气体的吸收与吸收塔
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逆流吸收操作可有效地增大吸收质与吸收剂的接触面积,起到减小吸 收过程阻力的作用。
⑶改善吸收设备性能 对于填料吸收塔,通过改善填料性能,提高填料的传质面积 a (单位
体积填料的比表面积),可有效地降低吸收阻力。
问题讨论与练习
4-1 在总压为 100kPa、温度为 30℃ 时,用水吸收某混合气体中的氨
理由: 在气体的吸收生产实际中,气体
气相扩散
液相扩散
CA
和吸收剂均处于湍流状态。 【结论 1 】
气膜 界 液膜 面
若上述假设成立,则:吸收过程的阻力应“全部”集中在两个滞流膜
层(双膜)上。
原因:
Why?
气相主体中吸收质以分子扩散的形 式穿气膜;吸收质通过界面后,仍然以
分子扩散的形式穿过液膜。
假设Ⅱ:在相界面处,气-液相吸 收质总是处于一种溶解平衡状态 (理想 化);在“气膜”一方,吸收质的压强 为 pAi ;在“液膜”一方,吸收质的浓 度为 CAi。
增大气相主体的压强可直接增大吸收质的分压 (pA),进而达到增大吸 收过程(pA - pA*)的目的。
⑵提高液相推动力 降低吸收剂的入口温度,可使吸收质在吸收剂中的溶解度增大,进而
达到增大吸收过程(CA* - CA)的目的;
提高吸收剂的流量,降低吸收剂入口吸收质的浓度,可达到增大吸收 过程 (CA* - CA)的目的。
kg·S·kl·H
NA = 令:
kg·kl·H H·kl + kg ·S·(pA
-
pA*) =
1
1 kg
+
1 klH
·S·(pA - pA*)
1 KG =
1 11 kg + klH = kg +
kx kl
则:
此式称之为“气相总吸收速率 方程”。式中:KG 称为气相总吸收
NA = KG·S(pA - pA*)
1.吸收速率及吸收系数;
液体
2.分析该过程的控制因素。
y = 0.05
x = 0.01
气体
三、填料吸收塔
工程上常用的吸收设备类型较多。根据其操作原理的不同,一般可分 为五大类。即:
喷淋吸收器(塔) 将吸收剂喷成液滴或雾状,然后在其表面进行 吸收。例如:文丘里吸收器。
泡沫吸收器(塔)
使气体在吸收剂中鼓泡,并在气泡表面进行吸
对于稳定的吸收过程,相互接触的
气、液两相存在着稳定的界面,界面两 侧各有一个很薄的滞流膜层,吸收质是 以分子扩散的方式通过此二膜层。
气相主体
气相扩散
液相主体
液相扩散
CA
气膜 界 液膜 面
⑵吸收过程的机理 假设Ⅰ:两膜外的区域为气相主体
和液相主体;在主体区域,流体处于充 分湍动。
pA 气相主体
液相主体
2.减小吸收过程的阻力
在工艺条件许可的情况下,减小吸收过程的阻力可具体从如下三个方 面考虑。
⑴减薄流体膜的厚度 明确具体吸收过程的控制因素(气相、液相),提高相应流体的湍流
程度,可起到减薄相界面滞流层(气膜、液膜)厚度的作用,达到减小吸 收过程的阻力(1/KG 、1/KL)的目的。 ⑵采取逆流操作
这样,我们只需通过测得体系 中吸收质的分压(或浓度);知道体 系的平衡分压(或平衡浓度),知道 传质面积;根据气相(或液相)总吸 收速率方程,便可求得气体的吸收 速率。
此式称为液相总吸收速率方程。式中, KL 称为液相总吸收系数,单位 为 m·s-1。
总吸收速率方程除了上述两种表示方法外,在过程上常见的还有其它 表示方法。如:
收速率方程引出同理,液膜吸收速率方程可写为:
NA' = kl·S(CAi - CA) 式中, kl 称为液膜吸收系数,单位为 m·s-1。
⑶总吸收速率方程
问题:
鉴于前面提出的两个问题,我
在实际应用中,如何测定 CAi 值?
