工艺参数的确定培训课件(71页).ppt

项目二吸收技术 ;任务二：工艺参数的确定;摩尔比;气体吸收是物质自气相到液相的转移，这是一种传质过程。 如果把氨气和水共同封存在容器中，令体系的压力和温度维持一定，随着时间的进行会发生什么变化？;气相中溶质的分压称为平衡分压或饱和分压； 液相中的溶质浓度称为平衡浓度或饱和浓度，也就是气体在液体中的溶解度，习惯上以单位或体积的液体中所含溶质的质量或物质的量来表示。ρA、cA 溶解度是一定条件下吸收过程可以达到的极限程度。 在温度和压力一定的??件下，平衡时的气、液相组成具有一一对应关系，溶质组分在两相中的组成符合相平衡关系，组成关系用曲线表示——溶解度曲线。;平衡分压;溶解度曲线：由实验测定的溶解度绘制的曲线，溶解度与物系种类、温度、压力有关。; 在相同条件下，不同气体溶解度有很大差别。溶解度很小的气体称为难溶气体，溶解度很大的气体称为易溶气体，介于之间的为溶解度适中的气体。;温度的影响 ; 当总压不高（不超过0.5MPa）时，一定温度下稀溶液的溶解度曲线近似为直线，即气液两相的浓度成正比，这种关系称为亨利定律。;若溶质在气、液相中的组成分别以分压p、摩尔浓度 c 表示，亨利定律为;若溶质在气、液相中的组成分别以摩尔分数y、x表示 ，亨利定律为;由; 亨利定律既可以用来根据液相组成计算与之平衡的气相组成，也可用来根据气相组成计算与之平衡的液相组成。因此，亨利定律可改写为：;推导可得亨利定律表达式各系数间的关系如下： ;作业1;1.判断传质进行的方向;相对于气相浓度 y 而言，液相浓度欠饱和(xx*)，故液相有吸收溶质 A 的能力。;相对于气相浓度而言实际液相浓度过饱和(xx*)，故液相有释放溶质 A 的能力。;相对于气相浓度而言液相浓度为平衡浓度(x=x*)，故液相不释放或吸收溶质 A。;以气相表示的传质推动力;对吸收而言： 若保持液相浓度 x 不变，气相浓度 y 最低只能降到与之相平衡的浓度 y*，即 ymin=y*； 若保持气相浓度 y 不变，则液相浓度 x 最高也只能升高到与气相浓度 y 相平衡的浓度 x*，即 xmax=x*。;;对于逆流吸收塔;;;【例题3】在一吸收塔内，用含苯为0.45%（摩尔分数，下同）的再生循环洗油逆流吸收煤气中的苯。进塔煤气中含苯2.5%，要求出塔煤气中含苯不超过0.1%，已知气、液相平衡方程为 y*＝0.065x。试计算： （1）塔顶处的推动力△y2和△x2； （2）塔顶排出煤气中苯的含量最低可降到多少； （3）塔底排出洗油中苯的含量最高可达到多少。;思考题;课堂复习——相平衡关系;;任务二：吸收操作的理论基础;吸收传质机理;吸收传质机理;吸收传质机理;吸收传质机理;吸收传质机理;吸收传质机理;吸收传质机理;吸收传质机理;吸收过程是溶质由气相向液相转移的相际传质过程，可分为三个步骤： ;2.相际间的对流传质过程 ;3.双膜理论 ;（2）双膜理论的基本论点;（3）双膜理论的局限;传质与传热区别（复杂所在）： ①平衡关系：热平衡即温度相等，相平衡不能简单认为组成相等； ②组成有多种表示方法，故传质速率方程形式相应也有多种。;溶质渗透模型 ;溶质渗透模型的要点;③ 液体单元在界面处暴露的时间是有限的，经  过时间θc后，旧的液体单元即被新的液体单 元所置换而回到液相主体中去。在液体单元 深处，仍保持原来的主体浓度不变。;3.表面更新模型 ;任务二：吸收操作的理论基础;吸收速率，指单位传质面积上单位时间内吸收的溶质量,用符号NA表示，单位为kmol/(m2*s)。 描述吸收速率与推动力之间的关系式即为吸收速率方程。 根据推动力及阻力可写出速率关系式，单独根据气膜或液膜的推动力及阻力写出的速率关系式称为气膜或液膜吸收速率方程式，相应的吸收系数称为膜系数或分系数，用k表示，与传热中的对流传热系数相当。;　 气相或液相的实际组成与相应条件下的平衡组成的差值可表示传质的推动力。对于吸收过程，传质的推动力为;气体吸收速率方程;1.气膜吸收速率方程 ;比较得;2. 液膜吸收速率方程 ;比较得;稳态下，气、液两膜中的传质速率相等，即; ; 为了避开难以测定的界面浓度，效仿传热中类似问题的处理方法，即避开壁面温度而以冷、热流体的温度差来表示总推动力。对于吸收过程，同样可以采用两相主体浓度的差值来表示总推动力来写出吸收速率方程式。;KG—气相总吸收系数，kmol/(m2·s·kPa);对于易溶气体，H值很大 ;KL;对于难溶气体，H值很小 ;Ky—气相总吸收系数，kmol/(m2·s) ;Kx —液相总吸收系数，kmol/(m2·s) ;对于低浓度吸收;对于低浓度吸收;使用吸收速率方程式应注意以下几点: ; （4）上述各吸收速率方程式都是以气液组成保持不变