陈敏恒 化工原理 第八章(吸收)1PPT课件

三、分子扩散速率方程 物料衡算：
N J A J B N M JAJB NNM
即主体流动速率等
于净物流速率
对组来自百度文库 A物料衡算
NA J JA A N NM Ac cM ANBJ cA cM A Nc cM A
20
四、分子扩散速率的积分式 （1）等分子反向扩散
N0 定N 态A时：JADddA cz
cM
m
Mm
cM ＿总摩尔浓度
对稀溶液
cM
s
Ms
7
四、讨论
1、在总压不太高（ p5atm）时，相平衡关 系和压力无关，故 E,H 与总压 p无关，但因 mEp 故 pm
2、对一般的物系，温度升高，气体溶解度减小,
亨利常数增大，即 t ,E ,H ,m
8
8.2.2 相平衡与吸收关系 一、判断过程的方向
xxex0.0147 13
（3）达到极限时气体浓度最低为
ymi nye0.006
14
8.3 扩散和单向传质 一、相际传质过程
（1）溶质由气体主体扩 散至两相界面
（2）溶质在界面上溶解
yi f(xi)
（3）溶质由界面扩散至 液相主体
总过程速率取决于单相传质速率
15
二、单相传质机理 1、分子扩散：因分子的微观运动使该组分由高
第8章 气体吸收
8.1 概述
一、吸收操作
1、吸收目的（分离气体混合物）
（1）回收混合气中的有用组分
（2）脱除气体中有害组分
2、工业吸收过程
3、吸收操作物理依据
混合物中各气体在某溶剂中溶解度的差异
4、实施吸收操作必须解决的问题
（1）选择合适的吸收剂（溶剂）
（2）提供适当的设备
（3）完成溶剂的再生（解吸）
浓度处传递至低浓度处 (流体无宏观运动) 2、对流传质：流体的宏观流动导致的物质传递
8.3.1 双组分混合物中的分子扩散 一、费克定理 恒温恒压下的一维定态扩散
JA DABddcAz
费克定律表明：只要存在浓度梯度，必产生物
质的扩散流
16
c M c A c B C dcA dcB
dz dz
即A的扩散流必伴有方向相反的B的扩散流 对双组分混合物 ：
当液相能以同一速率向界面供应组分 保持恒定：
B
时,
c Bi
JAJB或 JAJB0
通过截面 PQ的净物量为零.
（2）单向扩散
当液相不能向界面提供组分 B时，发生的是 组分 A的单向扩散。例如：吸收
在单向扩散中将产生主体流动 扩散流：分子微观运动的宏观结果，纯组分
主体流动：宏观运动，同时带有组分 A和B 注意：在单向扩散中依然存在 JAJB 19
yye或 xxe
吸收
yye或 xxe
解吸
9
二、指明过程的极限
吸收过程的极限为平衡状态.即 yye或 xxe
x1maxx1e
y1 m
y2mi ny2em2 x
10
三、计算过程推动力 过程推动力为实际状态与平衡状态的偏离程度
吸收推动力 y y y e 或 x x e x 解吸推动力 y y e y 或 x x x e
NAC
N A D c A 1 c A 2 R D T p A 1 p A 2
（ 理想c 气 An V 体 AR pAT） 21
（2）单向扩散
NB 0
NA1ccMA
DdcA dz
N A D c c B M M c A 1 c A 2 R D p T p BM p A 1 p A 2
11
例题 ：含溶质 A浓度 x0.00的5 水溶液与含A 浓度为 y0.08的气体接触，操作压强 p1atm 操作温度下亨利常数 E1.2at，m 试求 （1） H,m各为多少? （2）溶质 A的传递方向? （3）若过程中液相浓度保持不变,气相中 A的
浓度最低可为多少?
12
解：（1） mE1.21.2 p1
漂流因子 cM , p ：单向扩散因存在主体流 c BM p BM
动而使 N A 为 J A 的倍数，其值恒大于1。 当 c A 很低时，cBMcM，其值接近1 。 22
c BM
cB2 cB1 ln cB2
c B1
pBM
pB2 pB1 ln pB2
pB1
23
8.3.2 扩散系数 扩散系数为物系的物性参数，与温度、浓度、 压强、组分有关。 由经验式可知：
1
2
二、溶剂的选择 1、技术要求
（1）溶解度大 （2）选择性高 （3）溶解度对温度敏感，易解吸 2、经济及安全要求 （1）不易挥发 （2）化学稳定性好 （3）黏度小，价廉易得 （4）无毒，不易燃、爆
三、物理吸收与化学吸收 化学吸收:利用化学反应达到吸收目的的操作
3
化学吸收必须满足 ： （1）反应可逆 （2）反应速度快
DABDBA JAJB 即扩散流 J A 与扩散流 J B 大小相等，方向相反
17
二、分子扩散与主体流动
定态传质中，厚度为 的静止气体层，层内
各处 p相等
c M c A c B c A c iB C i cA cA 必 i cB 有 cBi A, B 反向扩散 18
（1）等分子反向扩散
5
8.2 气液相平衡 8.2.1 平衡溶解度 一、相平衡关系的表示方法
溶解度曲线、平衡方程、表格法 二、亨利定律
当溶液浓度很低时，溶解度曲线为过原点 的直线，可用直线方程表示。
pe Ex
pe Hc
ye mx E,H,m均称亨利常数，m称相平衡常数。
6
三、亨利常数之间的换算
mE p
p—总压
H E
cM
液体
D
D0
T T0
0
T ,D ; ,D
1.81
气体 DD0TT0
p0 T ,D ;P ,D p
H E M S 1 .2 18 0 .02 a1 tkm 6 m m 2o
S
1000
（2） y e m 1 . 2 0 x . 0 0 . 0 y 5 0 0 . 0
或 xem y0 1 ..0 2 80.066 x7 0.005
溶质A由气相向液相转移，为吸收过程
过程推动力 yyye0.074
四、吸收操作的经济性 1、吸收的操作费用包括：
流动能耗、溶剂损失、解吸操作费用 吸收操作的经济性决定于解吸操作 2、常用的解吸方法 升温、吹气、减压 工业上常为升温、吹气共同进行
4
五、气液两相的接触方式 1、级式接触（板式塔） 气液两相逐级接触， 浓度跳跃式变化。 2、微分接触（填料塔） 气液两相连续接触， 浓度连续变化。 六、本章假定 气相： 惰性组分、溶质 液相： 溶剂、溶质