同济化工原理课件第八章吸收2

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化工原理吸收教学课件PPT

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5.1.1 化工生产中的传质过程
一、均相物系的分离
均相混合物的分离,首先要设法制造另外一个相,
使得物质从一个相转移到另外一相。
根据不同组分
某种过程
均相物系
两相物系
在各相中物性 的差异,使某
组分从一相向
实现均相物系的分离
另一相转移: 相际传质过程
相际传质过程
均相物系分离
相际传质过程的推动力:浓度差
5
分离
均 相 混 合 物 非 均 相 混 合 物
动量传递 三传 热量传递
质量传递
-----在浓度差、温度差、压 力差等推动力作用下,物质从 一处向另一处的转移过程。包 括相内传质和相际传质两类。
利用某种性质差异
方法 加 加入 入能 另量 外一种分 物离 质剂 作为 加场,如浓度场、电 温场 度、磁场
4
13
5.1.7 吸收操作的分类
按被吸收 组分数目
单组分吸收
多组分吸收√ 气体混合物 液体
气体 吸收
按吸收有无 化学反应
按溶质组 成的高低
按吸收的 温度变化
物理吸收
化学吸收√
低浓度吸收
高浓度吸收√
等温吸收
非等温吸√收
溶质A S
惰性组分B 吸收剂
相界面
本章只讨论单组分、低浓度、等温、物理吸收过程 的有关原理和计算。
ExA p*A
y*Ap*A/ pxAE/ p
p*A ExA

mE p
y*A mxA
26
在低浓度气体吸收计算中,通常采用基准不变
的比摩尔分数Y( 或 X)表示组成。
由yA*mxA

YA* 1YA*
mX*A 1 X*A

《化工原理吸收》课件

《化工原理吸收》课件
02 模拟方法可以预测不同操作条件下的吸收效果, 以及优化吸收设备的结构和操作参数。
03 常用的模拟方法包括物理模型模拟、数学模型模 拟和实验模拟等。
吸收过程的优化策略
01
吸收过程的优化策略是通过调整操作条件和设备参数
来提高吸收效果的方法。
02
优化策略通常包括选择合适的吸收剂、优化操作条件
、改进设备结构和操作参数等。
增加流速可以提高溶质的 传递速率,但同时会增加 设备的投资和能耗。
04
吸收设备与流程
吸收设备的类型与特点
填料塔
结构简单,易于制造, 适用于气体流量较小、 溶液组成较低的情况。
板式塔
传质效率高,处理能力 大,适用于气体流量较 大、溶液组成较高的情
况。
喷射器
结构简单,操作方便, 适用于气体流量较小、 溶液组成较低的情况。
THANK YOU
感谢各位观看
溶解度与相平衡的关系
物质在气液两相中的溶解度差异是吸收过程得以进行的驱动力。
亨利定律与相平衡
亨利定律:气体在液体中的溶解度与该气体在气液界 面上的分压成正比。
输标02入题
亨利定律的数学表达式:(Henry's Law):(c = kP)
01
03
亨利定律的应用:通过测量气体的溶解度和气液界面 上的分压,可以计算出亨利常数,进而了解物质在特
03
优化策略的目标是提高吸收效果、降低能耗和减少环
境污染等。
06
吸收的实际应用
工业废气的处理
工业废气处理
吸收法可用于处理工业生产过程中产生的废气,如硫氧化物 、氮氧化物等有害气体。通过吸收剂的吸收作用,将有害气 体转化为无害或低害物质,达到净化废气的目的。

