確搭配及其單位的一致性。23④上述各吸收速率方程式都是以氣液組成保持不變?yōu)榍疤岬?，因此只適合于描述穩(wěn)態(tài)操作的吸收塔內(nèi)任一橫截面上的速率關(guān)系，而不能直接

6、用來描述全塔的吸收速率。在塔內(nèi)不同橫截面上的氣液組成各不相同，其吸收速率也不相同。⑤在使用與總吸收系數(shù)相對(duì)應(yīng)的吸收速率方程式時(shí)，在整個(gè)過程所涉及的濃度范圍內(nèi)，平衡關(guān)系須為直線。三、吸收速率方程式小結(jié)242.3傳質(zhì)機(jī)理與吸收速率2.4吸收塔的計(jì)算2.4.1物料衡算與操作線方程第2章吸收25一、物料衡算在工業(yè)中，吸收操作多采用塔式設(shè)備，既可采用氣液兩相在塔內(nèi)逐級(jí)接觸的板式塔，也可采用氣液兩相在塔內(nèi)連續(xù)接觸的填料塔。工業(yè)中以采用填料塔為主，故本節(jié)對(duì)于吸收過程計(jì)算的討論結(jié)合填料塔進(jìn)行。26逆流吸收塔的物料衡算原料氣：A＋B吸收劑：S尾氣：B(含微量A)溶液：S+AV(kmolB/s

7、)Y1(kmolA/kmolB)L(kmolS/s)X2(kmolA/kmolS)L(kmolS/s)X1(kmolA/kmolS)mnYXV(kmolB/s)Y2(kmolA/kmolB)填料塔27在吸收塔的兩端面間，對(duì)溶質(zhì)A作物料衡算溶質(zhì)A的吸收率氣體出塔時(shí)的組成一、物料衡算28二、操作線方程與操作線吸收塔內(nèi)任一橫截面上，氣液組成Y與X之間的關(guān)系稱為操作關(guān)系，描述該關(guān)系的方程即為操作線方程。在m-n截面與塔底端面之間對(duì)組分A進(jìn)行衡算，可得逆流吸收塔操作線方程29同理，在m-n截面與塔頂端面之間作組分A的衡算，得