化工原理下吸收.pptx

1 2． 确定传质过程的推动力 组成为 y，x的气液相接触，传质推动力如图所示： A点： ； B点：      若气、液相浓度分别以p,c 表示，则推动力为 表示解吸推动力。 表示吸收推动力。 2 （3）判断过程进行的极限 过程进行的极限：最终达平衡， 平衡浓度为极限状态 吸收过程极限y降至最小为ye, 解吸过程x′降至最小为xe′。 （4）相平衡限制了离开吸收塔时的 气相最低浓度Y2min和 液相最高浓度X1max 3 含SO2为10％（体积）的气体混合物与浓度C为0.020kmol.m-3的SO2水溶液在一个大气压下相接触。操作条件下两相的平衡关系为pe＝1.62C（大气压） ，则SO2将从＿＿＿相向＿＿＿相转移， 以气相组成表示的传质总推动力为＿＿____＿＿＿大气压. 用亨利系数E表达的亨利定律表达式为_______________.在常压下,20℃时, 氨在空气中的分压为69.6mmHg, 与之平衡的氨水浓度为10(kg NH3·(100kg)-1H2O).此时亨利系数E=________,相平衡常数m=______. 思考题 4 在常压下,测定水中溶质A的摩尔浓度为0.56Kmol/m3,此时气相中A的平衡摩尔分率为0.02,则此物系的相平衡常数m=______。当其他条件不变，而总压增加一倍时，相平衡常数m=_____，此时的亨利系数E=_____，而溶解度系数H≈______。 在总压p=500KN/m²，温度t=27℃下使含 CO23.0％（体积％）的气体与含CO2370g/m³ 的水相接触，试判断是发生吸收还是解吸？并计算 以CO2的分压差表示传质总推动力。 已知：在操作条件下，亨利系数E=1.73×105KN/m² 。水溶液的密度可取1000Kg/ m³，CO2的分子量44。 5 第二节 吸收速率 两个基本问题：一是过程的极限，取决于吸收的相平衡关系； 另一是过程的速率。 气液传质过程: 三个基本步骤 ①溶质由气相主体 相界面，（相内传质） ②溶质组分在界面上发生溶解进入液相。 （相际传质） ③由界面 液体主体传递。（相内传质） 溶解过程易进行的，其阻力很小。通常认为界面上气液两相的溶质浓度满足平衡关系。 总传质过程速率将由相内传质速率所决定     溶质气体是凭借扩散完成吸收的。 扩散=分子扩散+涡流扩散。 6 2.2.1分子扩散与传质 （1）分子扩散---费克定律（Fick） 静止或层流运动的流体 1.分子运动向各方向是无规则的 2.分子微观运动的结果 3.在浓度高处的分子向浓度低方向扩散，和浓度梯度有关，表现为数量大，效率高 a.分子扩散 是在相内部因浓度梯度的存在，由于分子的无规则热运动而产生的物质传质现象 7 b. 费克定律 Fick定律：单位时间通过单位面积物质的扩散量与浓度梯度成正比。与傅立叶定律 相似 只要存在浓度差，必然会产生分子扩散 是描述分子扩散的基本规律 JA—组分A沿Z方向的扩散通量kmol/m2·s； CA—组分A在混合物中摩尔浓度kmol/m3 ; DAB—组分A在A、B混合物中的扩散系数，m2 /s。 负号－扩散方向沿A浓度降低的方向进行 8 （2）等分子反向扩散 由A、B组成均相混合物中，若维持各点T,p,C=constant,当其内部存在A、B组分浓度分布时，则就会发生A、B两组分的等分子反向扩散. 9 其扩散通量：JA=-JB      对双组分混合物，稳定扩散条件下： 因混合物中各点总浓度不变：Cm=CA+CB DAB=DBA=D  双组分物系中当各处的浓度相等时，有A的扩散，必然伴有B的分 子扩散，二者扩散速率相等，方向相反。 扩散方向上没有流体的宏观运动，通过PQ面的净物质量为零。 前提：气液界面能等速率地向气相提供组分B 10 体现在精馏过程中： 1mol A 气 液 1mol B 液 气 对于稳态扩散则有： 传质速率的大小主要是分子扩散的贡献。 对于气相： 11 （3）单向扩散与主体流动 在气体吸收过程中，由于液相中不存在物质B，故不可能向界面提供组分B。（不再是等分子反向扩散），而是组分A的单向扩散 单向扩散：一组分通过另一个静止组分的扩散 12 在相界面处，A可溶于液相，B不溶于液相。 A在浓度梯度作用下从气相主体向界面i-i处扩散，在界面发