大學(xué)課件化工原理吸收2

1、7.3 相際間的質(zhì)量傳遞相際間的質(zhì)量傳遞 7.3.1 氣液相平衡氣液相平衡單組份物理吸收平衡單組份物理吸收平衡 ：f=c-+2=3-2+2=3溫度、總壓一定，溫度、總壓一定，f=1：pe溶質(zhì)在氣相中的分壓溶質(zhì)在氣相中的分壓平衡分壓平衡分壓 ce溶質(zhì)在液相中的飽和濃度溶質(zhì)在液相中的飽和濃度平衡溶解度平衡溶解度1、氣液相平衡、氣液相平衡)()(pfcpfcee2. 相平衡關(guān)系的表示方法相平衡關(guān)系的表示方法 (1) 溶解度（相平衡）曲線：溶解度（相平衡）曲線： 分壓對溶解度的影響：分壓對溶解度的影響：pe ，x 。（。（t 一定）一定） 溫度對溶解度的影響：溫度對溶解度的影響： t ，x ，（，（

2、pe一定）一定） 總壓對溶解度的影響：組份分壓不變，總壓對溶解度的影響：組份分壓不變，p變化不大變化不大 （ p0.5mpa），影響忽略），影響忽略. pe=f（x）， (t、p 恒定恒定) 氣相中氨的平衡分壓氣相中氨的平衡分壓pepex曲線曲線注意：注意： p對對 x-y 圖有影響，因為對于一定的圖有影響，因為對于一定的 y ，p變化變化 將導(dǎo)致將導(dǎo)致pe的變化，的變化，pe是影響溶解度的直接原因。是影響溶解度的直接原因。（2） 氣液相平衡方程（氣液相平衡方程（亨利亨利定律）定律）總壓不高時（總壓不高時（p小于小于 0.51mpa ），溶質(zhì)在稀溶液中的溶解），溶質(zhì)在稀溶液中的溶解曲線通過原點(diǎn)

3、，且為直線曲線通過原點(diǎn)，且為直線, 可表示為：可表示為：expee亨利亨利常數(shù)，常數(shù)，kpa液相為理想溶液，在全部濃度范圍內(nèi)，上式均成立。液相為理想溶液，在全部濃度范圍內(nèi)，上式均成立。此時，亨利定律與拉烏爾定律一致此時，亨利定律與拉烏爾定律一致, e=p0不同氣體：不同氣體： e 大，難大，難 溶；溶； e 小小 ， 易溶易溶. x,e,t3.亨利亨利定律的其他表示法定律的其他表示法 xmy*e x為比摩爾分率hcpec為kmol（溶質(zhì)）/m3溶液溶解度系數(shù)溶解度系數(shù)mxyex為摩爾分率相平衡常數(shù)相平衡常數(shù)y1yy x1xx 4. e 、 h、m、m* 之間的關(guān)系之間的關(guān)系 e，h 之間的關(guān)系

4、之間的關(guān)系 ：oohcxxchxchehcex對于稀溶液：sssmmocmmcshce cs 溶劑摩爾濃度，kmol溶劑/m3溶液 e, m 之間的關(guān)系之間的關(guān)系: mxexypee)(eepyem 理想氣體： ppyeepem m，m* 之間的關(guān)系：之間的關(guān)系： xxmyyee11*xymme11*xxyyee,稀溶液： m = m *7.3.2 相平衡在吸收過程中的應(yīng)用相平衡在吸收過程中的應(yīng)用 1. 判斷過程進(jìn)行的方向判斷過程進(jìn)行的方向 eyy ieipp exx 或吸收過程吸收過程eyy ieipp exx 或解吸過程解吸過程exy1yey2xe1xe20abyyxx2. 確定傳質(zhì)過程的

5、推動力確定傳質(zhì)過程的推動力 組成為組成為 y、x的氣液相相接觸，傳質(zhì)推動力可表示為：的氣液相相接觸，傳質(zhì)推動力可表示為： xxxyyyee或cccpppeeexy1yey2xe1xe20abyyxx3. 判斷過程進(jìn)行的極限判斷過程進(jìn)行的極限 平衡為過程的極限狀態(tài)平衡為過程的極限狀態(tài)22min2mxyye凈化氣體為目的：凈化氣體為目的：制取液相產(chǎn)品為目的：制取液相產(chǎn)品為目的：myxxe11max17.3.3 吸收過程（相際傳質(zhì)）的雙膜模型吸收過程（相際傳質(zhì)）的雙膜模型 模型要點(diǎn)模型要點(diǎn) 氣液相間有穩(wěn)定的相界面氣液相間有穩(wěn)定的相界面 相界面兩側(cè)各有一停滯膜，膜內(nèi)的傳質(zhì)以分子擴(kuò)散相界面兩側(cè)各有一停滯

6、膜，膜內(nèi)的傳質(zhì)以分子擴(kuò)散 方式進(jìn)行（虛擬膜或者有效膜）方式進(jìn)行（虛擬膜或者有效膜） 傳質(zhì)阻力全部集中在虛擬膜內(nèi)，膜傳質(zhì)阻力全部集中在虛擬膜內(nèi)，膜 外相主體中高度外相主體中高度湍流傳質(zhì)阻力為湍流傳質(zhì)阻力為0，即無濃度梯度。，即無濃度梯度。 界面上氣液成平衡狀態(tài)。界面上氣液成平衡狀態(tài)。 氣膜和液膜傳質(zhì)速率方程氣膜和液膜傳質(zhì)速率方程 aiabmggapppprtdn 氣相：氣相： iyayykn aiagappkn 7.3.4 相際傳質(zhì)速率方程相際傳質(zhì)速率方程 aailacckn xxknixa l0 xkck 液相：液相： aaibm0llaccccdn 相界面濃度的確定相界面濃度的確定glaia

7、aiakkccpp )c(fpii 總傳質(zhì)速率方程總傳質(zhì)速率方程 eyayykn xxknexa xyykmk1k1 xyxk1mk1k1 傳質(zhì)速率方程小結(jié)傳質(zhì)速率方程小結(jié) ： aiagappkn iyayykn gykpk aailacckn xxknixa l0 xkck 以總推動力表示的傳質(zhì)速率方程以總推動力表示的傳質(zhì)速率方程: eyayykn )pp(knega gykpk xxknexa )cc(knela lxkck0yxmkk xyykmk1k1 xyxk1mk1k1 lggkhk1k1 lglk/11hk1k1 glhkk4. 溶解度對傳質(zhì)系數(shù)的影響溶解度對傳質(zhì)系數(shù)的影響 氣相阻力控制氣相阻力控制 lgkhk1溶解度很大（易溶）溶解度很大（易溶） ggkk稱為氣膜控制稱為氣膜控制 eipp )(egappkn 氣膜控制，增加氣相流率氣膜控制，增加氣相流率, kg 提高提高, 加快吸收過程加快吸收過程. 增加液相增加液相流速，效果不明顯。流速，效果不明顯。yyixiyexe液膜阻力控制液膜阻力控制 glhkk11溶解度?。y溶氣體）溶解度?。y溶氣體） llkk稱為液膜控制稱為液膜控制 eicc )(ccknela液膜控