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1、化工原理Principles of Chemical Engineering采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物吸吸 收收概概 述述采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物吸收吸收是是传质过程传质过程的一个基本单的一个基本单元操作过程元操作过程 传质过程分为传质过程分为相间传质相间传质和相际传质和相际传质，主要依靠物质，主要依靠物质的扩散，又称为的扩散，又称为扩散过程。扩散过程。采用PP管及配件：根据给水
2、设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物本章主要研究气体混合物的分本章主要研究气体混合物的分离操作。离操作。 1.1定义：定义：吸收吸收：用适当的液体用适当的液体吸收剂吸收剂处理处理气体混合物，气体混合物，利用混合气体中利用混合气体中各组分在液体溶剂中溶解度的各组分在液体溶剂中溶解度的不同而分离气体混合物的操作。不同而分离气体混合物的操作。采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物 吸收的依据：吸收的依据：混合气中混合气中各组分在液体溶
3、剂中溶解度各组分在液体溶剂中溶解度的差异。的差异。 操作性质：操作性质：气气液相间液相间的单向传质过程。的单向传质过程。操作目的：？操作目的：？采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物1.2吸收和蒸馏的区别吸收和蒸馏的区别 气体吸收：气体吸收：选择一定的溶剂选择一定的溶剂（外界引入第二相）造成两相，（外界引入第二相）造成两相，处理气体混合物。处理气体混合物。 液体蒸馏：液体蒸馏：对液体混合物加对液体混合物加热，使混合物内部造成两相，利热，使混合物内部造成两相，利用不同组分挥发性的差异，使得用不同组分挥
4、发性的差异，使得液体混合物得以分离。液体混合物得以分离。采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物1.3本章节几个名词本章节几个名词本章研究单组份、恒温、常压、物理吸收过程本章研究单组份、恒温、常压、物理吸收过程吸收质（溶质）吸收质（溶质）可溶组分（可溶组分（A A）惰性气（载体）惰性气（载体）不被吸收的组分（不被吸收的组分（B B）吸收剂（溶剂）吸收剂（溶剂）吸收操作中所用的液体（吸收操作中所用的液体（S S）吸收液（富液）吸收液（富液）吸收操作中所得到的溶液（吸收操作中所得到的溶液（A+SA+S）尾
5、气尾气吸收操作中所排出的气体（吸收操作中所排出的气体（B+B+A A）采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物2、吸收操作在化工等生产中的应用、吸收操作在化工等生产中的应用（1 1）原料气的净化原料气的净化（2 2）回收混合气中的有用组分回收混合气中的有用组分 （3 3）制备某种气体的溶液）制备某种气体的溶液作为产品作为产品（4 4）环境保护，综合利用环境保护，综合利用吸收的反过程称为吸收的反过程称为解吸解吸采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以
6、保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物3、吸收吸收操作的操作的分类分类有无化学反应：有无化学反应：物理吸收和化学吸收物理吸收和化学吸收被吸收组分数：被吸收组分数：单组分和多组分吸收单组分和多组分吸收温度是否变化：温度是否变化：等温和非等温吸收等温和非等温吸收操作压强：操作压强：常压吸收和加压吸收常压吸收和加压吸收本章主要讨论单组分等温物理吸收本章主要讨论单组分等温物理吸收采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物二、二、吸收剂的选择要求吸收剂的选择要求（1 1）溶解度大；）溶解度大；（2 2）选择性高
7、；）选择性高；（3 3）再生容易；）再生容易；（4 4）挥发性小；）挥发性小；（5 5）粘度低；）粘度低；（6 6）化学稳定性高；）化学稳定性高；（7 7）腐蚀性低；）腐蚀性低；（8 8）无毒、无害、价廉等。）无毒、无害、价廉等。选择原则：选择原则：经济、合理经济、合理采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物吸收过程及设备吸收过程及设备采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物吸收质吸收质（惰性组分）（惰性组分
