化工原理下册 吸收 课堂笔记.docx

化工原理第八章汲I8.1概述一、汲取的目的和依据目的：（1）回收有用物啦；（2）脱除有杏物质如分：（3）制希溶液.依据：混合气体中各组分在溶剂中溶解度的差异.二、汲取的流程溶质A：情性组分B：溶剂SC汲取过程的主要能耗在解吸上。三、溶剂的选择：技术方面：溶解度要高,选择性要强，对温度要敏感，简单解吸。经济及平安方面：不易挥发.较好的化学稳定性：价廉、易得：无磔.不易爆易燃.四、汲取的分类：物理汲取与化学汲取等温汲取与非等图汲取维组份汲取与多组分汲取低浓度汲取（Wii）与高浓度汲取（曲线）8.2相际传质过程8.2.1 单相传质速率方程气相主体T界面：NJKCe-以)=j(yf)NA=K,P(y-yJK,=PKg,Kg-气相传质分系数.P一总压.界面T液相主体：NA=MC1.G)SBk1.Cxi-x)N4=*,(x1-x)kC&,Jtf一一液相传质分系数Ca一一总浓度.8.2.2 界面浓度亨利定律适用时，有解析法：,)=0-叫联立求解枭=mx,图解法：妣图8.2.3 相际传质速率方程收设亨利定律适用.1、以气相分压(表示总推动力RK西NZ1.=KCS-a*)，KG气相总传质系数kno1.(nr-s-Pa)2、以液相浓度表示总推动力N1.K式Cj-CR1.1.旦,k1.ACK1.液相总传质系数nds比较之，有KG=HK1.3、以气相摩尔分率()，、*)表示总推动力NA=K,(门力Kv气相总传质系数，hno1.)nS)1im十&k,k、Ky=PKfi4、以液相尔分率(x)表示总推动力N'=KZ-X)KK液相总传一系数,hfo1.(tn'>I11K1勺mk、K=mKrK,=CuKt8.2.4传质阻力分析1、传质阻力I11I1/11ZH111S!aKM.0.aa三a*bmb.KCkcHk1.K1.k1.kcK,k,k,Ktk,mk,相际传质总阻力=气相（腰）阻力+液相（族）阻力（界面处无阻力）2、气相阻力限制（气膜限制：总阻力=气相Ia力）攵M1.1Itn条件：EfTE（易溶气体的H很大、m很小Kjk.KjkC站论：''""x.nxJWCA强化方法：增加气相的制动程度3、液相阻力限制（液膜限制：总阻力=液相阻力）1if,1H11条件：h>丁，<*»1.kk,mk（溶气体的H很小、m很大）结论：x尸yK1.k1.强化方法：增加液相的湍动程度8.3低浓度气体汲取的计算8.3.1 特点低浓度：y不大丁10%1. G、1.(m"s)为常贵(传递忽视不计)2、等淑汲取3、儿、丸为常数,J-=!+；,和左均是物性和流散的函数&Ak,8.3.2 物料衡算Gyi1.x2=Gy2÷1.v1.Giy,-y,)=1.(x1.-x3)吸收率：7=2d×oo%=21.21×oo%Gny1出口组成：”=(IT)y1.8.3.3 操作线和推动力1、逆流操作：Gy1.k2=Gy2+1.x操作线方程：y=g+(乃-AH)或v=g+(X-Ax1.)其中，£为液气比GGGGG操作线上任一点描述了汲取塔内对应搬面的组成操作线在平衡我之上一一汲取操作操作线在平衡线之下-一解吸操作操作线与平衡战之间的距离反应了推动力的大小；垂直距离一一气相推动力a,v=>->»水平距离一液和推动力4.V=X*-X变更操作线与平衡线的方法： 增大使操作线上移：G 增大体系的P和降低体系的T,使，平衡戌下移，2、并流操作Gy2+1.x,=Gy+1.x操作线方程:y=-x+(y2+-1)iy=x+(y+X)逆流时：推动力沿塔分布匀称：在两相进出口组成相同的状况下.逆流时的平均推动力大于并液.故,传质中：逆流优于弁流.8.3.4 汲取剂用量的确定G(M-A)=1.(.x1.-xi).气相所失=液相所得在汲取条件中:G、,、X由生产任务陪定：士一一由工艺条件确定：心X1一一经选择确定最小液气比：定义：计对肯定的分别任务,塔内某截面处汲取推动为0达到分别G程度所需塔裔无穷大时的液气比。最小液气比：(m=与红G-i亨利定律适用时，*=M,即有：(1.1.t=上21MG直，”占当j=OHG21m对于平衡曲我为特别形态时.如图所示，以切点计算最小泄气比.