吸收公式、例题、概念题与思考题

一、气体吸收过程的数学描述

（一）摩尔比与摩尔分率的变换

x

x X X X x y

y Y Y Y y -=

+=

-=+=

1111 （二）气体溶解与亨利定律

混合气体在吸收剂中的溶解度与吸收的温度、压力和混合气体的组成有关，对于难溶气体或低浓度气

对于难溶气体或低浓度气体，各系数之间存在如下关系：

（三）分子扩散的传质速率方程

1. 等摩尔相互扩散 气相内 )(21A A G AB

A p p RT D N -=

δ 液相内 )(21A A L

AB

A c c D N -=

δ

2. 一组分通过另一停滞组分的扩散 气相内 )

/l n ()]/()ln[()()()

(121

21212B 21B B B B B A t A t A t A t m A A m

t

G AB A p p p p p p p p p p p p p p p p p RT D N -=-----=

-=

δ

液相内 )

/l n ()]/()ln[()()()

(121

21212B 21B B B B B A t A t A t A t m A A m

t

L AB A c c c c c C c C c C c C c c c c C D N -=-----=

-=

δ

（四）定态下的对流传质速率方程

气相内 )(

i t

G A p p p D N -'=

（六）吸收塔的操作线方程

全塔物料衡算 )()(2121X X L Y Y G -'=-' （G ’、L ’分别为惰性气体和吸收剂的摩尔流率，kmol/h ） 吸收率 1

21211)(Y Y

Y G Y Y G -='-'=

φ

逆流吸收操作线 22)(Y X X G L Y +-''

=

并流吸收操作线 11)(Y X X G L Y +-'

'

-=

吸收操作的最小液气比 2

*121m i n X X Y Y G L --=⎪⎭⎫

⎝⎛'' 适宜的液气比 min

)0.2~1.1(L L '=' （七）填料层高度计算的通用表达式

⎰

⎰

⎰⎰--'-=

--'-=

--'-=--'-=**

1

21

21

21

2))(1()1())(1()1())(1()1()

)(1()1(x x i x

m y y i y m x x x

m y y y m x x x a k dx

x G H y y y a k dy

y G H x x x a K dx

x G H y y y a K dy

y G H

式中：y k '和x

k '为等摩尔相互扩散（即漂流因数等于1）时的膜传质系数。 （八）低浓度气体吸收的传质单元高度、传质单元数与填料层高度表达式

因 11≈-y ，1)1(≈-m y ，G y G G '≈-'=)1(，L x L L '≈-'=)1(，漂流因子1≈，吸收传质系数近似为常数，且相平衡关系满足亨利定律，所以有：

OL

OL OG OG x x OL

x OL

x x X

y y OG y OG y y y N H N H H x

x dx

N a K L H x

x dx a K L H y y dy N a K G H y y dy a K G H ==-='=

⇒

-'=

-='=

⇒-'

=

⎰

⎰

⎰⎰****1

2

1

2

1

2

1

2Ω

ΩΩΩ

L L G G x x i L

x L x x i x

y y i G y G y y i y N H N H H x

x dx

N a k L H x

x dx a k L H y y dy N a k G H y y dy a k G H ==-='

=

⇒

-'=

-='

=

⇒-'=

⎰

⎰

⎰⎰1

2

1

2

1

21

2Ω

ΩΩΩ

⎩⎨

⎧

=+=H L

mG S SH H H OL L G OG /⎧=OL OG SH H ⎧=OL

OG AN N （九）高浓度气体吸收的填料层高度表达式

⎰

⎰

--'-=

--'-=

1

21

2))(1()1()

)(1()1(x x i

x m y y i y m x x x a k dx

x G H y y y a k dy

y G H

⎪⎪⎭⎫ ⎝

⎛=='-'=

-==

t G G

G t y m

y

m G G m t G G y p RT D k p k y k y RT D p p RT D k δδδ)1()1(1B