8、）溶剂吸收液吸收液吸收尾气吸收尾气采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物吸收吸收- -解吸流程解吸流程吸收与解吸流程吸收与解吸流程原料气含原料气含CO230%脱脱碳碳气气0.5%乙醇胺乙醇胺CO2冷凝液冷凝液水水蒸汽蒸汽加热器加热器冷却器冷却器采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物吸收设备吸收设备- -填料塔填料塔采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，
9、以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物第二节吸收过程的相平衡关系第二节吸收过程的相平衡关系一、吸收中常用的相组成表示法：一、吸收中常用的相组成表示法：二、气液相平衡关系二、气液相平衡关系1、气体在液体中的溶解度、气体在液体中的溶解度2、亨利定律、亨利定律3、吸收平衡曲线、吸收平衡曲线采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物一、一、相组成表示方法相组成表示方法1 1质量分数与摩尔分数质量分数与摩尔分数质量分数：质量分数：mmwAA摩尔分数：摩尔分数：气相：气相：nnyAA液相：液相：nnxAA采用P
10、P管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物质量分质量分数数与摩尔分与摩尔分数数的关系：的关系：NNBBAAAAAA/MmwMmwMmwMmwnnx NNBBAAAA/Mw/Mw/Mw/Mw w /Mw /Mw /MAAAABB两组分采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物2.比比质量质量分数分数与比摩尔与比摩尔分数分数mm1AAAABBAwwWww质量比：AAABAAAASSAnyyny1-ynxxnx1-xABAY
11、X摩尔比：气相：液相：采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物一般在应用过程中都省略下标一般在应用过程中都省略下标mm1AABBwwWww质量比：AABAASSnyyny1-ynxxnx1-xBYX摩尔比：气相：液相：采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物1XxX可 得y1YYyx1-y1-xYX由采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度
12、，保持熔接部位干净无污物3.质量浓度与物质的量浓度质量浓度与物质的量浓度AA mV质量浓度：质量浓度：单位体积内所含物质的质量。单位体积内所含物质的质量。 AAp AncVRT 气体物质的量浓度：物质的量浓度：单位体积内所含物质的单位体积内所含物质的 物质的量。物质的量。 采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物质量浓度与质量分数的关系质量浓度与质量分数的关系AAAmmAwwVVAAAnnAxccxVV摩尔浓度与摩尔分数的关系摩尔浓度与摩尔分数的关系采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，
13、用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物对理想气体：对理想气体：摩尔分数摩尔分数=压力分数压力分数=体积分体积分数数采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物 二、二、吸收过程的吸收过程的气液平衡关系气液平衡关系 吸收相平衡关系是指，气液两吸收相平衡关系是指，气液两相达到平衡时，相达到平衡时，吸收质（溶质）吸收质（溶质）在两相中的浓度关系，即吸收质在两相中的浓度关系，即吸收质在在气相中的分压以及吸收质在气相中的分压以及吸收质在吸吸收剂中的收剂中的平衡溶解度平衡溶
14、解度的相对关系的相对关系。 本节本节主要研究吸收主要研究吸收达到达到平衡状平衡状态下的气液相组成关系（吸收态下的气液相组成关系（吸收质的组成）质的组成）采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物溶解度曲线（气体在液体中的溶解度曲线（气体在液体中的溶解度）溶解度） 平衡状态：平衡状态：一定压力和温度下，一定压力和温度下，一定量的吸收剂与混合气体充分一定量的吸收剂与混合气体充分接触，气相中的易溶组分（溶质）接触，气相中的易溶组分（溶质）向溶剂中转移，长期充分接触后，向溶剂中转移，长期充分接触后，液相中易溶组
