大学课件-化工原理-吸收小结.ppt

第7章 吸收（小结）,概述 吸收操作是将气体混合物的各个组分予以分离的单 元操作。 依据：依各组分在溶剂中的物理溶解度或化学反应的差异实现组分分离。 吸收剂 溶质 惰性组分 吸收液 净化气 目的： 回收有用物质，如用水吸收HCl气体制取盐酸. 净化气体：原料气净化，防止污染。,分类方法： 1、 物理吸收与化学吸收：依有无化学反应； 2、 单组分吸收与多组分吸收：依吸收组分数； 3、等温吸收与非等温吸收：依温度是否变化。,要解决的主要问题： 1.吸收剂的选择 原则（1) 溶解度要大 （2）良好的选择性 （3）蒸汽压要低 （4）较低的粘度,不易起泡 （5）便于再生 （6）安全、经济,2、吸收操作条件的确定 （1）吸收剂用量 （2）操作温度和压力 3、设备形式,、尺寸 板式塔、填料塔。,第一节 汽液相平衡 7-1-1 气液相平衡关系及其表示方法 1、气液相平衡 溶质在液相中的浓度受T、P以及Pe的影响。 当T、P确定后则：,2、相平衡关系的表示方法 (1) 溶解度曲线 (2) 公式表示法（享利定律）,E，H 之间的关系：,E, m之间的关系:,m m* 之间的关系：,7-1-2 相平衡关系在吸收过程中的应用 1、判断传质过程的方向 2、确定相际传质过程的推动力 3、指明传质过程的极限,第二节 传质机理与传质速率,吸收过程： 气相主体相界面液相主体 单向传质 界面溶解单向传质,单相内的传质机理： （1）分子扩散，分子随机热运动 （2）涡流扩散，质点的湍动和旋涡 7-2-1 分子扩散与传质 分子扩散： 费克定律：,双组分等分子反向扩散：,一组分通过另一停滞组分的扩散： 总体流动：在 压力差的作用下，单相主体向界面移动称为 总体流动。,其中 和 称为漂流因子，其值大于1,意义：漂流因子反映了总体流动对传质速率的影响，其值愈大，总体流动作用越强。,7-2-4 对流传质理论 1. 对流传质的停滞膜模型 1) 模型要点: (1) 相界面处存在一层虚拟的停滞膜; (2) 膜外为流体流动的湍流区, (3)停滞膜非常薄,膜内无物质累积,为稳 态分子扩散. (4)对流传质阻力全部集中于停滞膜内。 2） 传质速率方程:,7-2-5 吸收过程（相际传质）的双膜模型 一双膜模型要点： 基于停滞膜模型. 1气液相间有稳定的相界面 2相界面两侧各有一停滞膜，膜内的传质以 分子扩散 方式进行（虚拟膜或者有效膜） 3传质阻力全部集中在虚拟膜内， 膜 外相 主体中高度湍流传质阻力为0，即无浓度梯度。 界面上气液成平衡状态。 二、吸收过程传质速率方程式,传质速率方程小结,以总推动力表示的传质速率方程:,传质系数间的关系:,第三节 低浓度气体吸收,低浓度：溶质10%（体积） 假设：（1）气、液两相摩尔流率恒定； （2）等温吸收。,7-3-1 吸收塔的物料衡算及操作线方程 在吸收塔的设计中，混合气体的处理量，进出口浓度为设计条件，而溶剂的用量则由计算得出 一物料衡算 （1）操作线方程,x,y,x2 x x1,y2,y,y1,A,P,B,0,E,（qnL/qnG）max,y=y1,y1,qnL/qnG,(qnL/qnG)min,x2,y2,A,B,C,x1 xe1,=饱和度,7-3-2 填料层高度的计算,7-3-4 传质单元数的计算 1.平衡线为直线 （1）平均推动力法:,（2）吸收因子法,2、平衡线为曲线时 采用图解积分或数值积分的方法求解。 3、近似梯级图解法,7-3-5 吸收过程塔板数的计算 1、图解法求理论塔板数 2、解析法求理论塔板数 7-3-6 吸收过程的操作型计算 第四节 高浓度气体的吸收 高浓度气体吸收的特点 第五节 多组分吸收、化学吸收与解吸 多组分吸收,化学吸收 特点： 增强因子： 表达液相中化学反应的存在对液相传质系数的强化作用。 7-5-3 解吸 操作线方程 最小气液比：,第六节 气体吸收问题的讨论 7-6-1 吸收剂的选择 7-6-2 吸收温度和压力的选择 7-6-3 吸收流程和分析 第七节 填料塔 7-7-1 填料塔和塔填料 1、填料塔特点： 通量大； 压降低； 持液量少； 弹性大。,2、填料塔结构： 塔体；填料； 填料支撑板和填料压板； 液体分布器和液体再分布器； 除雾沫器和气体分布器。 7-7-2 填料塔的流体力学性能 7-7-3 填料塔的传质性能,空气气速，u,压降P,L=0,L3 L2 L1,B,A,