们须解决 pAi 或 CAi。
我们知道,在稳定气体吸收传质过程中,气膜吸收速率等于液膜吸收速
对于气体的吸收操作,其吸收速率可表述为:
或:
NA = KG·S(pA - pA*) NA = KL·S(CA* - CA)
其中: 11 1 KG = kg + klH = R G H 1/KL = KG = RL
1.提高吸收过程的推动力
由总吸收速率方程可知,吸收过程有气相推动力和液相推动力两种表 示。因此,在工艺条件许可的情况下,提高吸收过程的推动力可具体从如 下两个方面考虑。 ⑴提高气相推动力
(SO3)
吸收
尾气
来自 SO 2转化
吸收原理 SO3 + H2O = H2SO4
产品 (98%H2SO4)
本节仅就气体的“物理吸
收”问题进行讨论。
问题:
我们知道,过程速率可表示为: 推动力
过程速率 = 阻力
问,吸收过程的“推动力”是什 么?其“阻力”又是什么?
2.气体的吸收机理——双膜理论
要讨论气体吸收的过程速率,确定其推动力、阻力,首先须搞清楚 其吸收机理。关于气体的吸收机理是一个争论较多的问题。
系数( mol·m-2·s-1·Pa-1)
②液相总吸收速率方程
若设 CA* 表示吸收质 A 在气相主体分压为 pA 时的平衡浓度。与上述
同理。有:
pA =
CA* H
则:
pA* =
CA H
NA = KG·S(pA - pA*)
=
KG H
·S(CA*
-
CA)
令:
KL =
KG H
则:
NA = KL·S(CA* - CA)
触面积。则:
NA = yA·uA·S
若吸收质 A 服从理想气体行为。则有:
pA =
nA V
RT
=
y A·RT
dpA dz
= -α·yA·yB·uA
=
-α·
pA RT
·
pB RT
·uA
-α
= (RT)2·pA·pB·uA
则:
(RT)2 NA = yA·uA·S = -αpB
dpA dz
S RT
Stefan's Law
率。即:
NA = NA' 或:
kg·S(pA - pAi) = kl·S(CAi - CA)
①气相总吸收速率方程 由“双膜”理论得知,在相界面处,气-液相吸收质总是处于一种溶解
平衡状态。
设:pA* 是吸收质 A 与液相主体 CA 的平衡浓度——吸收质 A 达到 CA 时的溶解平衡分压;假定,A 的溶解符合 Henry' s law。即:
②气膜吸收速率方程
将 Stefan's Law 定积分,即:
∫pAi
pA dpA = pAi - pA = - (pA - pAi)
∫z 0
dz
=
z
于是:
NA
=
(RT)2 -αpB
dpA dz
S RT
=
(RT)2 αpB
1 z
S RT
(p
A
-
pAi)
若吸收在恒温、恒压、流速不变的条件下,上式中 RT/(α·pB·z)为
一、气体的吸收过程 二、强化吸收的主要途径 三、填料吸收塔
一、气体的吸收过程
1.吸收过程的基本类型
气体的吸收在此是指,以(适当的)液体作吸收剂,吸收气相中某
种气体(吸收质)的过程。
在化工生产中,气体的吸收过程基本上可分为“物理吸收”和“化
学吸收”两种类型。 ⑴物理吸收
洗油(贫油)
所谓物理吸收是指,在吸收过程中,吸收质与吸
第四章 均相混合物的分离与设备
第一节 气体的吸收与吸收塔 第二节 简单蒸馏与蒸馏釜 第三节 精馏与精馏塔 第四节 萃取与萃取设备 第五节 离子交换与离子交换设备 第六节 结晶与结晶设备
第一节 气体的吸收与吸收塔
The absorption of the air and absorb the tower
一常量。若令: RT
则: kg = αpB z
问题: 在实际应用中,如何测定 pAi 值?
