《【化工原理 課件】第二章 吸收第三次課》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《【化工原理 課件】第二章 吸收第三次課（27頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、1,以液相及氣相為推動力的傳質速率方程： 、 稱為漂流因子，其值大于1。 有主體流動存在的傳質速率大于單純的分子擴散反映主體流動對傳質速率的貢獻。 描述吸收過程的傳質：氣相中的A不斷溶解，B不能進入液相。,2,2-2-3 渦流擴散與對流傳質Eddy current diffusion,1. 渦流擴散：湍流流體中出現(xiàn)質點脈動和大量旋渦，造成組分擴散。 借助于費克定律形式: De為渦流擴散系數(shù)， 不僅和物性有關，而且與流動狀況有關 2. 對流傳質速率 : 即有分子擴散又有渦流擴散 Convective mass transfer,3,,湍流區(qū)，氣液相在主體 渦流擴散分子擴散 濃度梯度 0
2、,過渡區(qū)，有渦流擴散 D，De兩者均不可忽略 濃度梯度減小,層流區(qū), 靠近界面 分子擴散渦流擴散 濃度梯度大,4,渦流擴散系數(shù)De規(guī)律復雜，難以用式子表達。 可把渦流擴散阻力當作相當于某個厚度的滯流膜內的分子擴散阻力處理。 即認為總傳質阻力當作厚度為e的滯流膜的分子擴散阻力，膜外阻力為0，則對流擴散速率可通過距離為e的分子擴散計算。,氣相擴散速率 Gas diffusion rate,,液相擴散速率 liquid diffusion rate,,5,令,,,其中，kg：氣相對流傳質系數(shù)，kmolm-2s-1Pa-1; Gas flow mass transfer coefficient
3、kl：液相對流傳質系數(shù)，ms-1。 liquid flow mass transfer coefficient,氣液相對流傳質速率方程：,6,吸收過程-相際間傳質：氣相主體-相界面-液相主體,2-2-4 吸收過程（相際傳質）的雙膜模型 （有效膜模型Double membrane model）,7,有效膜模型Double membrane model要點： a.氣液相間有穩(wěn)定的相界面，在界面處氣液濃度成平衡 ，可用相平衡關系描述 pi=f(ci) b.相界面兩側各有一停滯膜（虛擬膜或者有效膜）（氣膜和液膜），膜內傳質以分子擴散 方式進行 c.傳質阻力全部集中在虛擬膜內， 膜外主體高度湍流，傳質
4、阻力為0。,8,2.2.5 吸收過程傳質速率方程式,傳質阻力全部折算到虛擬膜內，則吸收過程的傳質速率方程可表示為以分子擴散形式表示的傳質速率 在穩(wěn)態(tài)的條件下， N氣相主體與界面=N界面=N界面至液相主體,9,1.膜內傳質速率方程,氣膜內傳質速率方程：,10,液膜內傳質速率方程,c液相主體溶質組分的摩爾濃度； ci界面上溶質組分摩爾濃度； c0-液相的總摩爾濃度，即溶劑濃度+溶質濃度。 kg,kl 氣液相膜傳質系數(shù)。 x液相主體溶質組分的摩爾分率；xi界面上溶質組分的摩爾分率。 kx,ky以摩爾分率差為推動力時的氣液相膜傳質系數(shù)，kmol/m2.s。,11,2.總傳質速率方程Total ma
5、ss transfer rate equation,,Kg，Ky，Kl，Kx氣、液相總傳質系數(shù)；pe ，ce分別為氣液相的平衡分壓及平衡摩爾濃度。,12,3.氣液相總傳質系數(shù)之間的關系,,穩(wěn)態(tài)吸收,由亨利定律,（1）,（2）,Kg=HKl,13,由亨利定律,（3）,（4）,Kx=Kym,14,4.氣相總傳質系數(shù)之間的關系,,5.液相總傳質系數(shù)之間的關系,15,6.總傳質系數(shù)與膜傳質系數(shù)Mass transfer coefficient的關系,穩(wěn)態(tài)吸收,推出,即,16,或者根據(jù)：,總阻力=氣膜阻力gas film resistance+液膜阻力liquid film resistance,氣膜阻
6、力：,液膜阻力：,17,液膜,draw,that is,18,以摩爾分數(shù)差Molar fraction difference為推動力的總傳質系數(shù),推出,即,,,19,同理可推出,液相總傳質系數(shù),20,膜傳質速率方程：,7. 吸收過程傳質速率方程總結,kx=kym,kg=Hkl,21,總傳質速率方程:,Kg=HKl,Kx=Kym,22,總傳質系數(shù)與膜傳質系數(shù)的關系,23,溶解度對傳質系數(shù)的影響,a.氣膜阻力控制 ：對于易溶氣體，溶解度很大，H很大,m很小,如以水吸收NH3,Kgkg,傳質阻力主要集中氣相側膜內，故稱之為氣膜控制 gas film control。,Kyky,24,氣膜控制 增加氣相流率和 提高ky, 加快吸收過程；增加液相流速，效果不明顯。,25,b.液膜阻力控制 ：,難溶氣體，溶解度很小，H很小,m很大，,,Kl kl Kx kx,總阻力=液相傳質阻力 主要集中液相側膜內，液膜控制。,如以水吸收CO2。,26,液膜控制Liquid film control,增加液相湍動程度如提高液相流率, 提高kx, 加快吸 收過程；增加氣相流速，效果不明顯。,27,C.雙膜阻力聯(lián)合控制，兩者均不可忽略,對溶質的溶解度比較適中的吸收過程，則界面兩側的傳質阻力相當，對過程傳質速率的影響相當，故表現(xiàn)為界面兩側的膜對傳質速率具有相同控制作用。,
【化工原理 課件】第二章 吸收第三次課