《化工原理》课件—02吸收

《化工原理》课件—02吸收

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3.溶解度的影响因素
❖ 溶质的性质:不同的气体在溶剂中的溶解度不同 易溶气体,难溶气体
❖ 分压对溶解度的影响:当Pe增加,x 增加。(T 一定) ❖ 总压对溶解度的影响:在溶质组份分压不变时,若P
变化不大,不影响溶解度。即总压不影响pe、x之间 的关系 ❖ 温度对溶解度的影响: T增加,x下降,(Pe一定)
2020/12/11
7
选择合适的溶剂。吸收剂的性能是吸收操作良
好与否的关键,选择时要从以下几方面来考虑:
1.对被吸收的组分要有较大的溶解度,且有较好的选择性。 2.要有较低的蒸气压,以减少吸收过程中溶剂的挥发损失。 3.要有较好的化学稳定性,以免使用过程中变质。 4.腐蚀性要小,以减小设备费用和维修费。 5.粘度要低,以利于传质及输送;比热要小,使再生时的耗热 量较小;不易燃,以利于安全生产。 6.吸收后的溶剂应易于再生。
29
第二节 吸收速率
两个基本问题:一是过程的极限,取决于吸收的相平衡关系;
另一是过程的速率。
气液传质过程: 三个基本步骤
①溶质由气相主体
相界面,(相内传质)Байду номын сангаас
②溶质组分在界面上发生溶解进入液相。 (相际传质)
③由界面 液体主体传递。(相内传质)
溶解过程易进行的,其阻力很小。通常认为界面上气液两 相的溶质浓度满足平衡关系。
18
4. 各亨利系数的影响因素
➢ 亨利系数E=f(物系,T)
温度T ,E ; 总压P对E影响很小
理想溶液: E=p0(饱和蒸汽压)
易溶气体E<难溶气体E
➢ 溶解度系数H =f(物系,T)
总压P对H影响很小;温度T ,H
易溶气体H>难溶气体H

化工原理8_吸收

化工原理8_吸收

2014-3-5
§ 8.1
二.吸收的应用
概述
1.制取产品 例如,用水吸收氯化氢制取 31%的工业盐酸, 用氨水吸收 CO2 生产碳酸氢铵等。 2.从气体中回收有用的组分 例如,用硫酸从煤气中回收氨生成硫胺; 王红芳 用洗油从煤气中回收粗苯等。 3.除去有害组分以净化气体 主要包括原料气净化和尾气、废气的净化以保护环境。 例如用水或碱液脱除合成氨原料气中的二氧化碳, 燃煤锅炉烟气、冶炼废气等脱 SO2 等。
2014-3-5
传质过程的推动力
未达平衡的两相接触会发生相际间传质(吸收或解吸),离平 衡浓度越远,过程传质推动力越大,传质过程进行越快。 方法:用气相或液相浓度远离平衡的程度来表征气液相际 传质过程的推动力。
对吸收过程: (y-y*):以气相摩尔分数 王红芳 差表示的传质推动力;
y y P
y*=f(x)
(y-y*) (x*-x) : 以 液 相 摩 尔 分 数差表示的传质推动力。 y* (x*-x)
传质推动力的表示方法 可以不同,但效果一样。
2014-3-5
o
x
x* x
双膜理论 由 W.K.Lewis 等人在上世纪二十年代提出, 是最早出现的传质理论。双膜理论的基本论点是:
(1) 相互接触的两流体间存在着稳定的相界面,界面两 侧各存在着一个很薄(等效厚度分别为 1 和 2 ) 的流体膜层。溶质以分子扩散方式通过此两膜层。 (2) 相界面没有传质阻 气 液 力,即溶质在相界 气相主体 膜 相界面 膜 液相主体 面处的浓度处于相 pi = ci / H p 王红芳 平衡状态。 ci (3) 在膜层以外的两相主 流区由于流体湍动剧 pi 烈,传质速率高,传 质阻力可以忽略不计, c 2 1 相际的传质阻力集中 在两个膜层内。

