第8章气体吸收 §8.4相际传质

8.4.2 Steps of controlling resistance for mass-transfer 一.For the solubility of the gas is very high ～易溶气体 1.传质阻力大部分集中在气膜内 1.传质阻力大部分集中在气膜内 For example: NH3～H2O ， HCl ～H2O ∵ H/ kL<< 1/kG ， 而： ∴ KG = k G
8.4.2 Stepr mass-transfer.
For example:
1 1 H = + KG kG kL
a.具有串联电路的特征 具有串联电路的特征 总阻力＝气膜阻力＋ 即总阻力＝气膜阻力＋液膜阻力 b.实验证明：对于一定吸收设备水溶液体系， 实验证明： 实验证明 对于一定吸收设备水溶液体系， k L～ 10-3m/s, k G ～ 10-3～10-4[kmol/m2·atm·s] ∴ E or H对KG有重要影响 对 E or H ：very high ～ very low
∴表达形式很多，见Table 8-4. 表达形式很多，
8.4.1 Equation of rate for mass transfer with convection
三.Dimensionless Numbers for mass-transfer (see P19） 对流条件下的传质，且在一定温度、 ∵对流条件下的传质，且在一定温度、压力条件下 有关的参数： ∴有关的参数：ρ、u、D、µ、d、k(对流传质系数) 、 、 、 、 (对流传质系数) 类似于对流传热。 类似于对流传热。 对流传质的无因次准数有两个： 、 对流传质的无因次准数有两个：Sh、Sc 1.Sherwood number Sh =kd/D ～ 表征了对流传质与分子扩散的关系 2.Schimidt number Sc=µ/（ρ D） ～ 表征了流动与传质的关系 （ ） Obviously: Sh=f（Re, Sc） （ ） 目的：求出对流传质系数， 目的：求出对流传质系数， k=f（ρ, u, d, D）→K （ ）
总传质系数 Overall coefficient
1 1 H 令： = + KG k G k L
Then: NA =KG(pG -p )
* L
总传质推动力（两相） 总传质推动力（两相） Overall driving force
8.4.1 Equation of rate for mass transfer with convection
如果传质速率不太大的话，应该设法增加k ∴ 如果传质速率不太大的话，应该设法增加kL。 提高液速L 增加液相湍动程度。 提高液速L → δL ↓，增加液相湍动程度。 另一方面， 影响大， 另一方面，若L对NA影响大，→ Liquid film controls it. 三.For the intermediate solubility of gases （一般情况）
8.4.1 Equation of rate for mass transfer with convection
kL pi -p * NA = (pi -pL ) = H H kL pG - pi NA = 1 kG
* L
Individual coefficient in LP
Individual coefficient in GP
二.传质速率方程的各种表达形式 (Interpretations for table 8－4) ⑴与相有关； － 与相有关； ⑵不同因次的表 1.Flux for mass transfer
达方法有关。 达方法有关。
∵
传质通量（ 传质通量（NA）
=传质系数×传质推动力 传质系数× 传质系数
[Kmol/m2·s]
8.4.2 Steps of controlling resistance for mass-transfer. 一.For the solubility of the gas is very high ～易溶气体 2.增加传质速率应采取的措施 2.增加传质速率应采取的措施 ∵ NA =kG ( pG -pi ) = KG ( pG -p* ) L 而 KG= k G 即：PL* ≈ Pi 如果传质速率不太大的话，应该设法增加k ∴ 如果传质速率不太大的话，应该设法增加kG。 提高气速G 增加气相湍动程度。 提高气速G → δG ↓，增加气相湍动程度。 另一方面，若G对NA影响大，→ Gas film controls it. 另一方面， 影响大， ∴ PG－PL* ≈ PG－Pi
1 1 H = + KG kG kL
This result indicates that the gas-film resistance controls the rate of absorption.
实验表明：易溶气体，气膜阻力可占到80～90％ 可占到80 实验表明：易溶气体，气膜阻力可占到80～90％。 属于气膜控制 ∴ 属于气膜控制
§8.4 Between g-phase and l-phase for mass transfer
8.4.1 Equation of rate for mass transfer with convection
一.Total equation of rate in partial pressure difference ∵According to NA= kG(pG－pi) = kL(Ci－CL) 浓度和界面浓度有关。 NA与G-phase or Liquid-p浓度和界面浓度有关。 浓度和界面浓度有关 But ： ⑴This interface ～假设的； 假设的； 在一些特殊情况下它是存在，但很难测定。 ⑵ 在一些特殊情况下它是存在，但很难测定。 主体的浓度是可以测定的。 而：G～ L主体的浓度是可以测定的。 ～ 主体的浓度是可以测定的 ∴ 类似于传热～用冷热流体的进出口温度， 类似于传热～用冷热流体的进出口温度， 传质～用主体浓度。 传质～用主体浓度。 代入上式： 令：CL=(1/H)pL* and Ci=(1/H)pi 代入上式：
8.4.2 Steps of controlling resistance for mass-transfer. 二.For solubility of the gas is very low～难溶气体 ～ 1.传质阻力大部分集中在液膜内 1.传质阻力大部分集中在液膜内 ∵ H很大，例如：H2O～O2, H2, and CO2 很大， 很大 例如： ～ Hco2 = 2580 pa/[kmol/m3] ∴ H/kL >> 1 / kG It Indicates that the liquid-film resistance controls the rate of absorption, and 1/kG can be ignored. Then： KG≈ kL/H or KL≈ kL ～ 液膜控制 ：
8.4.2 Steps of controlling resistance for mass-transfer. 2.增加传质速率应采取的措施 2.增加传质速率应采取的措施 ∵
* N =kL ( C-C ) = K (C -C ) L A i L G L
而
KL= k L 即： C i ≈ C*G
∴ C i－ CL ≈ C*G－ CL