第二章 吸收第三次課.ppt

1、1,吸收過(guò)程-相際間傳質(zhì)：氣相主體-相界面-液相主體,2-2-4 吸收過(guò)程（相際傳質(zhì)）的雙膜模型 （有效膜模型）,2,有效膜模型要點(diǎn)： a.氣液相間有穩(wěn)定的相界面，在界面處氣液濃度成平衡 ，可用相平衡關(guān)系描述 pi=f(ci) b.相界面兩側(cè)各有一停滯膜（虛擬膜或者有效膜）（氣膜和液膜），膜內(nèi)傳質(zhì)以分子擴(kuò)散 方式進(jìn)行 c.傳質(zhì)阻力全部集中在虛擬膜內(nèi)， 膜外主體高度湍流，傳質(zhì)阻力為0。,3,2.2.5 吸收過(guò)程傳質(zhì)速率方程式,傳質(zhì)阻力全部折算到虛擬膜內(nèi)，則吸收過(guò)程的傳質(zhì)速率方程可表示為以分子擴(kuò)散形式表示的傳質(zhì)速率 在穩(wěn)態(tài)的條件下， N氣相主體與界面=N界面=N界面至液相主體,傳熱推動(dòng)力溫度差 傳

2、質(zhì)推動(dòng)力濃度差,4,1.膜內(nèi)傳質(zhì)速率方程,氣膜內(nèi)傳質(zhì)速率方程：,5,液膜內(nèi)傳質(zhì)速率方程,c液相主體溶質(zhì)組分的摩爾濃度； ci界面上溶質(zhì)組分摩爾濃度； c0-液相的總摩爾濃度，即溶劑濃度+溶質(zhì)濃度。 kg,kl 氣液相膜傳質(zhì)系數(shù)。 x液相主體溶質(zhì)組分的摩爾分率；xi界面上溶質(zhì)組分的摩爾分率。 kx,ky以摩爾分率差為推動(dòng)力時(shí)的氣液相膜傳質(zhì)系數(shù)，kmol/m2.s。,6,2.總傳質(zhì)速率方程,Kg，Ky，Kl，Kx氣、液相總傳質(zhì)系數(shù)；pe ，ce分別為氣液相的平衡分壓及平衡摩爾濃度。,7,3.氣液相總傳質(zhì)系數(shù)之間的關(guān)系,穩(wěn)態(tài)吸收,由亨利定律,（1）,（2）,Kg=HKl,8,由亨利定律,（3）,（4

3、）,Kx=Kym,9,4.氣相總傳質(zhì)系數(shù)之間的關(guān)系,5.液相總傳質(zhì)系數(shù)之間的關(guān)系,10,6.總傳質(zhì)系數(shù)與膜傳質(zhì)系數(shù)的關(guān)系,穩(wěn)態(tài)吸收,推出,即,11,或者根據(jù)：,總阻力=氣膜阻力+液膜阻力,氣膜阻力：,液膜阻力：,12,液膜,推出,即,13,以摩爾分?jǐn)?shù)差為推動(dòng)力的總傳質(zhì)系數(shù),推出,即,14,同理可推出,液相總傳質(zhì)系數(shù),15,膜傳質(zhì)速率方程：,7. 吸收過(guò)程傳質(zhì)速率方程總結(jié),kx=kym,kg=Hkl,16,總傳質(zhì)速率方程:,Kg=HKl,Kx=Kym,17,總傳質(zhì)系數(shù)與膜傳質(zhì)系數(shù)的關(guān)系,18,溶解度對(duì)傳質(zhì)系數(shù)的影響,a.氣膜阻力控制 ：對(duì)于易溶氣體，溶解度很大，H很大,m很小,如以水吸收NH3,