化工原理课件1

化工原理课件1

CA H
m= E p
y∗A = m ⋅ xA
p∗A = E ⋅ xA
Y∗ = m⋅X
8.2.2 亨利定律
亨利定律各系数间的关系
例8-1:在常压及20℃下,测得氨在水中的平衡数据为:
浓度为0.5gNH3/100gH2O的稀氨水上方的平衡分压为400Pa,
在该浓度范围下相平衡关系可用亨利定律表示,试求亨利系数
x* = y / 0.94 = 0.02 / 0.94 = 0.021 x = 0.05 > x* = 0.021 ∴氨由液相转入气相,发生解吸过程。
8.2.3 气液平衡与吸收过程关系
1、判断过程的方向 此外,用气液相平衡曲线图也可判断两相接触时的传质 方向。 具体方法:
已知相互接触的气液相 的实际组成y和x,在x-y坐标 图中确定状态点。
若点在平衡曲线上方, 则发生吸收过程;
若点在平衡曲线下方, 则发生解吸过程。
8.2.3 气液平衡与吸收过程关系
2、计算过程的推动力
当气液相的组成均用摩尔分数表示时,吸收的推动力可表
示为:
y − y*:
以气相组成差表示的吸收推动力;
yA
x* − x:
以液相组成差表示的吸收推动力。
y*
3、确定过程的极限
对流传质
8.3.1 双组分混合物中分子扩散
1、分子扩散: 一相内部有浓度差异的条件 下,由于分子的无规则热运动而 造成的物质传递现象。
2、菲克定律
AB
(1)扩散通量 单位面积上单位时间内扩散传递的物
质量,单位:kmol/(m2 ·s) 。
(2)菲克定律
JA
=
− DAB
dC A dz
试分析与傅立叶定律以及牛顿粘性定律的区别及联系。

化工原理 第八章 吸收

化工原理 第八章 吸收

等摩尔相互扩散
N A, z dz D
z1
z2
c A2
c A1
dcA
N A, z
c A1 c A2 推动力 D c A1 c A2 z 2 z1 z D 阻力


cA1
NB NA A
相界面
B
cD D y A1 y A2 p A1 p A2 z 2 z1 RT z 2 z1
由JA,z+ JB,z=0可证得。
菲克定律
说明: (3)DA,B是物性。
D A, B f ( P , T , x )
DA,B(气) 10-5m2/s DA,B(液) 10-9m2/s DA,B(固) <10-10m2/s
每cm3 所具有的分子个数: 氧气:2.5×1019 水:3.3×1022 铜:7.3×1022
双组分均相物系中,x与X的关系?w与的 关系?
X x 1 X x X 1 x
w
w w 1 w
xA与cA的关系?wA与A的关系?
c A x Ac
A wA
cA与A的关系?
cA
A
MA
对理想气体,c与 p的关系?y与p?与p?
nA pA cA V RT
nA pA yA n P
H2O
H2O NH3
298
332 273
0.256
0.305 0.198
正丁醇
苯 甲苯
273
298 298
0.0703
0.0962 0.0844
三、小结
(一)重要概念
分子扩散、对流传质、扩散通量、绝对扩散通量、总体流 动通量、漂流因数、膜模型要点、对流传质机理、影响对 流传质的因素。

陈敏恒_化工原理课件_第八章(2)

陈敏恒_化工原理课件_第八章(2)

