化工基础学习知识原理下册吸收课堂记录材料.doc

.\ 化工原理第八章 吸收 8.1 概述 一、吸收的目的和依据 目的： （1） 回收有用物质； （2） 脱除有害物质组分； （3） 制备溶液。 依据：混合气体中各组分在溶剂中溶解度的差异。 二、吸收的流程 溶质——A；惰性组分——B；溶剂——S。 吸收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，容易解吸。 经济及安全方面：不易挥发，较好的化学稳定性；价廉、易得；无毒、不易爆易燃。 四、吸收的分类： 物理吸收与化学吸收 等温吸收与非等温吸收 单组份吸收与多组分吸收 低浓度吸收（直线）与高浓度吸收（曲线） 8.2 相际传质过程 8.2.1 单相传质速率方程 ，——气相传质分系数，P——总压。 ，——液相传质分系数，——总浓度。 8.2.2 界面浓度 亨利定律适用时，有解析法： 图解法： 画图 8.2.3 相际传质速率方程 假设亨利定律适用， 1、以气相分压表示总推动力 2、以液相浓度表示总推动力 比较之，有 3、以气相摩尔分率表示总推动力 4、以液相摩尔分率表示总推动力 8.2.4 传质阻力分析 1、传质阻力 ，，， 相际传质总阻力=气相（膜）阻力+液相（膜）阻力 （界面处无阻力） 2、气相阻力控制（气膜控制：总阻力=气相阻力） 条件： （易溶气体的H很大、m很小） 结论： 强化方法：增加气相的湍动程度 3、液相阻力控制（液膜控制：总阻力=液相阻力） 条件： （溶气体的H很小、m很大） 结论： 强化方法：增加液相的湍动程度 8.3 低浓度气体吸收的计算 8.3.1 特点 低浓度： 1、为常量（传递忽略不计） 2、等温吸收 3、， 8.3.2 物料衡算 8.3.3 操作线和推动力 1、逆流操作： 操作线方程：或。其中，为液气比。 操作线上任一点描述了吸收塔内对应截面的组成 操作线在平衡线之上——吸收操作 操作线在平衡线之下——解吸操作 操作线与平衡线之间的距离反应了推动力的大小： 垂直距离——气相推动力 水平距离——液相推动力 改变操作线与平衡线的办法： ① 增大，使操作线上移； ② 增大体系的P和降低体系的T，使，平衡线下移。 2、并流操作 操作线方程：或 逆流时：推动力沿塔分布均匀；在两相进出口组成相同的情况下，逆流时的平均推动力大于并流。 故，传质中：逆流优于并流。 8.3.4 吸收剂用量的确定 在吸收条件中： ——由生产任务确定；——由工艺条件决定；——经选择决定 最小液气比：。定义：针对一定的分离任务，塔内某截面处吸收推动为0，达到分离程度所需塔高无穷大时的液气比。 最小液气比： 亨利定律适用时，，即有： 当 对于平衡曲线为特殊形状时，如图所示，以切点计算最小液气比。 操作液气比： 故，需均衡考虑设备费与操作费。 一般情况下： 8.3.5 填料层高度的计算 一、基本计算式： 气液两相传质 最终积分式： 习惯上，将 二、传质单元数和传质单元高度 1、传质单元数NTU 意义：以为例： 一个传质单元的意义： 如果气体流经一段填料层，其溶质组成变化，恰好等于该段填料层内平均推动力时，则该段填料层为一个传质单元。 2、传质单元高度 HTU 意义：为完成一个传质单元所需的填料层高度，反应了设备效能的高低， 影响因素：填料特性、流体物料、操作条件 其他：变化范围小， 随G、L的变化影响较小 三、传质单元数的计算 1、平衡线为直线 （1）对数平均推动力法 操作线y-x为直线。假设平衡线y*-x也为直线。 则 令 同理，有 注意：对数平均推动力法适用于平衡线与操作线均为直线的情况，平衡线可不过原点。逆流、并流操作皆可。 （2）吸收因数法 假设平衡线： 逆流操作线： 令 积分得： 讨论： （1）反应了吸收推动力的大小： 为增大吸收推动力，应使 实际操作时，取 S=1时，平衡线操作线，推动力处处相等 （2）反映了溶质吸收率的高低，其越大， （3）吸收因数法适用于平衡线过原点，且逆流操作的情况。 （4）液相总传质单元数： 逆流时， 并流： 2、平衡线部位直线而为曲线 （1）图解积分法（平衡线曲率较大时采用），以为例： （2）近似梯级法（平衡曲率较小时采用）：一个梯级=一个传质单元 8.3.6 吸收塔的计算与操作 1、 设计型： 2、操作型： ① ② 二、吸收过程的操作与强化