4、Kgkg,傳質(zhì)阻力主要集中氣相側(cè)膜內(nèi)，故稱之為氣膜控制。,Kyky,19,氣膜控制 增加氣相流率和 提高ky, 加快吸收過(guò)程；增加液相流速，效果不明顯。,20,b.液膜阻力控制 ：,難溶氣體，溶解度很小，H很小,m很大，,Kl kl Kx kx,總阻力=液相傳質(zhì)阻力 主要集中液相側(cè)膜內(nèi)，液膜控制。,如以水吸收CO2。,21,液膜控制,增加液相湍動(dòng)程度如提高液相流率, 提高kx, 加快吸 收過(guò)程；增加氣相流速，效果不明顯。,22,C.雙膜阻力聯(lián)合控制，兩者均不可忽略,對(duì)溶質(zhì)的溶解度比較適中的吸收過(guò)程，則界面兩側(cè)的傳質(zhì)阻力相當(dāng)，對(duì)過(guò)程傳質(zhì)速率的影響相當(dāng)，故表現(xiàn)為界面兩側(cè)的膜對(duì)傳質(zhì)速率具有相同控制作

5、用。,23,用水作為吸收劑來(lái)吸收某低濃度氣體生成稀溶液（服從亨利定律），操作壓力為850mmHg，平衡常數(shù)m=0.25，已知其氣膜吸收分系數(shù)kg=1.25Kmol/ m.h.atm,液膜吸收分系數(shù)kl=0.85m/h，試分析該氣體被水吸收時(shí)，是屬于氣膜控制過(guò)程還是液膜控制過(guò)程？,課堂練習(xí),24,解： m= E/P 所以E=m P=0.25850/760=0.28atm 因?yàn)槭窍∪芤?所以H=ps /(MsE)=1000/（0.2818）=198.4（kmol /. atm） 根據(jù)1/KG=1/ kg+1/(Hkl) 即1/KG=1/1.25+1/(198.4 0.85) 所以KGKg=1.25

6、( kmol /. atm） 因此，是氣膜控制過(guò)程,25,常壓25下，氣相溶質(zhì)A的分壓為0.054大氣壓的混合氣體分別與 溶質(zhì)A濃度為0.002mol/l的水溶液； 溶質(zhì)A濃度為0.001mol/l的水溶液； 溶質(zhì)A濃度為0.003mol/l的水溶液； 接觸，求以上三種情況下，溶質(zhì)A在二相間的轉(zhuǎn)移方向。 若將總壓增至5大氣壓，氣相溶質(zhì)的分壓仍保持原來(lái)數(shù)值。與溶質(zhì)A的濃度為0.003mol/l的水溶液接觸，A的傳質(zhì)方向又如何？ 注：工作條件下，體系符合亨利定律。亨利常數(shù)E=0.15104大氣壓。,26,1. 根據(jù)雙膜理論，吸收質(zhì)從氣相主體轉(zhuǎn)移到液相主體整個(gè)過(guò)程的阻力可歸結(jié)為（ ）。 A.兩相界面

7、存在的阻力； B.氣液兩相主體中的擴(kuò)散的阻力； C.氣液兩相滯流層中分子擴(kuò)散的阻力； 2. 對(duì)于難溶氣體，吸收時(shí)屬于控制的吸收，強(qiáng)化吸收的手段是。 3. 物理吸收的極限取決于當(dāng)時(shí)條件下，吸收速率取決于吸收質(zhì)從氣相主體傳入液相主體的。 4. 用p為推動(dòng)力的氣膜傳質(zhì)速率方程有兩種,以氣相傳質(zhì)系數(shù)表達(dá)的傳質(zhì)速率方程為_(kāi),以總傳質(zhì)系數(shù)表達(dá)的傳質(zhì)速率方程為_(kāi)。,填空題,27,5. 溶解度很大的氣體，吸收時(shí)屬于控制，強(qiáng)化吸收的手段是。 6. 某爐氣含SO28.1（體積），在一條件下測(cè)得與其成平衡的溶液濃度為0.003（摩爾分率），則其相平衡常數(shù)值為. 7. 用p,C為推動(dòng)力的傳質(zhì)速率方程中,當(dāng)平衡線為直線時(shí)，傳質(zhì)總系數(shù)Kg與分系數(shù)kg, kl的關(guān)系式為_(kāi).KL與kg, kl的關(guān)系式為_(kāi). 對(duì)接