新操作线与原操作线平行,
y2 , x1 , , N
讨论: x2 ,K y a 不变,而 N ,显然 ym x2 的调节限度:主要受解吸过程的限制
(3)吸收剂入塔温度的调节 原工况如图蓝线所示, 现仅 t , 操作结果如何变化? 新操作线与原操作线平行,
m ,y2 ,x1 ,η ,N
二、计算方法
H N OG H OG
由 H OG NOG L( y2 ) x1 第二类命题需要试差
mG y1 mx2 mG 1 ln 1 mG L y 2 mx2 L 1 L
三、吸收塔的操作和调节 调节方法:改变吸收剂的入口条件 L, x2 , t
返混:少量流体自身由下游返回至上游 任何形式的返混,都将降低传质推动力,对 传质不利。
例题1 课本P45,8-12 例题2 用纯溶剂吸收某混合气中有害组分,已知 ye mx ,H OG 与 m G L 为常数, 当 y1 0.09, 1 0.9 时,塔高为 H 1 当 y1 0.09, 2 0.99 时,塔高为 H 2 当 y1 0.009, 3 0.9 时,塔高为 H 3 试比较 H1 , H 2 , H 3 的大小
K y a,K x a :容积传质系数 kmol s m
3
六、传质单元数与传质单元高度
y1 dy G 令:H OG ,N OG y2 y y K ya e H H OG NOG x1 dy L 令:H OL , N OL x2 x x K xa e H H OL NOL
8.5.4 吸收塔的操作型计算 一、操作型计算的命题 (1)第一类命题 给定条件:H , L, G, x2 , y1 , y f ( x) 流动方式,K y a 或 K x a x1 计算目的: y2 ( ) , (2)第二类命题 给定条件:H , G, y1 , y2 , x2 , y f ( x) 流动方式,K y a 或 K x a 计算目的: L ,x1

化工原理吸收知识点页PPT文档

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KL HkG 1/ kL
K PK
y
G
K mK
x
y
Kx C0KL
KL HKG
3. 相界面浓度的确定与相际传质速率分析
① 相界面浓度的确定
②相际传质速率分析
● 气相阻力控制----易溶气体 KG kG
● 液膜阻力控制 ----难溶气体 KL kL
● 双膜阻力联合控制,两者均不可忽略
4. 低浓度气体吸收
同理: NOL A1 1ln 11 Ay y1 2 m m2 2x x1 A
式中
A L mG
由上两式可得:
NOGANOL
可见
NO
Gf(A, yy12
m2x) m2x
◆ A一定时
1
e1
1
x2xe2x2
● 吸收因子法:
若平衡关系为直线时, ymxb
NO
G
y1
dy
y2 (ymxb)
依物料衡算 :
xx2 G L(yy2 )
代入以上方程并整理得:
A=1时 A≠1时
NOG

y1 y2 y2 mx2
NOG111ln11 Ayy12 m m22xx1 A A
d(y) 常数 dy
d(y)y1 y2
dy
y1 y2
y1y1ye1
yyy
2
2
e2
△y1
△y2
y1
y2
dy y1y2 d(y) y1 y2
N y1 dy
OG y2 ( y y ) e
y1 dy yy y1 d( y)
y2
N x1 dx
L x2 ( xi x)
1 1m

化工原理课件,华南理工,吸收-2

化工原理课件,华南理工,吸收-2
根据双膜理论,界面处气液浓度成平衡
ci Hpi
N A kL (ci c)
NA HkL ( pi p*)
1 N A pi p * HkL
N A kG ( p pi )
1 N A p pi kG
1 1 NA p p * Hk k G L
解: 操作压强P=850/760=1.12atm
由平衡常数关系
E m P
得 E=mP=0.25×1.12=0.56atm
对于稀溶液
ρ应该是溶液的密度,这里 近似用水的密度代替


使气体与界面之间产生微小的压差,从而产生混合
气主体向界面递补的运动,这种递补运动称之为总
体流动。

以液相及气相为推动力的传质速率方程。
液相:N A 气相:N A D Co c A1 c A 2 z cBm D P RTz p Bm
p A1
p A2

p 、 co 称为漂流因子,其值大于1。 c Bm pBm
例 用水吸收气体组分,平衡关系服从亨利定律, 操作压力为850mmHg,相平衡常数m=0.25, 气膜吸收分系数kp = 1.25kmol/(m2•h•atm), 液膜吸收分系数kc = 0.85 m/h。计算用气相分 压浓度表示的总传质系数和用液相体积浓度 表示的总传质系数值。试分析该气体被水吸收 时,是属于气膜控制过程还是液膜控制过程?
1 KG
K G p p * K y ( y y*)
NA
液相:N A=
c * c
1 KL
K L c * c K x ( x * x)
KG,Ky,KL,Kx—气、液相总传质系数; p* ,c*—气液相的平衡分压及平衡摩尔浓度。

