传质机理、吸收机理、传质方向的判断

吸收操作分类：
（1）按有无化学反应分为：物理吸收和化学吸收。 1 （2）按有无温度变化分为：等温吸收和非等温吸收。 2 （3）按被吸收组分数分为：单组分吸收和多组分吸收。 3
吸收过程的极限决定于吸收的相平衡关系，吸收过程涉及 两相间的物质传递，它包括三个步骤： （1）溶质由气相主体体传递到气、液两相的界面； （2）在相界面上溶解后进入液相; ; （3）再从相界面向液相主体传递，即液相内的物质传递。 3
传质过程之吸收： 传质过程之吸收：
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扩散 气相 溶解 界面 扩散 液相
吸收过程：
1.溶质由气相主体扩散到气、相界面的气测 溶质由气相主体扩散到气、 溶质由气相主体扩散到气 2.溶质在界面溶解，进入液相 溶质在界面溶解， 溶质在界面溶解 3.溶质由相界面液测扩散到液相主体 溶质由相界面液测扩散到液相主体
吸收的机理—双膜理论
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 1 存在着一个很薄（等效厚度分别为δ1 和δ2 ）的流体膜层。 1 2 溶质以分子扩散方式通过此两膜层。 （2）相界面没有传质阻力，即溶质在相界面处的浓度处于相 2 平衡状态。 （3）在膜层以外的两相主流区由于流体湍动剧烈，传质阻力 3 可忽略不计，传质阻力集中在两个膜层内。
传质速率正比于界面浓度与流体主体浓度之差。 传质速率正比于界面浓度与流体主体浓度之差。 用式子表示为： 用式子表示为： N=k
吸收过程机理
吸收的概念
使气体混合物与适当液体接触，气体中的一个或几个组 分溶解于液体中，不能溶解的组分则保留在气相中，于是混 合气体得到了分离。这种利用组分在液体中溶解度的差异使 气体中不同组分得以分离的操作称为吸收。
传质机理、吸收机理、传质方向 的判断
传质机理
在含有两个或两个以上的混合组 分体系中，如果存在浓度梯度，某些 组分就有高浓度区向低浓度区移动， 该移动过程就称为传质过程。 传质分离有：吸收、蒸馏、干燥、 萃取、膜分离等。
传质机理
静止流体中 分子扩散----借分子热运动发生在 界面滞留流流体中 流体主体与界面的扩散方式有 涡流扩散--借流体的湍动和漩涡传递物质，发生 在湍流主体。
双膜理论将两流体相际传质过程简化为经两膜层的稳定 分子扩散的串联过程。对吸收过程则为溶质通过气膜和液膜 的分子扩散过程。 两相相内传质速率可用下面的形式表达为： NA=kg(p-pi) NA=kc(c-ci)
按双膜理论，传质系数与扩散系数成正比，这与实验 所得的关联式地结果相差较大； 由此理论所得的传质系数计算式形式简单，但等效膜 层厚度δ1 和δ2 以及界面上浓度pi 和ci 都难以确定； 双膜理论存在着很大的局限性，例如对具有自由相界 面或高度湍动的两流体间的传质体系，相界面是不稳定的， 因此界面两侧存在稳定的等效膜层以及物质以分子扩散方 式通过此两膜层的假设都难以成立； 该理论提出的双阻力概念，即认为传质阻力集中在相 接触的两流体相中，而界面阻力可忽略不计的概念，在传 质过程的计算中得到了广泛承认，仍是传质过程及设备设 计的依据
传质过程的方向判断
• 影响传质的因素 （1）温度 当压强一定，温度升高时，溶解度将减小， 溶质从液相转入气相。相反当温度降低时， 溶解度增加，溶质从气相转入液相 。 （2）压强 当温度一定，分压越高，则溶解度增大，溶 质从气相转入液相。 总之升高温度和提高分压都有助于提高溶解 度。
• 判断吸收的方向
传质过程方向主要由相平衡方程 ye=f(x)来判定
例如：设在101.3KPa、200C下稀氨水的相平 衡方程为ye=0.94x，（1）使含氨10%的混合 气和x=0.05的氨水接触；（2）使y=0.05的 含氨混合气与x=0.1的氨水接触。
解：已知m=0.94 已知m=0.94
1） y=0.1，x=0.05 ye=0.94x=0.94×0.05 =0.047 故ye<y; xe=y/m=0.106 故xe>x; 说明多余部分氨气从 气相转入液相 2）y=0.05，x=0.1 ye=0.94x=0.94×0.1 =0.094 故ye<y; xe=y/m =0.053 故xe<x； 说明多余部分氨气从液 相转入气相
• 若y>ye或x<xe,则溶质由气相向 液相转移，即发生吸收过程； • 若y<ye或x>xe,则溶质由液相向 气相转移，即发生解吸过程； • 若y=ye或x=xe，则溶质 不发生 转移，液相不释放或吸收溶质 ， 即系统处于平衡状态，不发生吸 收或解吸。