NA = kg·S(pA - pAi)
气膜吸收速率方程
式中,kg 称为气膜吸收系数,单位 为 mol·m-2·s-1·Pa-1。
⑵液膜吸收速率方程 液膜吸收速率实际上就是指吸收质 A 穿过液膜的扩散速率。与气膜吸
该理论的建立,把十分复 杂的吸收过程大为简化。
3.吸收速率方程
从“双膜”理论的讨论不难看出,吸收质从气相转入液相的吸收过 程可描述为:
气相主体 吸收质 A
分子扩散
分子扩散
相界面
穿过气膜
穿过液膜
液相主体 吸收质 A
即,吸收速率包含着两个方面:
气膜扩散速率
吸收质分子 A 通过扩散,穿过气膜的扩散
速率。
二、强化吸收过程的主要途径
提高过程速率可直接提高设备的生产能力。因此,强化吸收过程的主
要途径有哪些?必然成为吸收操作中的重要问题之一。
工程上解决此类问题的基本思路是:依据过程速率方程,从提高推动
力、减小阻力两个方面考虑。 我们知道: 推动力 过程速率 = 阻力
问题: 强化吸收过程的主要途径
有哪些?
体系Ⅱ中 yB 越大,越有利于 A 的扩散,使 A 的压强降越大。 【扩散速度 uA、uB】
A
体系Ⅰ
yA
B
体系Ⅱ
yB
打开 隔板
A
B
uA
uB
A 的压强降与 A 和 B 的扩散速度有关,两者的速度差( uA - uB ) 越大,产生的压强降越大。
此外,A 的压强降还与其扩散距离 z有关。若 z 越大,产生的压强降
例如:1923 年,W.G.Whitman 和 W.K.Lewis 提出“双膜理论”; 1935 年,Higbie 提出“渗透膜理论”;1958 年,Toor 和 Marchello 提出了“膜——渗透理论”。
尽管如此,双膜理论至今仍然是工程上讨论气体的吸收机理的理论 基础。
⑴吸收过程的物理模型
pA
pA
pAi
气相主体
液相主体
气相扩散
CAi
液相扩散
CA
【结论 2 】 气相传质过程的推动力
气膜 界 液膜 面
pA - pAi (吸收质A的压强差)
液相传质过程的推动力 CAi - CA (吸收质A的浓度差)
理由: 气体中分子扩散的推动力
是压强差;液体中分子扩散的 推动力是浓度差。
上述讨论就是“双膜”理 论的要点。
CA = H·pA* 式中:H 称为溶解度系数,其单位为 mol·m-3·Pa-1。
这样,吸收速率方程可写成:
NA = kl·S(CAi - CA) = kl·S(HpAi - HpA*)
则: pAi =
又因:
NA kl·S·H
+ pA*
NA = kg·S(pA - pAi)
则:
pA - pAi =
NA = KG·S(pA - pA*) 以压差为推动力(气相总吸收速率方程) NA = KL·S(CA* - CA)以浓度差为推动力(液相总吸收速率方程) NA = Ky·S(yA - yA*) 以压差为推动力(气相总吸收速率方程) NA = Kx·S(xA* - xA)以浓度差为推动力(液相总吸收速率方程)
也越大。 α暂称为比例系数
于是: - dpA =α·yA·yB·dz(uA - uB)
由“双膜”理论可知,吸收质 A 是通过相对静 止的 B 进行扩散。即:
uA - uB = uA
于是:
pA
A
气相主体
pAi
扩散
- dpA =α·yA·yB·dz·uA
