传质分离技术精选PPT.ppt

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1、传质分离技术第1页，此课件共13页哦吸收过程的基本概念 吸收：利用气体混合物中各组分在该液体中溶解度的差异 实现 气相各组分的分离。吸收质：气体中能溶于溶剂的组分。吸收剂：气体吸收操作中所用的溶剂。吸收尾气：吸收塔顶排出的气体为吸收尾气，主要成分是惰性 气体 还含有残余的溶质。吸收液：吸收塔底引出的溶质成为吸收液，其成分是溶剂和 溶质。惰性气体：基本上不溶于溶剂的组分的统称。惰性气体可以是 一种或多种组分。第2页，此课件共13页哦吸收过程的基础知识相组成：混合物中两组分的物理量之比成为摩尔比，可以用 来表示相组成。溶解度：在一定温度与压力下，溶质气体最大限度溶解于溶 剂中的量。亨利定律：在总压

2、不是很高（通常不超过500kpa），温度一定 的条件下，气液两相达到平衡状态时，稀溶液上方 的溶质分压与该溶质在液相中的摩尔分数成正比。推动力：通常以气液两相的实际状态与相应的平衡状态的偏离 程度表示 第3页，此课件共13页哦传质机理物质在单一相中的传递是扩散作用，分为分子扩散与涡流扩散。分子扩散：分子扩散是物质在一相内部有浓度差异的条件下，由流体分子的无规则热运动而引起的而引起的物质 传递现象。涡流扩散：再有浓度差异的条件下，物质通过湍流流体的传递 过程。对流扩散：湍流主体与相界面之间的涡流扩散与分子扩散两种 传质作用过程。第4页，此课件共13页哦传质机理物质在两相界面传递，可以用双膜理论解

3、释。气液两相接触时，两相间有一稳定相界面，两侧分别存在着呈层流的稳定膜层气膜和液膜，溶质必须以分子扩散的方式连续通过这两个膜层。（膜层厚度随流速而定）。相界面上气液两相互为平衡。膜层以外的主体内，由于湍流而使溶质浓度均匀，浓度梯度全部集中在两个膜层内。第5页，此课件共13页哦吸收速率单位时间内通过单位传质面积的吸收质的量称为吸收速率，用Na表示 在稳定吸收操作中，吸收设备内的任一部位上，相界面两侧的 对流传质速率应是相等的。因此其中任何一侧的对流扩散速率 都能代表该部位的吸收速率。气体总处理量换算成kmol/s单位 v=P1V1T0/P0T1=101.331202730.95101.3293

4、360022.4=0.034第6页，此课件共13页哦物料衡算吸收率：吸收率为气相中被吸收的吸收质的吸收质的物质的量与气相 中原有的吸收质的物质量之比，用a表示，即 a=GA/VYI=V(Y1-Y2)/VY1=1-Y2/Y1 或Y2=(1-A)Y1 第7页，此课件共13页哦组成在定态逆流操作的吸收塔内，气体自下而上，其组成由Y1逐渐降低至Y2；液相自上而下，其组成由X2逐渐增浓至X1；而在塔内任意截面上的气、液组成Y与X之间的对应关系，可有塔内某一截面m-n与他的一个断面之间对溶质坐物料衡算而得。m-n与塔底的物料衡算式：VY1+LX=VY+LV1 Y=LXV+Y1-LX1V m-n与塔顶的物料

5、衡算式：VY2+LV=VY+LX2 Y=LXV+Y2-LX2V第8页，此课件共13页哦组成y1=0.05 Y1=y1/(1-y1)=0.05/(1-0.05)=0.05264 y2=0.0005 Y2=y2/(1-y2)=0.0005(1-0.005)=0.0005 则X1=V(Y1-Y2)/L+X2 又X2=0 得X1=0.049第9页，此课件共13页哦吸收塔两相流动方向Y1Y2X2X1逆流流动逆流流动Y2Y1X2X1选用逆流吸收，可获得较大的推动力。并流流动并流流动第10页，此课件共13页哦吸收剂用量的确定吸收剂用量对吸收操作的影响分析：当吸收量L减少时会造成出塔吸收液组成增大，但吸收推动

6、力 变小，完成同样吸收任务所需的塔高增大，设备费用增大。反之，当增大吸收剂用量，则会使吸收过程推动力增大，有利于吸收操作，但超过一定限度后，会使吸收剂消耗量，输送机回收操作费用急剧增加。YY1Y20ABX1X2Y*=f(X)操作线操作线DX*1X第11页，此课件共13页哦最小吸收剂用量计算 Y2=0.05/1-0.05=0.0526 Y2=0.0005 X2=0 惰性气体流量V=VH/22.4T0/TP/P0(1-y1)=122.95kmol/h Lmin=v(Y1-Y2/X1-X2)=122.95（0.0526-0.0005）0.754/0.0526=91.82kmol/h 操作吸收剂用量的确定 L=(1.12)Lmin L=1.5Lmin=137.73kmol/h 第12页，此课件共13页哦第13页，此课件共13页哦