【正文】 )()(BBAAccABTppAAardcbcLardppGH反應(yīng)工程 第八章 氣液反應(yīng)工程 96 2021年 6月 17日 7時(shí) 0分 [例 ]在一逆流操作的填料塔中用化學(xué)吸收法把進(jìn)料氣中的有害組合含量從 %降低到 %，試比較以下幾種情況，求出所需填料層的高度。 已知： kGA a=32kmol/(hm3atm), kLA a=, HA=m3/kmol,氣液流量分別為L=700kmol/(m2h),G=100kmol/(m2h), 氣相總壓 p=1atm,液相的總濃度 cT=56kmol/m3. 反應(yīng)工程 第八章 氣液反應(yīng)工程 97 2021年 6月 17日 7時(shí) 0分 （ 1）用純水吸收； （ 2）用 cB1=，反應(yīng)極快， kLA=kLB=kL,液相總濃度 cT=56mol/m3,b=1 （ 3） cB1=0..03kmol/m3，其余同（ 2） （ 4） cB1=，其余同（ 2） . 反應(yīng)工程 第八章 氣液反應(yīng)工程 98 2021年 6月 17日 7時(shí) 0分 解：這是低濃度吸收過程，故 ppyY AAA /??（ 1）物理吸收 可按化工原理介紹的方法計(jì)算。填料層中取一截面，對(duì)溶質(zhì) A作物料衡算（如圖）： TAAA ccxX /??氣相 A減少 =液相 A增加 )()( 22 AAAA xxLyyG ???反應(yīng)工程 第八章 氣液反應(yīng)工程 99 2021年 6月 17日 7時(shí) 0分 整理得 ATA dccLdppG ?31 km ol / m 00 )00 (170056100)( ????????AAAATA ppppLpGcc)m o l / ( m 8 00 0 1 2 111344ha t maKakHakaKGALAAGAGA???????????常數(shù)??????????????????atm 102102 ) 00()(444*AAAAAAAAAppppcHppp物理吸收速率 )hm ol / ( m 0 . 1 5 6 )( 24* ???????? ?AAGAA ppaKaN吸收推動(dòng)力 即 反應(yīng)工程 第八章 氣液反應(yīng)工程 100 2021年 6月 17日 7時(shí) 0分 m )10210(15 101)( 43521???? ????? ??? AApp AAardppGH由計(jì)算結(jié)果知，該過程不宜采用物理吸收。 填料塔高度 （ 2）快速反應(yīng)化學(xué)吸收 cB1= kmol/m3 a. 判斷反應(yīng)界面 （逆流吸收） 塔頂：氣相濃度最低，液相濃度最高，如該處不是界面反應(yīng)，則全塔都不是界面反應(yīng)。 塔底：氣相濃度最高，液相濃度最低，如該處是界面反應(yīng)，則全塔都是界面反應(yīng)。 反應(yīng)工程 第八章 氣液反應(yīng)工程 101 2021年 6月 17日 7時(shí) 0分 判斷：全塔均為界面反應(yīng)。 全塔物料衡算 )()( 2112 BBTAA cccLpppG ???3435451212m o l / m 7 9 3 . 6)10210(1071800 )(???????????????AATBB ppLpGccc 3422 ???????? ?BLBAGA ackbapk在塔底處 反應(yīng)工程 第八章 氣液反應(yīng)工程 102 2021年 6月 17日 7時(shí) 0分 b. 計(jì)算塔高 界面反應(yīng)屬氣膜控制，宏觀速率式 塔高 AGAA apkar ??? )(m 10210ln10ln )(4345122121??????????????AAGAppAAGAppAAppapkGpdpapkGardppGHAAAA反應(yīng)工程 第八章 氣液反應(yīng)工程 103 2021年 6月 17日 7時(shí) 0分 a. 判斷反應(yīng)區(qū)域 頂塔 ackb1apk441BLB1AGA???????????（ 3）快速反應(yīng)化學(xué)吸收 cB1= kmol/m3 反應(yīng)工程 第八章 氣液反應(yīng)工程 104 2021年 6月 17日 7時(shí) 0分 據(jù)此，判斷為膜內(nèi)瞬間反應(yīng)，不存在物理吸收段。宏觀速率式為： 3454511m o l / m )102(107130 )(AAAATBBpppppLGccc??????????????3322 m o l / m 0 0 0 0 03 1 . 6 ?????? AB pc塔底：估計(jì)反應(yīng)段長度，看是否存在物理吸收段。 塔內(nèi)任一截面與塔頂之間物料衡算得任一截面上氣、液濃度的關(guān)系式 代入塔底進(jìn)氣濃度，求得液相中反應(yīng)物 B出塔濃度 3422 ????????? ?BLBAGA ackbapk反應(yīng)工程 第八章 氣液反應(yīng)工程 105 2021年 6月 17日 7時(shí) 0分 將 cB代入宏觀速率方程 計(jì)算所需填料高度 )(7 8 0 .5 )(4BABLALBAAGAAcpcDDbHpaKar?????????????????m )10210(10 )()(4352121???????????????AAAApp AAppAA dparpGardppGH常數(shù)?????????? )]80 ([80 .57)( 4 AAA ppar反應(yīng)工程 第八章 氣液反應(yīng)工程 106 2021年 6月 17日 7時(shí) 0分 （ 3）快速反應(yīng)化學(xué)吸收 cB1= kmol/m3 頂塔 故塔頂是界面反應(yīng)。 塔底 全塔物料衡算 4411 ????????? ?BLBAGA ackbapk反應(yīng)工程 第八章 氣液反應(yīng)工程 107 2021年 6月 17日 7時(shí) 0分 3422 ???????? ?BLBAGA ackbapk3435451A2AT1B2Bl / mmo )10210(1107128)pp(LpGccc??????????????故塔底不是界面反應(yīng)。 兩種反應(yīng)區(qū)域交界處的臨界濃度必滿足 4 ???????? BCACBCLBACGA cpackbapk反應(yīng)工程 第八章 氣液反應(yīng)工程 108 2021年 6月 17日 7時(shí) 0分 ACACAACTBBCppppLpGccc )102(1107128)( 454511????????????? ?塔頂至臨界截面之間物料衡算得 二式聯(lián)立解得 34 / , mm olcat mp BCAC ??? ?b. 計(jì)算填料層高度 界面反應(yīng)段 m 1 2 102109 5 ln10 )(444511??????????????AcAAcAppAAGAppAApdpapkGardppGH 上反應(yīng)工程 第八章 氣液反應(yīng)工程 109 2021年 6月 17日 7時(shí) 0分 膜內(nèi)瞬間反應(yīng)段 填料層總高度 m 10 )(10 )(443545222???????????????????????????AAcAAcAAcppAAAppBLALBAAAGAppAAppdpcDDbHpdpapKGardppGH下m ????? 下上 HHH反應(yīng)工程 第八章 氣液反應(yīng)工程 110 2021年 6月 17日 7時(shí) 0分 小結(jié) ?雙膜理論 ?氣液相反應(yīng)的類型 ?化學(xué)吸收增加系數(shù)（增強(qiáng)因子） β和八田準(zhǔn)數(shù) (膜內(nèi)增強(qiáng)系數(shù) )γ,二者的作用及聯(lián)系 ?氣液相反應(yīng)器選型 ?氣液相反應(yīng)器的型式 ?填料塔的計(jì)算 反應(yīng)工程 第八章 氣液反應(yīng)工程 111 2021年 6月 17日 7時(shí) 0分 習(xí)題 P275 7