化工原理第五章吸收(傳質(zhì)理論之一)超詳細(xì)講解(編輯修改稿)
2025-01-16 10:23 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 )系數(shù) kg氣膜吸收分系數(shù) kl 液膜吸收分系數(shù) 五、費(fèi)克分子擴(kuò)散定律的應(yīng)用 當(dāng) A分子通過分子熱運(yùn)動(dòng)的碰撞而傳遞時(shí)，其傳遞速率： δg ,δl —?dú)饽?、液膜厚?, 由于在膜層中有部分對流傳質(zhì) , 真正的 分子擴(kuò)散距離 δ＜ δg, δl。 對氣膜：用 pB/pT對 δg加以較正： ()BgggAig g BpPD A p D PN A p pRT RT p????? ? ??? ? ??=kgA(ppi) Bggg pRTPDk???T T kg氣膜吸收分系數(shù) 對液膜：用 CS /(CA+CS)=CS /CT 對 δl 加以較正： = ( )SSllS A Tl A l TiS lSlTCCC C CD A C D CN A C CC CC? ? ???????? ? ? ??=klA(CiC) SlTll CCDk??所以，可用界面附近氣膜中的擴(kuò)散速率： NA=kgA(ppi) 或液膜中的擴(kuò)散速率： NA=klA(CiC) 計(jì)算吸收速率。 kl 液膜吸收分系數(shù) 作業(yè)： P185 1 13 kg、 ky—分別以分壓 pA、氣相摩爾分率 yA 表示的 氣膜吸收分系 數(shù) 。 2 液膜 吸收 分速率方程 kl、 kx—分別以物質(zhì)的量濃度 cA 、摩爾分?jǐn)?shù) xA表示的 液膜吸收分系數(shù) 。 六、吸收速率方程 1 氣膜 吸收 分速率方程 或表示為 : 或表示為： )(k)(k)(k ygg iiTiA yyAyyApppAN ??????ky=kg pT 3 氣相 吸收 總速率方程 ——pi、 Ci 、 yi、 xi 難求 ,設(shè) 法消去 ppi —?dú)庀嘀黧w與界面上 A的分壓差。 cic —界面上與液相主體中 A的濃度差。 吸收過程中，氣相濃度 ↓，用某處的實(shí)際分壓與該氣相能下降到的最低值之差表示推動(dòng)力，而氣相所能降到的最低分壓是與該氣相相接觸的液相達(dá)平衡的平衡分壓 pA*。 NA=kgA(ppi)=klA(cic)=klAH(pip﹡ ) H H H H p*是與液相主體濃度 C平衡的分壓 KG, Ky, KY 以分壓 ,摩爾分率 yA,比摩爾分率 YA表示推動(dòng)力的氣相吸收總系數(shù) 。 1/KG = 1/kg + 1/klH T T T T T 4 液相 吸收 總速率方程 KL,Kx,KX—以 c, x, X表示推動(dòng)力的 液相吸總系數(shù) 。 AENccccAEccAppANgAiiliigAk)(k/)(k)(k g???????????ANcc Ailk??）（lg k1kE ???? ?ANcc AllA KccAccAKEccAN/1k/1k/ lg）（）（）（ ???????? ???H H H H H 注意： 以不同濃度表示推動(dòng)力△，其數(shù)值和單位各不相同，但 NA總是相同的，單位 —molA/s，通過 K、 k (吸收總系數(shù)和分系數(shù) )來調(diào)節(jié) NA的數(shù)值和單位。 七、強(qiáng)化傳質(zhì)吸收的途徑和措施 ∵ 吸收速率 NA=KAΔ 即： 總阻力 =氣膜阻力 +液膜阻力 1/KG=1/kg+1/klH 1/KL=H/kg+1/kl KG/KL=H H H H 提高 K值 H ②對 難溶體系 ： H小， m大， 則： 1/KL ≈1/kl， 1/Kx≈1/kx 即： 總阻力 ≈液膜阻力 ——液膜控制 應(yīng)選用鼓泡塔吸收 ，以攪拌液體，使液膜阻力 ↓。 又 ∵ k∝ 1/δ，故 加大氣液兩相的相對速度 ， Re↑，δ↓， k↑，亦可提高 K值。 ①對 易溶體系 ： H大， m小， 則： 1/KG≈1/kg， 1/Ky≈1/ky 即： 總阻力 ≈氣膜阻力 ——?dú)饽た刂? 應(yīng)選用填料塔或噴淋塔吸收 ，以攪拌氣體，使氣膜阻力 ↓。 1/KG=1/kg+1/klH 3 增大氣液接觸面積 A ① 、 增大氣液兩相的分散度 。 ②、 開發(fā)和采用 比表面積 σ（ m2/m3） 大的填料 。 2 增大吸收推動(dòng)力△ ① 采用逆流吸收 。 ② 若 Δ=yy* or: Δ=YY* y和 Y恒定，可減小 y*、 Y* ∵ y*= mx, Y*= m X， ∴ 增大吸收劑用量 ，則 x和 X↓， y*和 Y*都 ↓， Δ↑。 又 m=E/P=ρS/PHMS ∴ ↑ P。 使用 MS大的吸收劑 ，可使 m↓, Δ↑ ； ↓ T， H↑， m↓， Δ↑。 P169 規(guī)整填料： 要求完成一定吸收任務(wù) 所需傳質(zhì)面積A， 要用 NA=KA△ ， 先求： NA、 K、△ (YY*) ~X。 一、填料塔的物料衡算式 ——操作線方程 如圖： G—molB/s情性氣體的摩爾流量 （工藝條件所確定） L—molS/s—吸收劑的摩爾流量 (人為確定 ) 在穩(wěn)定吸收過程中：對全塔進(jìn)行物料衡算得： NA=G(Y1Y2)=L(X1X2) .....(1) — 可求 NA 式中： G, Y1, Y2, X2，均為定值，只 X1和 L變。 從 塔頂 至 任一截面 MM作物料衡算得： 167。 5—4 填料吸收塔的計(jì)算 上式是 一條直線方程 , 在 Y~X相圖 上為一直線 , 兩端點(diǎn)為(X1,Y1), (X2,Y2) 。斜率 L/G—液氣比。 由于 (X1,Y1), (X2,Y2)分別是塔底和塔頂?shù)臍庖合鄬?shí)際組成，所以， 直線上任意一點(diǎn)的坐標(biāo)都表示塔中某一截面上實(shí)際的氣液組成 —操作線方程 。 二、 L/G～ X1～△關(guān)系 將吸收體系的 相平衡線 與 操作線 ，繪在同一 X～ Y相圖上 平衡線： 操作線： (過 (X1, Y1)， (X2, Y2)兩點(diǎn) ) 氣相推動(dòng)力 YY* 塔頂 Y2Y2*。塔底 Y1Y1* X Y
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