15、分的浓度不再增加，液相中易溶组分的浓度不再增加，而气相中的易溶组分不再减少。而气相中的易溶组分不再减少。此时，气液两相达到平衡。此时，气液两相达到平衡。 注：此平衡状态为动态平衡。注：此平衡状态为动态平衡。采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物 饱和浓度：饱和浓度：平衡时溶质在液相中的浓平衡时溶质在液相中的浓 度。度。（溶解度）（溶解度）平衡分压平衡分压p pA A* *：平衡平衡的的状态下状态下，（即达到平，（即达到平 衡时）衡时）气相中溶质的气相中溶质的分分压为平衡分压。压为平衡分压。 相平衡关
16、系：相平衡关系：平衡时溶质组分在气平衡时溶质组分在气 液两相中的浓度关系。液两相中的浓度关系。 溶解度曲线：溶解度曲线：气液相平衡关系绘气液相平衡关系绘成成 的关系曲线。的关系曲线。采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物液相中氨的摩尔数液相中氨的摩尔数气相中氨的分压气相中氨的分压60504030氨在水中的溶解度氨在水中的溶解度采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物101.3kPa202.6kPaxy202
17、0下二氧化硫下二氧化硫在水中的溶解度在水中的溶解度采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物几种气体几种气体在水中的溶解度曲线在水中的溶解度曲线采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物结论：结论： 1 1、在、在相同的相同的吸收剂、吸收剂、温度和分压温度和分压下下，不同的溶质的溶解度不同；，不同的溶质的溶解度不同； 2 2、同一物系，在相同的温度下，、同一物系，在相同的温度下，分压越高分压越高，则溶解度越大；，
18、则溶解度越大； 3 3、同一物系，在分压一定的情况、同一物系，在分压一定的情况下，下，温度越低温度越低，则溶解度越大。，则溶解度越大。采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物重要结论：重要结论：加压和降温对吸收操作有利。加压和降温对吸收操作有利。减压和升温对解吸操作有利减压和升温对解吸操作有利采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物2、亨利定律亨利定律 在一定温度下，吸收达到平衡在一定温度下，吸收达到平衡时，
19、气液相组成符合亨利定律。时，气液相组成符合亨利定律。*ApEx亨利定律表达式： 意义：意义：在一定温度下，在一定温度下，稀溶液稀溶液上方气相中溶质的上方气相中溶质的平衡分压平衡分压与溶质与溶质在液相中的在液相中的摩尔分数摩尔分数成正比，其比成正比，其比例系数为例系数为亨利系数亨利系数。 采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物Exp *A讨论：讨论：E E来源来源：实验测得，查手册，：实验测得，查手册，其单位同压力。其单位同压力。 E值的影响因素：溶质、溶剂、温值的影响因素：溶质、溶剂、温度、压力。度
20、、压力。物系一定时：温度升高，物系一定时：温度升高，E值？值？ E值即亨利系数表示气体溶解的难值即亨利系数表示气体溶解的难易程度。易程度。E值越大，溶解度越小，气体值越大，溶解度越小，气体难溶，反之，难溶，反之，E值越小，溶解度越大，值越小，溶解度越大，气体易溶。气体易溶。采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物亨利定律的其它表达形式亨利定律的其它表达形式*AnncpxcnncAAAAVEEEEVHHcpA*A1 1、用摩尔浓度表示、用摩尔浓度表示SccSSHEEEM则有：采用PP管及配件：根据给水设
21、计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物H H ：1)1)H H 大，溶解度大，易溶气体大，溶解度大，易溶气体H H 小小，溶解度，溶解度小小，难难溶气体溶气体 2 2)H)H称溶解度系数称溶解度系数kmol/(mkmol/(m3 3Pa)Pa)HTH温度对 的影响HcpA*AcHE采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物mxy *用摩尔分数表示用摩尔分数表示 m m 相平衡常数，无因次。相平衡常数，无因次。*A*ppyExEyx mx