操作液气比；（2TnG推动力Tf完成一定的任务的IT设得费J解吸回收困难、操作费T故，需均衡考虑设法的与操作费,一股状况下：=（1.12）GG8.3.5 填料层高度的计算一、基本计真式:N,1.=,（y->*）气液两相传防设C塔截面积，m:Q有效比表面积，11>211,G力=/=忆（传递此dG=N<1.=NgiV=NgdH/.Gdy=NdKMh=Uix.A(r-ytt)dh=Gdyork<S1.Wfdh=1.dx工A.=工gy-y"rf2t-x坡终枳分式:V-y*=HGioCH代看习惯上,将34和。结合起来AM勺单位坐一一气相体积总传质系数msKM）单位悔相体积总传颂系数ms二、传质单元数和传质单元高度1、传质常元数NTUNW=CI号气相总传质单元数=f,-液相总传质单元数c=fv'-一一气相传质单元数Na1.="液相传质单元数jX1-X意义：以Ng为例：_，dy_凹-.“=组成变化四J7p;一(y->*)J平均推动力Nm、Na反映了吸收分离过程的难易程度NM越大,吸收越难进行，反之亦然影响A%的因素：物系的相平衡关系,及进、出II组成一个传质单元(NoC=I)的意义：M)C=广上=1J%y-.y*(.v->*)h-ya三(y-y).但如气体流经一段填料层，其溶质组成变更(乂-M恰好等于该段埴料层内平均推动力(y-y*)e时则该段填料层为一个传质单元.2、传质单元离欧HTU鸟气相总传质单元高度，BKta1.“M=KC液相总传质单元高度,m"a=-J-气相传版单元高度，mk（，=，、液相传质单元高度，mtk,a4-一一传侦的阻力反应了设法效能的凹凸,a传质面枳意义：%为完成一个传柄单元所带的境料层高度，%、HM1.设省效能T影响因素：埴料特性、流体勒科、操作条件其他：变更范附小,0.151.5mHg"0f1.GI的变更影响较小kyaocG,",气膜控制：Httc=扁«G,"ft,AaaC液膜控制：Mot=-ar,三、传质单元数的计算1,平衡跷为直规（1）对数平均推动力法操作线yx为自然.假设平衡线y*-x也为直线,y->*=y5'3J力y-y*y=(>-y*)Ny)为直线4ky=A>+则力=AJgy)K=-AX-Ay士.-,NOC=.q=皿=QMn处J»'一.V名J'yAyI一)>-Ay2一心>'2令yw=生1.A%=006%问理，有Ntx=之二五Ar.心.x.-x,Ar=-“心留意：对数平均推动力法适用于平衡线与操作线均为直跳的状况,平衡线可不过原点.逆流、并流操作皆可,(2)汲取因效法产=S(K)n*=f(y)假设平衡缥y*="A逆流操作战：>=+(>,-,)GGG,、.r=-(,v->'2)+mx.1.合1.=1.iG操作线的斜率q=_1.=或'-前一'平衡线的斜率'A吸收因数（对比：塔截1而因数）S解吸因数积分得：NoC=0-s）v1.%+s探讨：（Ds=1.=咳反应了汲取推动力的大小:A1.STn4J=推动力N“；T<解吸因数）ATnKTn推动力TnNoC”吸收因数）G为增大汲取推动力，应使苏>，"KPS<1.实际操作时，取S=0.70.8S=IBt,平衡线I探作线,推动力到处相等N一-%HM-另>2-三2M-叫（2）上吧反映了溶质汲取率的凹凸，其越大，MXyT（3）汲取因效法适用于平衡线过原点，且逆流操作的状况。（4）液和总传质单元数:，-Hg院+sj逆流时，Nw并流:.,I.y.-mx,NOC=-1.In(1.+sH!-s)5+1*-叼力”Ny'叫（下标2进口，下标I出口）2、平衡城部位亘线而为曲线（1）图耨积分法（平衡线曲率较大时采纳）以Nai=一空二为例:J力y-y*（2）近似梯级法（平衡曲率较小时采纳）：一个梯级口一个传质单元H=HoGNOC=HgNo1.8.3.6汲取塔的计算与操作物料衡算式：G（y1-y,）=1.（X1-X2）相平衡方程：y*-f（x）吸收基本方程：H=HgNoG=HMNO1.1、设计型：已知：ypG.分离要求（y,or）,1.,X?,相平衡关系ork,a,2、操作型：求：求料层高度H已知：H.G、1.,y1.X,流动方式.相平衡关系操作结果ork,a,求：气液两相出口浓度为、不已知：H、G、外、YtXy流动方式，相平衡关系*,ork.a,求：吸收利用妣1.及出口浓度.0.操作条件二、汲取过程的操作与强化Z吸收推动力1,吸收阻力