气膜 界面
假设,NA 是吸收质 A 的扩散速率,S 为吸收质 A 扩散的面积(相接
NA kg·S
= pA -
此处解决了 pAi 问题
NA kl·S·H
- pA*
整理方程
pA - pAi =
NA kg·S
= pA -
NA kl·S·H
得:
pA
-
pA* =
NA kg·S
+
NA kl·S·H
- pA*
NA·H·kl + NA·kg =
kg·S·kl·H 再移项整理得:
NA(H·kl + kg) =
收。例如:板式吸收塔。
溅散式吸收器(塔) 称为泼水轮;靠搅动将吸收剂溅散到吸收器空 间进行吸收。
表面吸收器
气体通过吸收剂表面进行吸收。例如:石墨改 性聚丙烯降膜式吸收器。
填料吸收器(塔)
1.填料吸收塔的一般构造
气体
填料塔是生物化工生产中最常见
气(视为物理吸收)。
已知,气膜吸收系数 kg = 3.84×10-6kmol·m-2·s-1·kPa-1,液膜 吸收系数 kl = 1.83×10-4m·s-1。
假设,在操作条件下,平衡关系服从 Henry' s law;测得液相溶质
的摩尔分数为 0.05,气相平衡分压为 6.7kPa。
当塔内某截面上气、液组成分别为 y = 0.05、x = 0.01时,求:
液膜扩散速率
吸收质分子 A 通过扩散,穿过液膜的扩散
速率。
这两个扩散步骤,不论哪一个是控制步骤,我们只需知道其中一个
扩散速率,便可知道总吸收速率。
⑴气膜吸收速率方程
隔板
①Stefan定律
由隔板实验不难发现,扩散中影响 A 的压强降 的主要因素有: 【吸收质的浓度 yA】
体系Ⅰ中 yA 越大,产生的压强降越大。 【介质 B 的浓度 yB】
收剂间无显著的化学变化(有微弱的化学反应)。
煤气
例如:用“洗油”吸收焦炉气中的苯
洗油(贫油)
焦炉气
粗苯回收
煤气
来自氨回收
焦炉气
富油(送粗苯加工)
富油
⑵化学吸收
所谓化学吸收是指,在吸收过程中,吸收质与吸收剂间发生了强烈的
化学变化。吸收过程主要是化学过程。
例如:用 93% 来自百度文库硫酸吸收 SO3
转化气
93%H2SO4
⑶改善吸收设备性能 对于填料吸收塔,通过改善填料性能,提高填料的传质面积 a (单位
体积填料的比表面积),可有效地降低吸收阻力。
问题讨论与练习
4-1 在总压为 100kPa、温度为 30℃ 时,用水吸收某混合气体中的氨
理由: 在气体的吸收生产实际中,气体
气相扩散
液相扩散
CA
和吸收剂均处于湍流状态。 【结论 1 】
气膜 界 液膜 面
若上述假设成立,则:吸收过程的阻力应“全部”集中在两个滞流膜
层(双膜)上。
原因:
Why?
气相主体中吸收质以分子扩散的形 式穿气膜;吸收质通过界面后,仍然以
分子扩散的形式穿过液膜。
假设Ⅱ:在相界面处,气-液相吸 收质总是处于一种溶解平衡状态 (理想 化);在“气膜”一方,吸收质的压强 为 pAi ;在“液膜”一方,吸收质的浓 度为 CAi。
增大气相主体的压强可直接增大吸收质的分压 (pA),进而达到增大吸 收过程(pA - pA*)的目的。
⑵提高液相推动力 降低吸收剂的入口温度,可使吸收质在吸收剂中的溶解度增大,进而
达到增大吸收过程(CA* - CA)的目的;