22、pEmp采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物mxy *Empm m 的讨论：的讨论：1 1）m m 大，溶解度小，难大，溶解度小，难溶气体溶气体 2 2） 升温不利升温不利吸收，吸收， 加压有利吸收加压有利吸收Tm pm 采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物用摩尔比表示用摩尔比表示将将x x与与X X，y y与与Y Y的关系代入的关系代入y y* *=mx=mx中，中，则有则有11YXmYX1 (1)
23、mXYm X整理得： 它在它在X-Y坐标中是一条经原点的坐标中是一条经原点的曲线，称为吸收平衡线。曲线，称为吸收平衡线。采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物1 (1)mXYm X 当溶液很稀时，当溶液很稀时，X0X0， 1+1+（1-m1-m）X0X0YmX得：此时它在此时它在X-YX-Y坐标中是一条坐标中是一条直线。直线。此表达式最常用也最有用。此表达式最常用也最有用。 采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干
24、净无污物Y2X2EyYAPMNxY*OXX*Y1X1采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物XABCYY YX XY Y* *X X* *采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物相平衡关系在吸收过程中的应用相平衡关系在吸收过程中的应用1 1判断过程进行的方向判断过程进行的方向AYY*XX*Y Y气相气相液相液相, ,吸收吸收*Y Y气液平衡气液平衡Y*Y 液相液相气相气相,解吸解吸采用PP管及配件：根据给水设
25、计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物AYY*XX*过程的推动力过程的推动力吸收推动力：吸收推动力： Y-YY-Y* *吸收推动力：吸收推动力： X X* *-X-X 分析各状态点在不同位置的分析各状态点在不同位置的时候所要进行的过程。时候所要进行的过程。采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物吸收机理吸收机理& &吸收速率吸收速率采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面
26、的圆度，保持熔接部位干净无污物 吸收过程吸收过程 * * A A由气相主体到相界面，气相内传由气相主体到相界面，气相内传递；递； * * A A在相界面上溶解，溶解过程；在相界面上溶解，溶解过程； * * A A自相界面到液相主体，液相内传自相界面到液相主体，液相内传递。递。传质传质过程也称为过程也称为扩散扩散过程。过程。扩散的扩散的推动力是推动力是浓度差浓度差。吸收机理吸收机理采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物 扩散的扩散的基本方式基本方式有有分子分子扩散扩散和和涡流涡流扩散两种，而扩散两种，
27、而实际实际操作中操作中多为多为对流对流扩散。扩散。 分子扩散：分子扩散：在静止或滞流流体在静止或滞流流体内部，若某一组分存在浓度差，则内部，若某一组分存在浓度差，则因因分子无规则的热运动分子无规则的热运动使该组分由使该组分由浓度较高处传递至浓度较低处，这浓度较高处传递至浓度较低处，这种现象称为种现象称为分子扩散分子扩散。采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物 涡流扩散：涡流扩散：在流体作湍流运动在流体作湍流运动的主体区时，流体的主体区时，流体质点的无规则运质点的无规则运动动造成质点的相互碰撞和混合，
28、使造成质点的相互碰撞和混合，使组分从高浓度向低浓度方向传递，组分从高浓度向低浓度方向传递，此现象称为此现象称为涡流扩散涡流扩散。 涡流扩散速率比分子扩散速率涡流扩散速率比分子扩散速率大得多，其大得多，其速率决定于流体的流动速率决定于流体的流动形态形态。采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物 对流扩散：对流扩散： 对流扩散包括对流扩散包括湍流主体湍流主体的的涡流扩涡流扩散散和和层流内层层流内层的的分子扩散分子扩散。 湍流主体中主要靠涡流扩散，湍流主体中主要靠涡流扩散， 层流内层中主要靠分子扩散，层流内
