化工原理下复习总结.ppt

Y2
Y
（Y*-Y）m
HOG
Y=（Y*-Y）m Y2
Y1
Y1
X X2 X1
Z=HOGNOG
V
HOG= KY a
Y1 dY
HOG= Y 2 Y Y *
传质单元高度的大小是由过程条件使决定的。
液膜控制：
1 1 1 KG kG kL H
Y
NA KY (Y - Y* ) Y*
NA K X (X* - X)
A X
X X*
四、吸收塔计算
• 掌握吸收操作线方程和其与平衡线之间的关系是描 述吸收过程、物料衡算、推动力、液气比等条件的 形象分析和吸收计算的基础。掌握由最小液气比的 计算求得操作液气比，最终求得操作液量。
2、分类 物理吸收，化学吸收
3、一般流程，方向和程度
4、溶剂的选择原则
（溶解度，选择性，挥发性，粘度）
二、气液平衡关系 亨利定律 p*=Ex p*= c /H
y* E x mx P
X，Y
Y*
mX
1 (1 m) X
Y≈mX
三、吸收机理与吸收速率
1、分子扩散，费克定律
J
A
D AB
dCA dz
1、物料衡算（操作线方程） V（Y1-Y2）=L（X1-X2）
Y2 X2 2
Y2=Y1(1-φA) 通过物料衡算式可求L，X1
V
L
1
Y1 X1
图表示的吸收过程
Y Y1
Y*=f(X) B
Y2
T
X2
X1 X* 1
吸收剂用量的确定，最小吸收剂用量
(L V
)
min
(Y1 Y1
m
- Y2 ) X2
2、填料层高度计算
使两操作线正好落在平衡线时，所需的理
论板层数便要无限多（推动力为0）
RM
xD yq yq xq
六、进料状态对精馏过程的影响
(1)冷液进料 q＞1 (2)饱和液体进料 q=1
• 对于一定的分离任 务
(3)气液混合进料 0＜q＜1 (4)饱和蒸气进料 q=0
(5)过热蒸气进料 q＜0
第2章吸收
一、基本概念 1、原理
• 掌握对低浓度气体吸收的计算（填料层高度的计 算），传质单元高度，传质单元数的概念，重点是 以平均推动力法和吸收因数法为主计算传质单元高
度，并引入吸收的操作型问题的解法。了解吸收的
塔板数及解吸操作。
V,Y2 L,X2
• 基本公式： dGA VdY LdX
Z V KY a
Y1 dY Y2Y Y*
Z L K X a
X1 dX X2 X* X
V,Y L,X
Z
dZ
Y+dY X+dX VL
体积吸收系数
V,Y1 L,X1
传质单元
➢ 当吸收塔中两截面间吸收质的浓度变化等于这 个范围内吸收的平均推动力时，这样的区域就 称为一个传质单元。那么这段填料层高度就是 一个传质单元高度（如图以气相为例）。
而言，应选择适当的回流比，使操作费用和设备 费用最低。
1、全回流和最少理论板数
• 操作线和平衡线的距离为最远。因此，达 到给定分离程度所需的理论板层数为最少。
2、最小回流比
➢当回流从全回流逐渐减小时，精馏段操作 线的截距随之逐渐增大，两操作线的位置
将向平衡线靠近，达到相同分离任务所需
的理论塔板数逐渐增加。当回流比减小到
x2 x1 xF
y1 y2y3 x（y）
x3 x2 x1 xF
精馏是将挥发度不同组分的混和液，在精馏
塔中同时多次进行部分汽化和部分冷凝，使 其分离成。
➢回流和上升的蒸汽是保证精馏过程连续稳 定操作两个必不可少的条件。（回流比）
➢如果离开塔板的汽液两相达到平衡状态， 我们称这种板为理论板
t x n－1， n-1 tn，xn yn
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y
1
y1
D
N
0
x1
1x
t/C
气相区
露点 两相区
露点线
泡点
泡点线 液相区
0
xA xf
yA 1.0
x(y)
• 线和区的意义，汽液两相组成变化的关系。
二、蒸馏 ➢了解简单蒸馏、平衡蒸馏（操作及特征）
三、精馏
1、精馏原理和流程 ➢t-x-y相图表示的精馏过程 ➢x-y相图表示的精馏过程 yy32
y1
1 2 3
➢利用各组分在同一溶剂中溶解度不同而分 离气体混合物的操作称为吸收。
➢由于吸收过程是利用混合气体中各组分在 同一溶剂中有不同溶解度的特点，因而通 过选择适宜的吸收剂对混合气中的组分进 行选择性的吸收，就可以达到从混合气体 中分离出纯组分或使气体净制的目的。
➢吸收在生产中的目的:回收气体;净化气体;
制备气体的溶液;废气治理.
tn+1 tn
tn－1
n+1 n
n-1
tn＋1 , yn+1
xn-1 xn
yn+1xn-1
yn
yn-1 x（y）
四、两组分连续精馏的计算（理论板数计算）
1、恒摩尔流假定
2、物料衡算和操作线方程
F=D+W FxF=DxD+WxW
回收率=
Dx D Fx F
100%
A、精馏段的操作线方程（意义，形式，特征）
第1章 蒸馏
一、两组分溶液的汽液平衡
➢拉乌尔定律定义
理想溶液，挥发度，相对挥发度的概念，
清楚理想溶液的相对挥发度为两组分饱和
蒸汽压的比值，相对挥发度数值越远离1物
系越易分离。
xA
P pB0
p
0 A
pB0
log p0 A B t C
➢掌握对于理想溶液由相对挥发度得到平衡
关系。
y
1
x
1x
相图表示的气液平衡关系(t-x-y, x-y)
y
Rx R 1
1 R
1
xD
B、提馏段的操作线方程（意义，形式，特征）
ym1
L
L qF qF W
xm
L
W qF
W
xw
q
IV IV
IF IL
将1mol进料变为饱和蒸汽所需 的热量 原料液的千摩尔汽化潜 热
L′ = L + qF
y3
21
V = V′－（q－1）F 4
y q x xF
5
q 1 q 1
稳态时：
NA
D Z
1 RT
pA
2、吸收机理：双膜理论 （基点，三个假设或要点）
3、吸收速率方程
A、膜吸收速率方程 NA kG (p - pi) NA (ci - c) 1 kL
kG
DP RTZG pBm
B、总吸收速率方程
NA
气膜控制
KG
(p
-
p*)
KG kG
NA KL (c * -c)
xW
xF
xD
3、理论板数计算 A、作图法
y
y 3
4
1 2
xW
xF
xD x
xW
xF
x
B、逐板计算法
➢ 从 y1=xD 开始，交替使用平衡方程和操作线方程， 直到计算至 x≤xW 为止。
五、回流比对精馏过程的影响与选择 从理论上讲，R值越大，塔所需的理论塔板数越少，
设备投资越低。但回流比越大，则操作费用增大。 减少回流比，操作费用降低,但塔的投资增大。所 以，对于一定的分离任务（F、xF、xw、xP一定）