提高吸收剂的流量,降低吸收剂入口吸收质的浓度,可达到增大吸收 过程 (CA* - CA)的目的。
kg·S·kl·H
NA = 令:
kg·kl·H H·kl + kg ·S·(pA
-
pA*) =
1
1 kg
+
1 klH
·S·(pA - pA*)
1 KG =
1 11 kg + klH = kg +
kx kl
则:
此式称之为“气相总吸收速率 方程”。式中:KG 称为气相总吸收
NA = KG·S(pA - pA*)
1.吸收速率及吸收系数;
液体
2.分析该过程的控制因素。
y = 0.05
x = 0.01
气体
三、填料吸收塔
工程上常用的吸收设备类型较多。根据其操作原理的不同,一般可分 为五大类。即:
喷淋吸收器(塔) 将吸收剂喷成液滴或雾状,然后在其表面进行 吸收。例如:文丘里吸收器。
泡沫吸收器(塔)
使气体在吸收剂中鼓泡,并在气泡表面进行吸
对于稳定的吸收过程,相互接触的
气、液两相存在着稳定的界面,界面两 侧各有一个很薄的滞流膜层,吸收质是 以分子扩散的方式通过此二膜层。
气相主体
气相扩散
液相主体
液相扩散
CA
气膜 界 液膜 面
⑵吸收过程的机理 假设Ⅰ:两膜外的区域为气相主体
和液相主体;在主体区域,流体处于充 分湍动。
pA 气相主体
液相主体
2.减小吸收过程的阻力
在工艺条件许可的情况下,减小吸收过程的阻力可具体从如下三个方 面考虑。
⑴减薄流体膜的厚度 明确具体吸收过程的控制因素(气相、液相),提高相应流体的湍流
程度,可起到减薄相界面滞流层(气膜、液膜)厚度的作用,达到减小吸 收过程的阻力(1/KG 、1/KL)的目的。 ⑵采取逆流操作
这样,我们只需通过测得体系 中吸收质的分压(或浓度);知道体 系的平衡分压(或平衡浓度),知道 传质面积;根据气相(或液相)总吸 收速率方程,便可求得气体的吸收 速率。
此式称为液相总吸收速率方程。式中, KL 称为液相总吸收系数,单位 为 m·s-1。
总吸收速率方程除了上述两种表示方法外,在过程上常见的还有其它 表示方法。如:
收速率方程引出同理,液膜吸收速率方程可写为:
NA' = kl·S(CAi - CA) 式中, kl 称为液膜吸收系数,单位为 m·s-1。
⑶总吸收速率方程
问题:
鉴于前面提出的两个问题,我
在实际应用中,如何测定 CAi 值?
们须解决 pAi 或 CAi。
我们知道,在稳定气体吸收传质过程中,气膜吸收速率等于液膜吸收速
对于气体的吸收操作,其吸收速率可表述为:
或:
NA = KG·S(pA - pA*) NA = KL·S(CA* - CA)
其中: 11 1 KG = kg + klH = R G H 1/KL = KG = RL
1.提高吸收过程的推动力
由总吸收速率方程可知,吸收过程有气相推动力和液相推动力两种表 示。因此,在工艺条件许可的情况下,提高吸收过程的推动力可具体从如 下两个方面考虑。 ⑴提高气相推动力
(SO3)
吸收
尾气
来自 SO 2转化
吸收原理 SO3 + H2O = H2SO4
产品 (98%H2SO4)
本节仅就气体的“物理吸
收”问题进行讨论。
问题:
我们知道,过程速率可表示为: 推动力
过程速率 = 阻力
问,吸收过程的“推动力”是什 么?其“阻力”又是什么?