化工原理 第八章 气体吸收 讲义

化工原理 第八章 气体吸收 讲义

工业吸收过程
必须解决问题: 必须解决问题: 1、选择合适的吸 、 收剂(溶剂); 收剂(溶剂); 2、提供合适的气 、 液传质设备; 液传质设备; 3、吸收剂的再生 、 循环使用。 循环使用。
吸收塔 解吸塔
化工与材料工程学院---Department of Chemical and Materials Engineering
化工与材料工程学院---Department of Chemical and Materials Engineering
气体的溶解度
在温度和压力一定的条件下,平衡时的气、 在温度和压力一定的条件下,平衡时的气、液相组成具有一一 气体的溶解度 对应关系。 对应关系。 平衡状态下气相中溶质的分压称为平衡分压或饱和分压, 平衡状态下气相中溶质的分压称为平衡分压或饱和分压,与之 对应的液相浓度称为平衡浓度或气体在液体中的溶解度 溶解度。 对应的液相浓度称为平衡浓度或气体在液体中的溶解度。这时 溶液已经饱和,即达到了它在一定条件下的溶解度, 溶液已经饱和,即达到了它在一定条件下的溶解度,也就是指 气体在液相中的饱和浓度,习惯上以单位质量(或体积) 气体在液相中的饱和浓度,习惯上以单位质量(或体积)的液 体中所含溶质的质量来表示, 体中所含溶质的质量来表示,也表明一定条件下吸收过程可能 达到的极限程度。 达到的极限程度。 在一定温度下达到平衡时, 在一定温度下达到平衡时,溶液的浓度随气体压力的增加而增 如果要使一种气体在溶液中里达到某一特定的浓度, 加。如果要使一种气体在溶液中里达到某一特定的浓度,必须 在溶液上方维持较高的平衡压力。 在溶液上方维持较高的平衡压力。 气体的溶解度与温度有关,一般来说, 气体的溶解度与温度有关,一般来说,温度下降则气体的溶解 度增高。 度增高。

化工原理课件第八章

化工原理课件第八章

第一节 概述
6.其他 吸收剂还应具有较好的化学稳定性,不易产生泡沫, 无毒性,不易燃,凝固点低,价廉易得等经济和安全条件. 实际生产中,满足上述全部条件的吸收剂是很难找到 的,往往要对可供选择的吸收剂进行全面的评价以做出经 济合理的选择.
第二节 吸收过程的相平衡关系
一,吸收中常用的相组成表示法
在吸收操作中气体的总量和液体的总量都随操作的进 行而改变,但惰性气体和吸收剂的量始终保持不变.因此, 在吸收计算中,相组成以比质量分数或比摩尔分数表示较 为方便. 1.比质量分数与比摩尔分数 (1)比质量分数 混合物中某两个组分的质量之比称为 比质量分数,用符号表示.即: w wA (8-1) WA = A = KgA / KgB
wB 1 wA
第二节 吸收过程的相平衡关系
(2)比摩尔分数 混合物中某两个组分的摩尔数之比 称为比摩尔分数,用符号(或)表示.即: x xA kmolA/kmolB (8-2a) XA = A =
xB 1 xA
如果混合物是双组分气体混合物时,上式则用与的关 系表示为: y yA kmolA/kmolB (8-2b) YA = A =
第二节 吸收过程的相平衡关系
表8-1某些气体水溶液的亨利系数值(E×10-6/kPa)
由表8-1中的数值可知:不同的物系在同一个温度下 的亨利系数不同;当物系一定时,亨利系数随温度升高而 增大,温度愈高,溶解度愈小.所以亨利系数值愈大,气 体愈难溶.在同一溶剂中,难溶气体的值很大,而易溶气 体的值很小. (2)亨利定律的其他表达形式 由于互成平衡的气, 液两相组成各可采用不同的表示法,因而亨利定律有不同 的Байду номын сангаас达形式.
第二节 吸收过程的相平衡关系
采取降温措施, 以增大其溶解度. 所以,加压和降温 对吸收操作有利. 反之,升温和减压 则有利于解吸.对 于同样浓度的溶液, 易溶气体在溶液上 方的气相平衡分压 小,难溶气体在溶 液上方的平衡分压 大.

