化工基礎(chǔ)課件武漢大學(xué)第5章(編輯修改稿)
2024-11-15 12:23 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 在一定的溫度與壓力的條件下，當(dāng)氣、液傳質(zhì)達(dá)到平衡時，凈傳質(zhì)速率為零。在逆流操作時，含溶質(zhì)為 yA， 1的混合氣體從塔底送出，組成為 Xa， 2的吸收劑自塔頂淋下。塔很高，吸收劑用量很少，吸收液最終濃度 XA， 1也不會無限增大，其極值只與氣相濃度 yA， 1呈平衡的液相濃度 xA， 1* 。 3．計(jì)算過程推動力，分析過程進(jìn)行的難易 *AAA yyy ???*AAA xxx ???在圖中 ， 在截面 MN中 ， 推動力以氣相濃度差表示為： 液相推動力差表示為： 偏離平衡濃度越遠(yuǎn) ， 推動力越大 。 167。 3 吸收速率方程 吸收過程中 吸收速率 是指單位時間內(nèi) 、 在單位相際傳質(zhì)面積上被吸收的溶質(zhì)量 。 吸收速率可以表示為： 傳質(zhì)推動力吸收系數(shù)傳質(zhì)阻力傳質(zhì)推動力吸收速度 ???31 分吸收速率方程 分子擴(kuò)散 —— 流體內(nèi)某一組分存在濃度差時 ，則由于分子運(yùn)動使組分從濃度高處傳遞至濃度低處 ，這種現(xiàn)象稱為分子擴(kuò)散 。 費(fèi)克定律 —— 單位時間通過單位面積物質(zhì)的擴(kuò)散量與濃度梯度成正比。 以液相傳質(zhì)分系數(shù)表示的吸收速率方程 傳質(zhì)阻力傳質(zhì)推動力?????LAiAAiAmBLMLAkCCCCClCDN1)( ,? ?iAAmBGA pppR T lDpN,??以氣膜傳質(zhì)分系數(shù)表示的吸收速度方程： 32 總吸收速率方程 1．兩相間有物質(zhì)傳遞時，相界面兩側(cè)各有一層極薄的靜止膜，傳遞阻力都集中在這里。 ? ? ? ?? ? ? ?II1I1,LAiAAiLALGiAAiAGAGkCCCCkNkppppkN????????2．物質(zhì)通過雙膜的傳遞過程為穩(wěn)態(tài)過程，沒有物質(zhì)的積累。即， 總阻力 =氣膜阻力 +液膜阻力 當(dāng)濃度很稀時 ， KX=cM+KL KX—— 以物質(zhì)的量比差表示的總推動力的液相傳質(zhì)系數(shù) 。 當(dāng) kG＞＞ Kl， 為氣膜控制 當(dāng) kG＜＜ Kl， 為液膜控制 ALAG NN ? 3. 假定氣 — 液界面處無傳質(zhì)阻力，且界面處的氣 —液組成達(dá)于平衡。 ? 填料與分離的物系性質(zhì)有關(guān) 。 某溶劑對某溶質(zhì)的溶解度越大 ， 越易吸收 ， 填料高度會越小 。 這與分子間的力有關(guān) ， 即物系的相平衡關(guān)系 。 ? 與傳質(zhì)相界面的面積有關(guān) 。 單位體積填料提供的有效傳質(zhì)面積越大 ， 達(dá)到相同分離要求的填料高度會越小 。 此即與填料的形狀有關(guān) 。 衡量填料形狀的因素 ， 可用傳質(zhì)速率與傳質(zhì)系數(shù)表達(dá) 。 ? 若物系相同，填料形狀亦相同，但處理的原料氣量（ V） 和原料氣的進(jìn)出口組成（ y1和 y2） 不同，所以填料又與 V， L， y1， y2， x1有關(guān)，此即與物料衡算有關(guān)。下面將分相平衡關(guān)系、傳質(zhì)速率、物料衡算等三個方面來展開吸收過程。 41吸收塔的物料衡算和操作線方程 對吸收塔作物料衡算。從塔頂畫衡算范圍得： 進(jìn)塔 =出塔 1,2,2,1, ACnABnACnABn XqYqXqYq ???2,2,1,1, )( AAACnBnA XYYqqX ???上述兩式均可看作吸收塔的物料衡算方程 ， 或稱為 吸收塔操作線方程 。 操作線方程式與操作線 ? 在逆流操作線內(nèi)任取一平面 ， MN， 從該面到頂部作物料衡算： ACnABnACnABn XqYqXqYq ,2,2, ???)( 2,2,ABnCnAABnCnA XqqYXqqY ???)( 1,1,ABnCnAABnCnA XqqYXqqY ???同理 ， 也可以從底部到所選平面做物料衡算； 上述 兩個 方程都稱為吸收操作線方程 。 ? 其斜率為塔內(nèi)的氣、液比，表明單位惰性氣體處理量 mol與所選用吸收劑的量 mol。 該直線通過 A，B兩點(diǎn)。平衡線為 YA*=f（ XA） 關(guān)于操作線： ? 操作線的端點(diǎn) B表示塔底氣 、 液組成 （ XA,1， YA,1） ，相對與全塔 ， 它是最高點(diǎn) ， 稱為濃端； A點(diǎn)表示塔頂氣液組成 （ XA,2， YA,2） ， 是氣 、 液組成最低點(diǎn) ， 稱為稀端 。 ? 操作線上任何一點(diǎn)表示對應(yīng)的氣、液兩相組成； ? 如 M點(diǎn)，它的 YAYA*表示氣相推動力， XA*
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