2.气体的吸收机理——双膜理论
要讨论气体吸收的过程速率,确定其推动力、阻力,首先须搞清楚 其吸收机理。关于气体的吸收机理是一个争论较多的问题。
系数( mol·m-2·s-1·Pa-1)
②液相总吸收速率方程
若设 CA* 表示吸收质 A 在气相主体分压为 pA 时的平衡浓度。与上述
同理。有:
pA =
CA* H
则:
pA* =
CA H
NA = KG·S(pA - pA*)
=
KG H
·S(CA*
-
CA)
令:
KL =
KG H
则:
NA = KL·S(CA* - CA)
触面积。则:
NA = yA·uA·S
若吸收质 A 服从理想气体行为。则有:
pA =
nA V
RT
=
y A·RT
dpA dz
= -α·yA·yB·uA
=
-α·
pA RT
·
pB RT
·uA
-α
= (RT)2·pA·pB·uA
则:
(RT)2 NA = yA·uA·S = -αpB
dpA dz
S RT
Stefan's Law
率。即:
NA = NA' 或:
kg·S(pA - pAi) = kl·S(CAi - CA)
①气相总吸收速率方程 由“双膜”理论得知,在相界面处,气-液相吸收质总是处于一种溶解
平衡状态。
设:pA* 是吸收质 A 与液相主体 CA 的平衡浓度——吸收质 A 达到 CA 时的溶解平衡分压;假定,A 的溶解符合 Henry' s law。即:
②气膜吸收速率方程
将 Stefan's Law 定积分,即:
∫pAi
pA dpA = pAi - pA = - (pA - pAi)
∫z 0
dz
=
z
于是:
NA
=
(RT)2 -αpB
dpA dz
S RT
=
(RT)2 αpB
1 z
S RT
(p
A
-
pAi)
若吸收在恒温、恒压、流速不变的条件下,上式中 RT/(α·pB·z)为
一、气体的吸收过程 二、强化吸收的主要途径 三、填料吸收塔
一、气体的吸收过程
1.吸收过程的基本类型
气体的吸收在此是指,以(适当的)液体作吸收剂,吸收气相中某
种气体(吸收质)的过程。
在化工生产中,气体的吸收过程基本上可分为“物理吸收”和“化
学吸收”两种类型。 ⑴物理吸收
洗油(贫油)
所谓物理吸收是指,在吸收过程中,吸收质与吸
第四章 均相混合物的分离与设备
第一节 气体的吸收与吸收塔 第二节 简单蒸馏与蒸馏釜 第三节 精馏与精馏塔 第四节 萃取与萃取设备 第五节 离子交换与离子交换设备 第六节 结晶与结晶设备
第一节 气体的吸收与吸收塔
The absorption of the air and absorb the tower
一常量。若令: RT
则: kg = αpB z
问题: 在实际应用中,如何测定 pAi 值?
NA = kg·S(pA - pAi)
气膜吸收速率方程
式中,kg 称为气膜吸收系数,单位 为 mol·m-2·s-1·Pa-1。
⑵液膜吸收速率方程 液膜吸收速率实际上就是指吸收质 A 穿过液膜的扩散速率。与气膜吸
该理论的建立,把十分复 杂的吸收过程大为简化。
3.吸收速率方程
从“双膜”理论的讨论不难看出,吸收质从气相转入液相的吸收过 程可描述为:
气相主体 吸收质 A
分子扩散
分子扩散
相界面
穿过气膜
穿过液膜
液相主体 吸收质 A
即,吸收速率包含着两个方面:
气膜扩散速率
吸收质分子 A 通过扩散,穿过气膜的扩散
速率。
二、强化吸收过程的主要途径
提高过程速率可直接提高设备的生产能力。因此,强化吸收过程的主
要途径有哪些?必然成为吸收操作中的重要问题之一。
工程上解决此类问题的基本思路是:依据过程速率方程,从提高推动
力、减小阻力两个方面考虑。 我们知道: 推动力 过程速率 = 阻力
问题: 强化吸收过程的主要途径
有哪些?