化学化工学院化工原理课件第8章气体吸收

化学化工学院化工原理课件第8章气体吸收

收率达到95% ,则所需洗油量变为多少? (2)(3)为第二类操作型问题
解: (1) 对比h实际 , h需要
y2
x2
y1 0.02 x2 0 0.95 y2 1 y1 0.001
x1
x2
L G
y1
y2
0.095
H OG
G K ya
200 3600
0.05
1.11m
h需要
H OG
yb ya ym
6.5m h实际
6m
y1
x1
(2)增加L
H OG
G K ya
200 3600
0.05
1.11m
不变
在塔内 H=6m ,达到 95% 回收率202所3/1需2/26的传质单元数
6 N OG 1.11 5.4
5.4
1
1
S
ln
1
S
0.02 0.001
S
S 1 A
试差迭代解得: S 0.603 L mG 0.13 200 43.1kmol /(m 2 h)
2
3
5.38
3
N OG '
N OG
1 1 1
ln1
1 A
y1 mx2' y2 ' mx 2 '
1
A
A
1 1
2
ln1
2 3
0.01 2 0.00035 y2' 2 0.00035
2
3
5.38
3
y2' 0.0013 ' 0.87
物料衡算
G( y1 y2' ) L( x1' x2' ) 2023/12/26

化工原理-3-第八章-气体吸收精品PPT课件

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解:求H
PA*
CA H
C A 0.582 kmol m3 ,PA 800Pa
故:H
CA PA*
0.582 0.8
0.7275 kmol m3.kPa
求E E PA* xA
xA
CA CA CS
E
0.8 0.01048
0.582
0.582
1000 0.582 17 18.02
76.33 kPa
0.01048求mFra bibliotekm y x
y PA 0.8 7.897 103 P 101.3
m 0.761
8.3 吸收过程模型及传质速率方程 8.3.1双膜模型
一、吸收过程 吸收过程物理模型:
图(b)中y、x分别表示气相、液相主体浓度;yi、xi分别 表示在相界面处气、液两相的浓度。
以气、液相界面为准,A在相际间的传质过程由以下三步串联而成:
E的含义:
①其数值大小由物系特性和温度决定; ②当物系(溶质、溶剂)一定时,其值随温度的上升而增大; ③由实验测定。
二、不同表达形式
由于气、液两相组分浓度可有不同的表示方法,因而亨利定律也有 不同的形式。
1、溶解度系数H
如溶质在液相中的浓度用物质的量浓度CA表示,则亨利定律:
PA*
CA H
式中:CA为单位体积溶液中的溶质的物质量,kmol/m3; H称为溶解度系数,kmol/m3.Pa。
①一般易溶气体,如NH3、HCl等气体,平衡线斜率m 较小,吸收过程通常呈现气相阻力控制;
②难溶气体,如CO2、O2等,由于其溶解度小,平衡 线斜率m大,吸收过程多呈现液相阻力控制
4、改变阻力大小的方法
实际吸收过程的阻力通常多是气相和液相各占一定的比例,且受 气、液两相流动状态影响甚大。通常:
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Transfer of solute in absorption: (1) from gas phase to the interface, driven by pA pAi ;
pA
gas
pAi
liquid
cAi cA
mass solvation mass transfer transfer interface
8.3.2 Diffusivity
usually determined experimentally, or estimated from semi-empirical formula.
The order of magnitude of D: Gases 105 m2/s Liquid 109 m2/s
Dependence of D upon T and p: Gases:
T D D0 T 0
1.81
p0 p
(8-24)
Liquids:
T D D0 T 0 0
(8-26)
8.3.3 Mass transfer by convection Laminar flow:
diffusion diffusion + convection
g l
Turbulence: Eddy diffusion is in all directions, and the molecular diffusion is important in the boundary layer only.
2. Diffusion of component A through a stagnant fluid (general cases)
The diffusion induced convection may be significant.
NA JA (NA NB ) cA cM
(8-16)
cBm
cA1 cA 2
In dilute solutions, cA is small. Expanding cM /cBm in Taylor series as cA 0, and neglecting the infinitesimal in higher order, we have
Relative to the fixed reference, the flux of component A is
NA JA (NA NB ) cA cM
(8-16)
flux relative to the bulk fluid
flux following the bulk fluid or diffusion induced convection
cM total molar concentration of solution
NA JA (NA NB )
cA cM
(8-16)
• In forced convection, the diffusion
induced convection is negligible. • For dilute solutions, the diffusion induced convection << JA. • For equimolecular counter-diffusion, NA + NB = 0
c Bm cB 2 cB1 ln cB 2 cB1
(8-21)
Comparison:
• For dilute solutions
NA D
• For general cases
NA D cM

