化工原理南林教材22(已修改)
2025-01-06 19:52 本頁(yè)面
【正文】 第二章 吸收 1 要求： 、分類(lèi)與目的，掌握亨利定律四種表達(dá)形式、相關(guān)計(jì)算及溶劑選擇的原則； ，掌握吸收速率方程式； ； ，理解吸收系數(shù)的影響因素； 。 2 重點(diǎn)： ； ； 。 3 吸收：利用氣體混合物中各組分 溶解度 的不同而實(shí)現(xiàn)的分離操作。 4 A：吸收質(zhì)或溶質(zhì) B：惰性組分或載體 S：吸收劑 5 氣體吸收的目的： ； ； 。 6 物理吸收 化學(xué)吸收 單組分吸收 多組分吸收 等溫吸收 非等溫吸收 吸收 解吸 分類(lèi)： 重點(diǎn)：低濃度單組分等溫物理吸收的原理與計(jì)算。 7 第一節(jié) 氣 — 液相平衡 211 氣體的溶解度 溶解度：氣體在液相中的飽和濃度。單位質(zhì)量（體積）的液體中所含溶質(zhì)的質(zhì)量。 氣體的溶解度的影響因素：物系的溫度、壓強(qiáng)及溶質(zhì)在氣相中的濃度。 8 溶解度、溫度、壓力、氣相濃度 四個(gè)獨(dú)立參數(shù)，其自由度數(shù)為： F = C － ? + 2 = 3 – 2 + 2 = 3 若壓強(qiáng)、溫度一定，則自由度數(shù)為 1。 在同一溶劑中，不同氣體的溶解度有較大的差異。 9 氨的溶解度較大，為易溶氣體 10 二氧化硫具有中等溶解度 11 氧的溶解度較小，為難溶氣體。 12 從以上圖中可看出：加壓、降溫對(duì)吸收有利。 13 212 亨利定律 總壓不太高（ ?5?105Pa）時(shí)，恒定溫度下，稀溶液上方的氣體溶質(zhì)的平衡分壓與該溶質(zhì)在液相中的濃度存在以下關(guān)系： 14 1. p*=Ex p*： 溶質(zhì)在氣相中的平衡分壓， kPa； E： 亨利系數(shù)，其單位與壓強(qiáng)的單位一致 。 x： 溶質(zhì)在液相中的摩爾分率 。 物系（氣體和溶劑）一定， E = E(t) t ?， E ? 難溶氣體 E大，易溶氣體 E 小。 15 2. p*=c/H c： 單位體積溶液中溶質(zhì)的摩爾數(shù)， kmol/m3； H： 溶解度系數(shù)， kmol/() 。 ? ?AssMMcEMH ??? ?1對(duì)稀溶液來(lái)說(shuō)， c 很小，故有： sEMH ??t ?， H ? 難溶氣體 H 小，易溶氣體 H 大。 16 3. y* = m x m：相平衡常數(shù)，無(wú)因次 ),(*****ptmmPEmxPEyExPyPypExp?????????17 4. Y* = mX 引入摩爾比 Y、 X的必要性：在吸收過(guò)程中，氣相中惰性組分和液相中溶劑的摩爾流量是不變的。 ** mXY ?低濃度的溶液： xxX??? 1液相中溶劑的摩爾數(shù)液相中溶質(zhì)的摩爾數(shù)yyY??? 1數(shù)氣相中惰性組分的摩爾氣相中溶質(zhì)的摩爾數(shù)? ? XmmXYXXmYY??????? 1111***18 小結(jié)： 亨利定律的四種表達(dá)形式： mXYmxyHcpExp????****19 213 吸收劑的選擇 吸收劑的選擇要從以下幾個(gè)方面來(lái)考慮： 溶解度、選擇性、揮發(fā)度、粘性及其它 (無(wú)毒性、無(wú)腐蝕性、不易燃、不發(fā)泡、冰點(diǎn)低、價(jià)廉具有化學(xué)穩(wěn)定性。 20 第二節(jié) 傳質(zhì)機(jī)理與吸收速率 吸收過(guò)程： ； 。 21 221 分子擴(kuò)散與菲克定律 分子擴(kuò)散：是在一相內(nèi)部有濃度差異的條件下，由于分子的無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)而造成的物質(zhì)傳遞現(xiàn)象。 擴(kuò)散通量：?jiǎn)挝幻娣e上單位時(shí)間內(nèi)擴(kuò)散傳遞的物質(zhì)量， kmol/(m2﹒ s)。 22 23 dzdCDJ AABA ?? 。中的分子擴(kuò)散系數(shù)，在介質(zhì)：物質(zhì)；濃度梯度；：物質(zhì)；；方向上的分子擴(kuò)散通量在：物質(zhì)/smBA)kmol/(mAs)kmol/(mZA242ABAADdzdCJ ?菲克定律24 222 氣相中的穩(wěn)定分子擴(kuò)散 一、等分子反向擴(kuò)散 傳遞速率 NA：在任一固定的空間位置上，單位時(shí)間單位面積上通過(guò) A的物質(zhì)量。 25 26 dzdpRTDdzdCDJN AAA ????? ? ?21 ppRTZDNA ?? ???? 210ppzA dpRTDdzN27 二、一組分通過(guò)另一停滯組分的擴(kuò)散 28 ???
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