29、层中主要靠分子扩散， 过渡层中两种扩散作用相当。所过渡层中两种扩散作用相当。所以对流传质过程要综合考虑分子以对流传质过程要综合考虑分子扩散及涡流扩散作用，总称为对扩散及涡流扩散作用，总称为对流扩散。流扩散。 采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物综上所述，通过传质机理的分析可综上所述，通过传质机理的分析可知，吸收过程非常复杂。因此，需知，吸收过程非常复杂。因此，需要一个成熟的简单理论来进行吸要一个成熟的简单理论来进行吸收收过程的分析。过程的分析。 19261926年，由刘易斯和惠特曼提年，由刘易斯和
30、惠特曼提出出“双膜理论双膜理论”，至今应用比较广泛。，至今应用比较广泛。 气液接触界面的两侧分别有一层气液接触界面的两侧分别有一层气膜和液膜气膜和液膜，将所有问题的研究集中，将所有问题的研究集中到这两层膜内。到这两层膜内。采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物双膜理论的内容双膜理论的内容 相互接触的气、液两流体间存在稳相互接触的气、液两流体间存在稳定定的的相界面，界面两侧各有一个很相界面，界面两侧各有一个很薄的有效薄的有效层流层流膜层。吸收质以膜层。吸收质以分子分子扩散方式扩散方式通过此二膜层。通过
31、此二膜层。 在相界面处，气、液两相达于在相界面处，气、液两相达于平衡平衡。 在膜层以外的气、液两相中心区，在膜层以外的气、液两相中心区，由于流体充分湍动，吸收质的浓度由于流体充分湍动，吸收质的浓度是均匀的，即两相中心区内浓度梯是均匀的，即两相中心区内浓度梯度为零，全部浓度变化集中在两个度为零，全部浓度变化集中在两个有效膜层内。有效膜层内。采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物双膜理论示意图双膜理论示意图采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证
32、切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物 通过分析，我们就把通过分析，我们就把整个整个复杂的吸收过程，简化为吸收复杂的吸收过程，简化为吸收质只是经由气、液两膜层的分质只是经由气、液两膜层的分子扩散过程。子扩散过程。因而因而两膜层两膜层也就也就成成为吸收过程的两个基本阻力为吸收过程的两个基本阻力，在两相主体浓度一定的情况下，在两相主体浓度一定的情况下，两膜层的阻力便决定了传质速两膜层的阻力便决定了传质速率的大小率的大小。因此，双膜理论也。因此，双膜理论也可称为可称为双阻力理论双阻力理论。 采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，
33、保持熔接部位干净无污物注意：注意： 双膜理论应用范围双膜理论应用范围为假设有着固定气液接触为假设有着固定气液接触界面的情况，大大简化了界面的情况，大大简化了吸收过程的分析过程和设吸收过程的分析过程和设计依据。计依据。采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物吸收速率吸收速率吸收速率定义：吸收速率定义：单位时间内通过单位时间内通过单位传质面积单位传质面积的吸收质（溶质）的吸收质（溶质）的量。用符号的量。用符号N NA A表示，其单位为表示，其单位为kmol/(kmol/(s)s) 计算依计算依据：据： 推
34、动力速率系数 推动力阻力因此，表达式类似于传热速率表因此，表达式类似于传热速率表达式。达式。采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物 传质的推动力为浓差，而在吸传质的推动力为浓差，而在吸收中表示浓差的方法很多，这里收中表示浓差的方法很多，这里主主要讨论以摩尔比表示的浓差的表达要讨论以摩尔比表示的浓差的表达式式。 根据双膜理论假设可知，传质的根据双膜理论假设可知，传质的阻力和推动力集中在了气、液膜里，阻力和推动力集中在了气、液膜里，研究气相研究气相主体区主体区与与界面界面气相气相浓度差浓度差为为推动力，
35、或界面液相与液相主体区浓推动力，或界面液相与液相主体区浓度差为推动力的情况；也可研究度差为推动力的情况；也可研究总浓总浓度差度差为推动力的情况为推动力的情况。采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物以分系数（膜系数）表示的速以分系数（膜系数）表示的速率率1 1、气膜吸收速率方程、气膜吸收速率方程 如果分别用如果分别用Y Y和和Y Yi i表示气相主体表示气相主体区和界面处吸收质的摩尔比，则有区和界面处吸收质的摩尔比，则有以下表达式：以下表达式：()()1/iAiY YNk Y Yk气气k k气气或或k