( c A1 c A 2 )
(8-17)
how? (8-20)
>1 The diffusion induced convection increases the rate of mass transfer.
• rate of mass transfer
NA D

( c A1 c A 2 )
(8-17)
Compare to the expression mass transfer driving rate of mass = coefficient force transfer the mass transfer coefficient k = D/, and the resistance to mass transfer is /D.
Component B is insoluble, so that NB = 0
cA N A 1 cM dcA D dz
cA N A 1 cM
dcA D dz
B. C.: at z = 0, cA = cA1; at z = , cA = cA2 . The integration leads to
(2) solvation at the interface;
(3) from the interface to the liquid, by cAi cA.
8.3 Molecular Diffusion and Mass Transfer in a Bulk Phase Mechanism of mass transfer in a bulk phase:
For an one dimensional diffusion, the rate of diffusion is given by Fick’s law:
J A DAB dcA dz
(8-9)
A B
JA mass flux, DAB diffusion coefficient, m2/s The direction of diffusion is opposite to that of concentration gradient. kmol/m2s
A1
N A J A DAB
dcA dz
= const.

cA2 z
B. C.: at z = 0, cA = cA1 ; at z = , cA = cA2 .
The integration leads to • the concentration distribution
c A1 c A c A1 c A 2 z
Newton’s law of mass transfer: The rate of mass transfer in gas phase is NA = kG(p pi) (8-28) p
It can be proven that in a binary system, DAB = DBA = D (8-12) JA = JB (8-13) It is an equimolecular counter-diffusion process. A B
gas
liquid
In an absorption process, the mass transfer relative to a fixed reference consists of two parts: • molecular diffusion • diffusion induced convection
NA D c M cA 2 c M c A1

c M ln
It may be written asБайду номын сангаас
NA D cM
cBm
cA1 cA 2
(8-20)
where cM = cA + cB , and cBm is the logarithmic mean concentration of component B
pA
gas
pAi
liquid
cAi cA
mass solvation mass transfer transfer interface
• molecular diffusion • convection
We will consider the cases at steady state.
8.3.1 Diffusion in a two-component system
A
2
x
2

A
2
y
2

A
2
z
2
0
A1 A2
x
i.e.,
d A
2
dx
2
0
d A
2
B. C.: at x = 0, A = A1; at x = , A = A2 .
Integration twice gives the concentration distribution of component A,
cM c Bm 1
Eq. (8-20) reduces to Eq. (8-17). Above results are applicable to gas and liquid phases (c = p/RT).
To solve the diffusion in dilute solutions by applying the differential equation of mass transfer: For constant DAB and , the equation is
With the diffusion induced convection,
NA JA (NA NB ) cA cM
(8-16)
Without or with negligible diffusion induced convection,
N A J A DAB dcA dz
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