化工原理吸收(ppt43頁)-在線瀏覽
2025-01-30 19:52本頁面
【正文】 3）蒸餾：雙向傳質(zhì) 吸收：?jiǎn)蜗鄠髻|(zhì) B、 S停滯組份。 氣體吸收的相平衡關(guān)系 氣體的溶解度 一、溶解度： A、 B S A CA* T、 P一定，氣體在液體中的飽和濃度。 二、溫度對(duì)溶解度的影響 單組份、 組分?jǐn)?shù) C＝ （ A、 B、 S）、 相數(shù) Φ＝ 2。 溶液濃度一定，易溶氣體 pA* 難溶氣體 pA* 同種溶質(zhì)， T 而溶解度 結(jié)論：加壓、降溫對(duì)吸收有利。 E為該 t 下純?nèi)苜|(zhì) p176。 用于難溶、較難溶氣體（或易溶稀溶液）； 難溶氣體， E為常數(shù)； E由實(shí)驗(yàn)測(cè)定，查手冊(cè)（ P78）； E＝ f （ T）， T E （即 T CA* ), 因此 ,難溶 E ,而易溶 E 二、 Henry定律的其它形式 2)(2 Hcp* ?說明： ① C為體積摩爾濃度［ kmol/m3]； ② H為溶解度系數(shù) [kmol/］； ③ H～ E關(guān)系： 推導(dǎo)： 1m3： 溶質(zhì)［ kmol/m3] 溶劑 k m o l MMcssA?? ?則 x 溶質(zhì)＋溶劑溶質(zhì)? M McccSA??? ? )Mc( MMcASS? ??? )Mc(McMEp*ASS? ??? )Mc( MMEH1ASS? ??? 4)(2 EMH S???④ H=f（ T） T H 易溶 H 難溶 H y*=m x (25) 說明： ① m 相平衡常數(shù)，無因次； ② m～ E： yPp ?? *yPp* ??:xEp* ??代入 xEy*P ???xPEy* ??總與 y*=m x 比較： 6)(2 PEm總?③ m 實(shí)驗(yàn)值 m= f (T) T P總 m (x )不利。 相平衡關(guān)系在吸收過程中的應(yīng)用 判斷傳質(zhì)進(jìn)行的方向 **ii y y ii xx ?? 或 若 傳質(zhì)方向?yàn)椋簹庀? 液相 吸收 反之，傳質(zhì)方向?yàn)椋阂合? 氣相 脫收 總之，溶質(zhì)傳遞的方向是趨于平衡的方向。（靜止或滯流） ：靠流體質(zhì)點(diǎn)的湍動(dòng)和旋渦而傳遞物質(zhì)的。簡(jiǎn)稱擴(kuò)散。 推動(dòng)力：濃度差。 dZdCA － A的濃度梯度， kmol/m4。 負(fù)號(hào)－表明擴(kuò)散是沿著物質(zhì) A濃度降低的方向進(jìn)行的。 精餾 傳遞速率 NA：在任意固定的空間位置上，單位 時(shí)間通過單位面積的物質(zhì)量 A［ kmol/]。 推導(dǎo) NA計(jì)算式： 現(xiàn)象 傳遞速率 NA (傳質(zhì)速率） NA＝ JA dZdCD A? dZdpRTD A?穩(wěn)定過程， NA為常數(shù)。 （ 2－ 15） dZdp RTDdZN AA ?? ?0 pA1 Z pA2 1 6 )(2 )P(P R T ZDN A2A1A ??二、一組分通過另一停滯組分的擴(kuò)散 過程分析 ① JA＝－ JB （分子擴(kuò)散） ② 總體流動(dòng)： A、 B兩種物質(zhì)并行的遞補(bǔ)運(yùn)動(dòng)。 BmpP－漂流因數(shù)，無因次。 pA P≈p Bm 1pPBm?總體流動(dòng) ≈ 0 ② pA 液相中的穩(wěn)定分子擴(kuò)散 90A2A1Sm39。A p 22)(2 )c(c zcCDN ? 擴(kuò)散系數(shù) 一、 D 物理意義 dzdcJDAA?單位濃度梯度下的擴(kuò)散通量。 二、復(fù)雜之處 ① 至少有兩種物質(zhì) ,有多種配合方式； ② 隨溫度變化較大； ③ 與總壓（氣體）或濃度（液體）有關(guān)； ④ 文獻(xiàn)中數(shù)據(jù)不全，應(yīng)用時(shí)常估算。 2 6 )(2 dzdc )DD ( J AE?? 式中： D — 分子擴(kuò)散系數(shù)， m2／ s； DE一 渦流擴(kuò)散系數(shù)， m2／ s； dcA/dz 一 沿 z方向的濃度梯度， kmol／ m4； J — 擴(kuò)散通量， kmol／ (m2 DE不是物性，與湍動(dòng)程度有關(guān)。A ???作業(yè)：復(fù)習(xí)所講。 (2)雙膜理論 ① 傳質(zhì)過程 ② 雙膜理論基本論點(diǎn)： 1）相界面，滯流膜層，分子擴(kuò)散； 2）相界面處達(dá)于平衡； 3）流體主體為湍流， ，0dzdc A ?膜層內(nèi)存在 。 吸收為通過兩膜層的傳質(zhì)。 2) NA所能解決的問題： 1）一定吸收任務(wù)，所需設(shè)備尺寸； 2）核算混合氣體通過指定設(shè)備所能達(dá)到的吸收程度。 (2)氣相組成以摩爾分率表示時(shí)： 3 4 )(2 )y(y k N iyA?y溶質(zhì) A在氣相主體中的摩爾分率； yi溶質(zhì) A在相界面處的摩爾分率。 液膜吸收速率方程式 c)(c cCzD N ismL39。 k cCzD ??）－（ 372 c)(ck N iLA?3 7 a)(2 k1 cc Li?kL— 液膜吸收系數(shù)， kmol/()或 m/s。 (1) (2)液相組成以摩爾分率表示時(shí)： 38)(2 x)(x k N ixA?(3)kL～ kx關(guān)系 因?yàn)? x)C(c x C c ii ????Lx kC k ???kx— 液膜吸收系數(shù)， kmol/() 1／ kx為液膜阻力， ＊ 1／ kx與（ xix)相對(duì)應(yīng)。 用主體濃度差表示推動(dòng)力。 (3）吸收過程的總推動(dòng)力＝任一相主體濃度與平衡濃度差。 若系統(tǒng)服從亨利定律： Hcp* ? 根據(jù)雙膜理論： Hcp ii ?: c)(ck N iLA 得代入 ?p * )H (k N iLA? *pp kHN iLA ??或氣相速率方程式 )p(p k N iGA? 改寫成 iGA pp kN ?兩式相加，得： 41)(2 *pp )k1kH 1 ( N GLA ???令 4 1 a )(2 k1kH 1 K1 GLG???則 4 2 )(2 p * )(pK N GA?說明： ① KG氣相總吸收系數(shù) [kmol/]。 ② (pp*)為總推動(dòng)力；也稱 液相總吸收速率方程式； ③ 1/KL為總阻力 ,由 1/kL、 H／ kG兩部分； ④ 難溶氣體 H 當(dāng) kL≈ kG時(shí) GL kH k1 ?? 則 KL≈ kL ⑤ 液膜控制，（看圖） ccc*c i?中等溶解度的氣體吸收過程，氣膜阻力與液膜阻力均不可忽略。］ )y(y k
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