36、 kg g气膜吸收分系数，气膜吸收分系数，kmol/(mkmol/(m2 2s)s)。 1/k1/k气气为气为气膜传质阻力膜传质阻力采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物 2 2、液膜吸收速率方程、液膜吸收速率方程 如果分别用如果分别用X Xi i和和X X表示界面处和液表示界面处和液体主体区吸收质的摩尔比，则有以下体主体区吸收质的摩尔比，则有以下表达式：表达式：()()1/iAAiAXXNk XXk液液K K液液或或k kl l 气膜吸收分系数，气膜吸收分系数，kmol/(mkmol/(m2 2s
37、)s)。 1/k1/k液液 为液膜传质阻力。为液膜传质阻力。采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物 由以上研究可知，分系数由以上研究可知，分系数（膜系数）表示的吸收速率方（膜系数）表示的吸收速率方程中有程中有X Xi i、Y Yi i，而实际操作中，而实际操作中气液界面上的浓度时无法测量气液界面上的浓度时无法测量的，因此，分系数法不能应用的，因此，分系数法不能应用于实际计算。于实际计算。 此问题转向可应用型研究，其原此问题转向可应用型研究，其原理：理：以同一相中的实际状态浓度以同一相中的实际状态浓度
38、X、Y和平衡浓度和平衡浓度X*、Y*的差为推动力。的差为推动力。采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物以总系数表示的速率以总系数表示的速率 总推动力分析总推动力分析 AYY*XX*吸收推动力：吸收推动力：Y-YY-Y* *吸收推动力：吸收推动力：X X* *-X-X采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物以总系数表示的速率以总系数表示的速率表达表达式式)AAAYYKN（气)ANK Y YY（)ANK XXX
39、（)1/AY YNKY（)1/AXXNKX（1/K1/KX X、1/K1/KY Y液、气相吸收总液、气相吸收总阻力。阻力。K KX X、K KY Y液、气相吸收（传质）质液、气相吸收（传质）质总系数。总系数。采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物11mKkkY气液111KmkkX气液)ANK Y YY（)ANK XXX（中的中的K KY Y、K KX X如如下：下：采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物当
40、气体为难溶组分时，当气体为难溶组分时，m m很大，很大，此时：此时：11mKkkY气液111KmkkX气液1111Km kkkX气液液lKkkX液即 ：（ 或） 表明难溶气体的总阻力集中在液表明难溶气体的总阻力集中在液膜内，这种情况下液膜阻力控制整个膜内，这种情况下液膜阻力控制整个吸收过程速率，故称为吸收过程速率，故称为“液膜控液膜控制制” ” 。 采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物11mKkkY气液111KmkkX气液当气体为易溶组分时，当气体为易溶组分时，m m很小，很小，此时：此时：111
41、mKkkkY气液气lKkkX液即：（或 ） 表明难溶气体的总阻力集中在气表明难溶气体的总阻力集中在气膜内，这种情况下气膜阻力控制整个膜内，这种情况下气膜阻力控制整个吸收过程速率，故称为吸收过程速率，故称为“气膜控气膜控制制” ” 。 采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物 溶解度适中的气体吸收过程，溶解度适中的气体吸收过程，气膜阻力和液膜阻力均不可忽略，气膜阻力和液膜阻力均不可忽略，要提高过程速率，必须兼顾气液要提高过程速率，必须兼顾气液两膜阻力的降低。两膜阻力的降低。 速率方程的主要目的不在计速率
42、方程的主要目的不在计算，而在于灵活运用。如气膜控制，算，而在于灵活运用。如气膜控制，在操作中在操作中增大气速可以减小气膜厚增大气速可以减小气膜厚度度，从而降低气膜阻力，从而降低气膜阻力，增加吸收增加吸收过程速率过程速率。采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物气液传质设备填料塔填料塔采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物气液传质设备的基本功能气液传质设备的基本功能 气液传质设备的基本功能：气液传质设备的基本
43、功能：形成气液两相充分接触的相界形成气液两相充分接触的相界面，使质、热的传递快速有效面，使质、热的传递快速有效地进行，接触、混合与传质后地进行，接触、混合与传质后的气液两相能及时分开，互不的气液两相能及时分开，互不夹带等。夹带等。采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物 气液传质设备的分类：气气液传质设备的分类：气液传质设备的种类很多，按接液传质设备的种类很多，按接触方式可分为连续（微分）接触方式可分为连续（微分）接触式（触式（填料塔填料塔）和逐级接触式）和逐级接触式（板式塔板式塔）两大类，精馏操作）