体系Ⅱ中 yB 越大,越有利于 A 的扩散,使 A 的压强降越大。 【扩散速度 uA、uB】
A
体系Ⅰ
yA
B
体系Ⅱ
yB
打开 隔板
A
B
uA
uB
A 的压强降与 A 和 B 的扩散速度有关,两者的速度差( uA - uB ) 越大,产生的压强降越大。
此外,A 的压强降还与其扩散距离 z有关。若 z 越大,产生的压强降
例如:1923 年,W.G.Whitman 和 W.K.Lewis 提出“双膜理论”; 1935 年,Higbie 提出“渗透膜理论”;1958 年,Toor 和 Marchello 提出了“膜——渗透理论”。
尽管如此,双膜理论至今仍然是工程上讨论气体的吸收机理的理论 基础。
⑴吸收过程的物理模型
pA
pA
pAi
气相主体
液相主体
气相扩散
CAi
液相扩散
CA
【结论 2 】 气相传质过程的推动力
气膜 界 液膜 面
pA - pAi (吸收质A的压强差)
液相传质过程的推动力 CAi - CA (吸收质A的浓度差)
理由: 气体中分子扩散的推动力
是压强差;液体中分子扩散的 推动力是浓度差。
上述讨论就是“双膜”理 论的要点。
CA = H·pA* 式中:H 称为溶解度系数,其单位为 mol·m-3·Pa-1。
这样,吸收速率方程可写成:
NA = kl·S(CAi - CA) = kl·S(HpAi - HpA*)
则: pAi =
又因:
NA kl·S·H
+ pA*
NA = kg·S(pA - pAi)
则:
pA - pAi =
NA = KG·S(pA - pA*) 以压差为推动力(气相总吸收速率方程) NA = KL·S(CA* - CA)以浓度差为推动力(液相总吸收速率方程) NA = Ky·S(yA - yA*) 以压差为推动力(气相总吸收速率方程) NA = Kx·S(xA* - xA)以浓度差为推动力(液相总吸收速率方程)
也越大。 α暂称为比例系数
于是: - dpA =α·yA·yB·dz(uA - uB)
由“双膜”理论可知,吸收质 A 是通过相对静 止的 B 进行扩散。即:
uA - uB = uA
于是:
pA
A
气相主体
pAi
扩散
- dpA =α·yA·yB·dz·uA
气膜 界面
假设,NA 是吸收质 A 的扩散速率,S 为吸收质 A 扩散的面积(相接
NA kg·S
= pA -
此处解决了 pAi 问题
NA kl·S·H
- pA*
整理方程
pA - pAi =
NA kg·S
= pA -
NA kl·S·H
得:
pA
-
pA* =
NA kg·S
+
NA kl·S·H
- pA*
NA·H·kl + NA·kg =
kg·S·kl·H 再移项整理得:
NA(H·kl + kg) =
收。例如:板式吸收塔。
溅散式吸收器(塔) 称为泼水轮;靠搅动将吸收剂溅散到吸收器空 间进行吸收。
表面吸收器
气体通过吸收剂表面进行吸收。例如:石墨改 性聚丙烯降膜式吸收器。
填料吸收器(塔)
1.填料吸收塔的一般构造
气体
填料塔是生物化工生产中最常见
气(视为物理吸收)。
已知,气膜吸收系数 kg = 3.84×10-6kmol·m-2·s-1·kPa-1,液膜 吸收系数 kl = 1.83×10-4m·s-1。
假设,在操作条件下,平衡关系服从 Henry' s law;测得液相溶质
的摩尔分数为 0.05,气相平衡分压为 6.7kPa。
当塔内某截面上气、液组成分别为 y = 0.05、x = 0.01时,求:
液膜扩散速率
吸收质分子 A 通过扩散,穿过液膜的扩散
速率。
这两个扩散步骤,不论哪一个是控制步骤,我们只需知道其中一个
扩散速率,便可知道总吸收速率。
⑴气膜吸收速率方程
隔板
①Stefan定律
由隔板实验不难发现,扩散中影响 A 的压强降 的主要因素有: 【吸收质的浓度 yA】
体系Ⅰ中 yA 越大,产生的压强降越大。 【介质 B 的浓度 yB】
收剂间无显著的化学变化(有微弱的化学反应)。
煤气
例如:用“洗油”吸收焦炉气中的苯
洗油(贫油)
焦炉气
粗苯回收
煤气
来自氨回收
焦炉气
富油(送粗苯加工)
富油
⑵化学吸收
所谓化学吸收是指,在吸收过程中,吸收质与吸收剂间发生了强烈的
化学变化。吸收过程主要是化学过程。
例如:用 93% 来自百度文库硫酸吸收 SO3
转化气
93%H2SO4