气体 吸收

3.3 对流传质 类似于传热中的牛顿冷却定律
NA=kg(p-pi)=kL(Ci -C)
=ky(y-yi)=kx(xi-x) 注意推动力与传质系数一一对应。
传质系数的确定
kg=f(ρ,μ,u,d,D)
无量纲化 Sh kd , Re du , Sc
D
D
可得 Sh=AReBScC 关联式 降膜式吸收器， Sh=0.023Re0.8Sc0.33
P RT
不变
这样 dC A dCB
dz
dz
而
JB
DBA
dC B dz
对于双组分 DAB=DBA=D 扩散速率 JA=-JB 应用条件：双组分P,T一定 当存在主体流动时，将如何？
B组分究竟有无扩散？ NM —主体流动 NA、NB —传递速率
净物流为N=NM+JA+JB ∵ JA=-JB ∴ N=NM
N=NA+NB
对于A组分，扩散速率方程
N A J A NxA J A
3.2 扩散速率方程应用
(N
A
N
B
) CA CM
①等分子反向扩散NA = - NB
N
A
JA
D
dC A dz
浓度线性分布
NA
D
(C
A1
CA2 )
②单向扩散 NB=0
NA
JA
NA
CA CM
N
A (1
CA CM
)
D
dC A dz
1.4工程措施 调节吸收剂的用量、浓度、操作温度、压力
溶剂选择： 1．对溶质的溶解度要大； 2．选择性要高； 3．再生方便； 4．蒸汽压低，挥发少； 5．安全
1.5物理吸收与化学吸收
1.6吸收操作的经济性(费用) 设备费、操作费
1.两相流动的能耗 2.溶剂的损失 3.溶剂的再生
1.7 吸收设备
第八章 气体吸收
1. 概述 1．1 工业背景
1.2 吸收的目的 1．分离气体混合物 2．除去气体中的有害成分(气体净化)
1.3 吸收过程的依据(原理) 气体中各组分在溶剂中的溶解度的不同 必须解决的问题： 1．选合适的溶剂—选择性吸收； 2．提供适当的传质设备—气→液； 3．溶剂的再生—往往要解吸、精馏 解吸方法：升温、吹气、减压
0.053<x=0.1
液→气，解吸
推动力： 以气相浓度差表示 y-ye 以液相浓度差表示 xe-x
过程极限:
气量小，液量大
y2,min mx2
气量大，液量小
x1,max
y1 m
3 扩散和单相传质
3.1分子扩散(两组分)
Fick定律
JA
DAB
dC A dz
压力、温度一定,
总浓度
CM
CA CB
浓度非线性分布
N A
dz D
0
dC C A 2
A
CA1 1 CA
CM
积分后
NA
D CM
CBM
(C A1
CA2 )
,
漂流因子 CM ≥1 , 低浓度吸收
C BM
CB2 CB1 ln CB2
CM 1
CB1
C BM
C BM
③扩散系数
气体
T 1.81 D
, 量级10-5m2/s
P
液体
D T , 量级10-9~-10m2/s
总压上升，E, H, m如何？
2.2 过程进行的方向、极限和推动力
由ye=0.94×0.05=0.047<y=0.1
ye<y, 气相向液相传质，吸收
另一种判别方向的方法
xe
y m
0.1 0.94
0.106
x
0.05
xe>x, 气→液
由ye=0.094> y=0.05 液→气，解吸
或
xe
y m
0.05 0.94
Re>2100, Sc=0.6~3000
3.4 三传类似
动量 热量 质量
v d(u)
dz
q a d(C pt)
dz
NA
DAB
dC A dz
柯尔本类似律 jD jH f / 2
Sh Re Sc1/ 3
ห้องสมุดไป่ตู้
Nu Re Pr1/ 3
W u2
本次讲课习题： 第八章 1，2，3，4，6
2 气液相平衡 2.1 溶解度曲线
物化中所学相平衡
Pyi
xi
ri Pi0
i
fV=fl , Pyii xiri Pi0 分压与温度、浓度有关
低浓度时，近似为直线，服从亨利定律：
pe=Ex pe=HC ye=mx
x为摩尔分率 C为摩尔浓度 y为气相摩尔分率
m E , H MSE
P
S
温度上升，E, H, m如何？