44、两大类，精馏操作中中用板式塔较多，在吸收操中中用板式塔较多，在吸收操作中应用最广的是作中应用最广的是填料塔填料塔。采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物溶剂填料塔气体填料塔填料塔采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物填料塔构成填料塔构成塔体塔体填料填料填料压板填料压板液体分
45、布液体分布器器支承板支承板气体除沫气体除沫器器采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物 气体从塔底送入，经气体分气体从塔底送入，经气体分布装置（小直径塔一般不设气体布装置（小直径塔一般不设气体分布装置）分布后，与液体呈逆分布装置）分布后，与液体呈逆流连续通过填料层的空隙流连续通过填料层的空隙. .在填料在填料表面上，气液两相密切接触进行表面上，气液两相密切接触进行传质。传质。填料塔属于连续接触式气填料塔属于连续接触式气液传质设备液传质设备，两相组成沿塔高连，两相组成沿塔高连续变化，在正常操作状态下，续
46、变化，在正常操作状态下，气气相为相为连续相连续相，液相为，液相为分散相分散相。采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物 当液体沿填料层向下流动时，当液体沿填料层向下流动时，有逐渐向塔壁集中的趋势，使得塔有逐渐向塔壁集中的趋势，使得塔壁附近的液流量逐渐增大，这种现壁附近的液流量逐渐增大，这种现象称为象称为壁流壁流。壁流效应造成气液两。壁流效应造成气液两相在填料层中分布不均，从而使传相在填料层中分布不均，从而使传质效率下降。因此，质效率下降。因此，当填料层较高当填料层较高时，需要进行分段，中间设置再分时，
47、需要进行分段，中间设置再分布装置布装置。液体再液体再分布装置分布装置包括包括液体液体收集器收集器和和液体再分布器液体再分布器两部分，上两部分，上层填料流下的液体经液体收集器收层填料流下的液体经液体收集器收集后，送到液体再分布器，经重新集后，送到液体再分布器，经重新分布后喷淋到下层填料上。分布后喷淋到下层填料上。采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物 填料塔具有生产能力大，分离填料塔具有生产能力大，分离效率高压降小，持液量小，操作弹效率高压降小，持液量小，操作弹性大等优点。性大等优点。 填料塔也有一些
48、不足之处，如填料塔也有一些不足之处，如填料造价高；当液体负荷较小时不填料造价高；当液体负荷较小时不能有效地润湿填料表面，使传质效能有效地润湿填料表面，使传质效率降低；不能直接用于有悬浮物或率降低；不能直接用于有悬浮物或容易聚合的物料；对侧线进料和出容易聚合的物料；对侧线进料和出料等复杂精馏不太适合等。料等复杂精馏不太适合等。采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物填料塔特点概括填料塔特点概括v气液两相接触并进行传热、传质备气液两相接触并进行传热、传质备v填料塔不仅结构简单，而且具有填料塔不仅结构简单，
49、而且具有阻力小和阻力小和 便于用耐腐蚀材料制造等优点便于用耐腐蚀材料制造等优点采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物v尤其适用于塔直径较小及处理有尤其适用于塔直径较小及处理有腐蚀性的腐蚀性的 物料或要求压强较小的物料或要求压强较小的真空蒸馏系统真空蒸馏系统v对于大流量的情况，也可使用填料对于大流量的情况，也可使用填料塔塔采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物填料及其特性填料及其特性 填料：填料：大致可分为
50、大致可分为散装散装填料和填料和规整规整填料两大类，其填料两大类，其作用是使气液两相的接触面作用是使气液两相的接触面积增大，并提高液体的湍动积增大，并提高液体的湍动程度程度 选择填料的条件：选择填料的条件：使气、使气、液接触面积大、传质系数高，液接触面积大、传质系数高，同时通量大而阻力小。同时通量大而阻力小。采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物填料的特性参数填料的特性参数比表面积比表面积a a：单位体积填料层所单位体积填料层所具有的表面积具有的表面积(m2/m3)(m2/m3)。被液体。被液体润湿的