化工单元操作 吸收速率 第四节 吸收速率.ppt

第四节 吸收速率 定常吸收过程的相际传质包含： 1.溶质由气相主体向相界面的传递（对流传质） 2.溶质在气液相界面上的溶解 3.溶质由气液相界面向液相主体的传递（对流传质） 相际传质总阻力为气、液两相传质阻力之和，相际传质推动力也为气液两相传质推动力之和 相际传质过程的特点： 1.相组成的表示方式是多种多样的，相内传质推动力（浓度差）和相应的传质阻力也有多种表达方式 2.相际传质推动力是一个实际浓度与平衡浓度的差值，与气液平衡有关，故随气液平衡关系的表示形式的不同而不同；且相际传质推动力既可用气相浓度差表示，也可用液相浓度差表示。所以，相际传质速率方程式有多种表示形式 一、气液相组成均用摩尔比表示时的相际传质速率 液相： 气相： Y Yi Xi X 相界面上状态参数 很难测定，消去以 简化计算 相界面上：Yi=f（Xi） (一)相际传质速率（总传质速率）方程： 1、以Y-Y＊为推动力的总传质速率方程 相际传质阻力1／KY为气膜阻力1／kY和液膜m／kX之和 2.以X＊-X为推动力的液相总传质速率方程 相际传质总阻力1／KX是由气膜阻力1／mkY和液膜阻力1／kX组成 不同的总传质速率方程，气膜阻力和液膜阻力的表达形式与数值均不同，气相总传质系数与液相总传质系数也不同，但无论选用哪个传质速率方程，计算的结果是相同的 两种总传质系数存在：mKY=KX 上面两总传质速率方程除应用于物系服从亨利定律的情况外，也可应用于在计算范围内平衡线可近似看作直线的情况。 （二）相界面浓度的求取 若气液平衡线为曲线，即平衡线的斜率ｍ随浓度的改变而变化，此时往往用分传质速率方程式计算更加方便，从而必须先确定界面浓度。 因此，点（Yi，Xi）为过点（Y,X）斜率为-kX／kY的直线与平衡线的交点。在用作图法求解时，从气、液两相的实际浓度点A出发，作斜率为-kX／kY的一条直线，此直线与平衡线的交点即为所求的界面浓度（ Yi ，Xi）。 ◆对易溶气体, m很小，则1/ky》m/kx，KY≈kY，气膜阻力远大于液膜阻力,称为气膜控制过程。要提高KY,设法增加气相湍动增大 kY. （如水吸收NH3或HCl） ◆对难溶气体, m很大，则1/kX》1/ (m kY)，KX≈kX，液相阻力远大于气膜阻力，称为液膜控制过程，要提高KX，应设法增大液相湍动程度以增大kX。 （如水吸收O2或CO2） (三)液膜控制和气膜控制 ◆对中等溶解度的气体吸收，当汽、液两相的传质阻力具有相近的数量级，两者都不能忽略，总传质速率由双膜控制。要提高总传质系数，设法同时提高气液两相的传质阻力。 （如水吸收SO2） 二、各种形式的传质速率方程 使用时注意： 1、传质系数与推动力表示方法之间必须对应 2、弄清各传质系数的单位和对应的基准 3、传质阻力的表达形式必须与推动力的表达形式对应 如表6-8所示 三、吸收剂的选择 吸收剂的性能，特别是吸收剂与气体混合物之间的相平衡关系直接决定着吸收操作的成功与否。 根据物理化学中有关相平衡的知识，评价吸收剂优劣的主要依据应包括： （1）吸收剂应对混合气体中被分离组分具有较大的溶解度； （2）吸收剂对混合气体中其它组分溶解度要小，具有较高的选择性； （3）溶质在吸收剂中的溶剂度对温度变化比较敏感； （4）吸收剂的蒸气压要底，以减少吸收和再生过程中溶剂的挥发损失； （5）吸收剂应具有较好的化学稳定性； （6）吸收剂具有较低的粘度，不易产生泡沫。 （7）价格低廉、易得、无毒、不易燃烧。