化工原理指导书(章节知识梳理) 下载本文

对定常操作的吸收塔某一界面,传质速率为常数,若气、液相浓度均以摩

尔比表示(还可以用分压、摩尔分数、摩尔浓度表示)则:

NA?kY(YA?Yi)?kX(Xi?XA)

NA?kg(pA?pi)?kl(ci?cA) NA?ky(yA?yi)?kx(xi?xA)

该式表明,用相内传质速率方程也可以计算出传质速率,但相界面浓度难以测定。

2.用总推动力表示的传质速率方程:

适用条件:在两相组成所涉及的范围内平衡线为直线。

*NA?KY(YA?YA*)?KX(XA?XA)

*NA?Kg(pA?p*A)?KL(cA?cA) *NA?Ky(yA?y*A)?Kx(xA?xA)

111 KX?mKY(其他传质系数之间的关系略) ??KXmkYkXY*是与液相主体浓度X成平衡的气相浓度;X*是与气相主体浓度Y成平衡的液相浓度。重点放在气液相平衡关系满足亨利定律的情况。即Y*=mX

注意:传质速率方程无论用分推动力表示还是用总推动力表示,根据不同的组成可分别写出六个方程,无论用哪个方程计算结果是相同的。 3. 气膜控制与液膜控制 控制类型 气膜控制 判断原则 1m>> kYkX11<< mkYkX总传质系数 KY≈kY KX≈kX 液膜控制 应用举例 易溶气体吸收,m很小,如水吸收氨。 难溶气体,m很大,如水吸收氧 4.实验中通常是测定kg、kl。kY、kX常用于低浓度气体吸收塔的计算。 5、体积传质系数

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a—单位体积填料的有效传质面积m2/m3,各种传质系数与a的乘积称为相应的体积传质系数。

体积传质系数的单位kmol/(m3· s ·Δ),Δ表示相应推动力的单位。 6.吸收剂的选用原则(略)。

五、低浓度气体吸收塔的计算(逆流操作) (一)物料衡算

全塔物料衡算 VB(Y1-Y2)=LS(X1-X2) 操作线方程 Y=

LSLLLX+(Y2-SX2)=SX+(Y1-SX1) VBVBVBVB 上式称为吸收塔的操作线方程,该线通过塔底组成点(X1 Y1),塔顶组成点(X2 Y2) ,斜率K=

Ls VB最小液气比 (

LSY?Y2)min=1

X1*?X2VBLSL=(1.1~2.0)(S)min VBVB

实际操作液气比

吸收率 η=

Y1?Y2 Y11、和并流吸收相比,逆流吸收具有平均传质推动力大的优点,故一般用逆流吸收。

*

2、操作线上任一点代表塔内相应截面上气、液两相实际浓度;ΔY=Y-Y(ΔX=X*-X)

即该点以气相(或液相)摩尔比差表征的相际传质推动力;从操作线与平衡线的相对位置,可以判断推动力变化情况。

操作线为通过(X2,Y2)和(X1,Y1)两点的直线,斜率为LS/VB。 3、操作液气比的选定:是使设备费和操作费之和为最小的优化问题;最小液气比是完成规定任务所需吸收剂用量的最低极限,如果吸收塔的操作液气比小于设计时的最小液气比,并非塔不能操作,而是不能达到原设计指标,最小液气比的计算要视平衡线的形状而变,当平衡线为直线且服从亨利定律时,式(6-68)中

Y1 m(二)塔径计算

的 X1*?50