化工原理下册概念复习VIP免费

第五章气体吸收气体吸收操作的主要目的是分离气体混合物的组分。气体吸收是气体溶解于液体的过程。解吸操作中溶质气体的转移方向是自液相至气相。吸收↔解吸对一定的气、液体系，温度升高，气体溶解度减小。有利于吸收有利于解吸五、溶剂的选择p229吸收操作对吸收剂的要求是对欲吸收的溶质气体的溶解度大，选择性好，溶解度随温度改变的变化大，挥发度小，无毒，价廉易得。5.2气液相平衡亨利定律稀溶液p*=Exp*=c/Hy*=mxm=E/P如总压1atm（绝压），20℃的空气与水长期接触，则水中O2的摩尔分数x=5.24×10-6，E=4.01×104atm，空气中O2的摩尔分数y=0.21如含有79％（体积）N2的空气与水接触，温度为25℃，总压为100kPa，查得亨利系数E＝8.76×105kPa,则液相中N2的平衡浓度C*＝5.01×10-4kmol/m3。5.2.2相平衡与吸收过程的关系（y－y*）以气相浓度差表示的吸收推动力；若相平衡常数为m，塔内某截面的气液相含易溶组分的摩尔分数为y及x，当以y-y*表示总推动力，y*=mx。（x*-x）以液相浓度差表示的吸收推动力。对塔内任一气液浓度分别为y,x的截面，相际传质推动力为(x*-x)，x*＝y/m5.3分子扩散费克定律T、P一定的一维定态:对于二元物系，设A为溶质气体，B为惰气，二者摩尔浓度之和为常量，CA＋CB＝恒值，则分子扩散系数DAB与DBA的关系是DAB=DBA，由费克定律算出A与B的分子扩散速率JA与JB。二者关系是=。非电解质稀溶液，液相分子扩散系数DAB与绝对温度的1次方成正比对非电解质稀溶液，液相分子扩散系数D与黏度的1次方成反比。气体分子扩散系数5.3.2分子扩散传质速率一、等分子反向扩散等摩尔相向扩散体现在气体解吸操作中二、分子扩散单向传质1主体流动吸收中分子扩散单向传质的物质扩散过程须考虑“主体流动”。在分子扩散的气体吸收过程中，除了有溶质气体A分子与惰气B分子的等摩尔相向扩散外，尚存在着气相的主体流动。漂流因子:气体吸收过程中，由于有主体流动，溶质气体的传质速率须考虑“漂流因子”。“漂流因子”值恒大于1。当气相中溶质气体的浓度愈高则“漂流因子”的值愈大。在分子扩散的气体吸收过程中，按费克定律算得的A的分子扩散速率为JA，实际A的传质速率为NA,二者关系是NA>JA5.4.2对流传质理论一、双膜理论双膜论的要点是①在紧邻气液界面的两侧，流体均为层流②可把层流层适当延伸，使湍流、过渡流的传质阻力折合为当量的层流传质阻力，倂入原层流层，形成“有效层流膜”③过程定态双膜论假设气液两相接触且流动时，在界面两侧均存在着层流，这一论点已被实验否定5.4.4总传质系数NA=Ky(y-y*)11/Ky=1/ky+m/kx1/Ky:两膜总阻力1/ky：气膜阻力m/kx：液膜阻力易溶气体气膜控制：Ky≈kyNA=Kx(x*-x)1/Kx=1/mky+1/kx1/Kx:两膜总阻力1/mky：气膜阻力1/kx：液膜阻力难溶气体液膜控制：Kx≈kx必须知道ky、kx及m，才能判断某吸收过程属气相或液相控制。如ky＝0.013kmol/(s.m2)，kx=0.026kmol/(s.m2),相平衡常数m=100,则气相阻力占总阻力的多少?（1/ky）/（1/Ky）=1.96％5.5低浓度气体吸收低浓度气体吸收的特点是全塔L、V不变，等温，、不变。5.5.3物料衡算一、全塔物料衡算G(y1-y2)=L(x1-x2)溶质吸收率：η=(y1-y2)/y1二、操作线方程逆流：G(y-y2)=L(x-x2)y=L/G(x1-x2)+y2直线三、吸收剂用量的确定(L/G)min＝(y1-y2)/(x1*-x2)5.5.4填料层高度计算一、气膜控制体系HOG=G/Kya气相总传质单元高度，单位mkya的单位是kmol/(s.m3)气相总传质单元数，无因此H=HOG*NOG二、液膜控制体系HOL=L/Kxa液相总传质单元高度，单位m液相总传质单元数，无因次H=HOL*NOL5.5.6传质单元数的计算一、对数平均推动力法p248二、吸收因数法（解析法）1/A=mG/L=m/(L/G)解吸因数A=L/mG=(L/G)/m吸收因数2∴逆流填料解吸塔，A＝L/(mG)>1，当填料层无限增高，其它条件不变，则气液在塔顶平衡气液逆流解吸塔，A＝L/(mG)<1,若填料层无限高，其它操作条件不变，则气液在塔底平衡5.5.7吸收塔的设计型计算三、吸收塔的操作及调节1）某逆流吸收塔气液流量及进口浓度均不变，操作温度下降，则出塔气体浓度y2将下降。2）逆流吸收塔，气相控制，当液、气摩尔流量L、G按原来比例同时增大，气液进塔浓度不变，其它操作条件不变...