传质分离技术.ppt

传质分离技术第一页，共十三页，2022年，8月28日 吸收过程的基本概念 吸收： 利用气体混合物中各组分在该液体中溶解度的差异 实现 气相各组分的分离。 吸收质：气体中能溶于溶剂的组分。 吸收剂：气体吸收操作中所用的溶剂。 吸收尾气： 吸收塔顶排出的气体为吸收尾气，主要成分是惰性 气体 还含有残余的溶质。 吸收液： 吸收塔底引出的溶质成为吸收液，其成分是溶剂和 溶质 。 惰性气体：基本上不溶于溶剂的组分的统称。惰性气体可以是 一种或多种组分。 第二页，共十三页，2022年，8月28日 吸收过程的基础知识相组成：混合物中两组分的物理量之比成为摩尔比，可以用 来表示相组成。 溶解度： 在一定温度与压力下，溶质气体最大限度溶解于溶 剂中的量。亨利定律：在总压不是很高（通常不超过500kpa），温度一定 的条件下，气液两相达到平衡状态时，稀溶液上方 的溶质分压与该溶质在液相中的摩尔分数成正比。 推动力：通常以气液两相的实际状态与相应的平衡状态的偏离 程度表示 第三页，共十三页，2022年，8月28日 传质机理物质在单一相中的传递是扩散作用，分为分子扩散与涡流扩散。 分子扩散：分子扩散是物质在一相内部有浓度差异的条件下， 由流体分子的无规则热运动而引起的而引起的物质 传递现象。 涡流扩散：再有浓度差异的条件下，物质通过湍流流体的传递 过程。 对流扩散：湍流主体与相界面之间的涡流扩散与分子扩散两种 传质作用过程。 第四页，共十三页，2022年，8月28日 传质机理物质在两相界面传递，可以用双膜理论解释。 气液两相接触时，两相间有一稳定相界面，两侧分别存在着呈层流的稳定膜层——气膜和液膜，溶质必须以分子扩散的方式连续通过这两个膜层。（膜层厚度随流速而定）。 相界面上气液两相互为平衡。 膜层以外的主体内，由于湍流而使溶质浓度均匀，浓度梯度全部集中在两个膜层内。第五页，共十三页，2022年，8月28日 吸收速率单位时间内通过单位传质面积的吸收质的量称为吸收速率，用Na表示 在稳定吸收操作中，吸收设备内的任一部位上，相界面两侧的 对流传质速率应是相等的。因此其中任何一侧的对流扩散速率 都能代表该部位的吸收速率。 气体总处理量换算成kmol/s单位 v=P1V1T0/P0T1=101.3×3120×273×0.95÷101.3÷293 ÷ 3600÷22.4=0.034第六页，共十三页，2022年，8月28日 物料衡算吸收率： 吸收率为气相中被吸收的吸收质的吸收质的物质的量与气相 中原有的吸收质的物质量之比，用a表示，即 a=GA/VYI=V(Y1-Y2)/VY1=1-Y2/Y1 或Y2=(1-A)Y1 第七页，共十三页，2022年，8月28日 组成在定态逆流操作的吸收塔内，气体自下而上，其组成由Y1逐渐降低至Y2；液相自上而下，其组成由X2逐渐增浓至X1；而在塔内任意截面上的气、液组成Y与X之间的对应关系，可有塔内某一截面m-n与他的一个断面之间对溶质坐物料衡算而得。 m-n与塔底的物料衡算式： VY1+LX=VY+LV1 Y=LX\V+Y1-LX1\V m-n与塔顶的物料衡算式： VY2+LV=VY+LX2 Y=LX\V+Y2-LX2\V第八页，共十三页，2022年，8月28日 组成y1=0.05 Y1=y1/(1-y1)=0.05/(1-0.05)=0.05264 y2=0.0005 Y2=y2/(1-y2