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32 8-3 吸收过程的速率关系.pptx

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本课件讲解双膜理论、气膜与液膜吸收速率方程、界面组成的确定以及总吸收速率方程。内容按8.3.1 膜吸收速率方程、8.3.2 总吸收速率方程等小节展开,配合图示、公式推导与例题说明相关参数的确定方法。

液膜吸收速率方程:内容以课件原图为主,源文件未提取到更多文字,建议对照图片查看
界面组成的确定:稳态下,气、液两膜中的传质速率相等,即直线通过定点A(c,p)斜率-kL/kG三、
界面组成的确定:内容以课件原图为主,源文件未提取到更多文字,建议对照图片查看
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第1页:液膜吸收速率方程

二、液膜吸收速率方程

第2页:界面组成的确定

稳态下,气、液两膜中的传质速率相等,即直线通过定点A(c,p)斜率-kL/kG三、界面组成的确定

第3页:界面组成的确定

界面组成的确定

第4页:总吸收速率方程

本页为「总吸收速率方程」小节导览页,列出本节包含的内容要点。

  • 8.3吸收过程的速率关系
  • 8.3.1膜吸收速率方程
  • 第八章气体吸收
  • 8.3.2总吸收速率方程

第5页:总吸收速率方程

一、以(p-p*)表示的总吸收速率方程设吸收系统服从亨利定律或平衡关系在过程所涉及的浓度范围内为直线根据双膜模型,相界面上两相互成平衡

第6页:总吸收速率方程

由此得整理得由相加得一、以(p-p*)表示的

第7页:总吸收速率方程

令则KG—气相总吸收系数,kmol/(m2·s·kPa)总阻力液膜阻力气膜阻力气相总吸收速率方程式一、以(p-p*)表示的

第8页:易溶气体

对于易溶气体,H值很大液膜阻力气膜阻力控制整个吸收过程的速率气膜控制示例:水吸收氨气膜阻力气膜控制示意图一、以(p-p*)表示的

第9页:吸收系统服从亨利定律

设吸收系统服从亨利定律或平衡关系在过程所涉及的浓度范围内为直线根据双膜模型,相界面上两相互成平衡二、以(c*-c)表示的

第10页:总吸收速率方程

由此得整理得由相加得二、以(c*-c)表示的

第11页:总吸收速率方程

令则KL—液相总吸收系数,m/s总阻力气膜阻力液膜阻力液相总吸收速率方程式二、以(c*-c)表示的

第12页:难溶气体

对于难溶气体,H值很小气膜阻力示例:水吸收氧液膜阻力液膜控制示意图液膜阻力控制整个吸收过程的速率液膜控制二、以(c*-c)表示的

第13页:总吸收速率方程

同理,可导出Ky—气相总吸收系数,kmol/(m2·s)气相总吸收速率方程式三、以(y-y*)表示的

第14页:总吸收速率方程

同理,可导出Kx—液相总吸收系数,kmol/(m2·s)液相总吸收速率方程式四、以(x*-x)表示的

第15页:总吸收速率方程

同理,可导出KY对于低浓度吸收—气相总吸收系数,kmol/(m2·s)气相总吸收速率方程式五、以(Y-Y*)表示的

第16页:总吸收速率方程

同理,可导出KX对于低浓度吸收—液相总吸收系数,kmol/(m2·s)液相总吸收速率方程式六、以(X*-X)表示的

第17页:吸收速率方程

本页为「吸收速率方程」小节导览页,列出本节包含的内容要点。

  • 8.3吸收过程的速率关系
  • 8.3.1膜吸收速率方程
  • 第八章气体吸收
  • 8.3.2总吸收速率方程
  • 8.3.3吸收速率方程小结

第18页:小结使用吸收

小结使用吸收速率方程式应注意以下几点:

  • (1)上述的各种吸收速率方程式是等效的。采用任何吸收速率方程式均可计算吸收过程速率。
  • (2)任何吸收系数的单位都是kmol/(m2·s·单位推动力)。
  • (3)必须注意各吸收速率方程式中的吸收系数与吸收推动力的正确搭配及其单位的一致性。

第19页:吸收速率方程

  • (4)上述各吸收速率方程式都是以气液组成保持不变为前提的,因此只适合于描述稳态操作的吸收塔内任一横截面上的速率关系,而不能直接用来描述全塔的吸收速率。在塔内不同横截面上的气液组成各不相同,其吸收速率也不相同。
  • (5)在使用与总吸收系数相对应的吸收速率方程式时,在整个过程所涉及的浓度范围内,平衡关系须为直线。吸收速率方程小结

第20页:物料衡算与操作线方程

本页为「物料衡算与操作线方程」小节导览页,列出本节包含的内容要点。

  • 8.1吸收过程概述
  • 8.2吸收过程的相平衡关系
  • 8.3吸收过程的速率关系
  • 8.4低组成气体吸收的计算
  • 8.4.1物料衡算与操作线方程
  • 第八章气体吸收

第21页:全塔物料衡算在工业中

一、全塔物料衡算在工业中,吸收操作多采用塔式设备,既可采用气液两相在塔内逐级接触的板式塔,也可采用气液两相在塔内连续接触的填料塔。工业中以采用填料塔为主,故本节对于吸收过程计算的讨论结合填料塔进行。

第22页:物料衡算与操作线方程

逆流吸收塔的物料衡算原料气:A+B吸收剂:S尾气:B(含微量A)溶液:S+AV(kmolB/s)Y1(kmolA/kmolB)L(kmolS/s)X2(kmolA/kmolS)L(kmolS/s)X1(kmolA/kmolS)mnYXV(kmolB/s)Y2(kmolA/kmolB)填料塔

第23页:全塔物料衡算

在吸收塔的两端面间,对溶质A作物料衡算溶质A的吸收率气体出塔时的组成Y2一、全塔物料衡算

第24页:物料衡算与操作线方程

二、操作线方程与操作线吸收塔内任一横截面上,气液组成Y与X之间的关系称为操作关系,描述该关系的方程即为操作线方程。在m-n截面与塔底端面之间对组分A进行衡算,可得逆流吸收塔操作线方程

第25页:物料衡算与操作线方程

同理,在m-n截面与塔顶端面之间作组分A的衡算,得操作线方程为直线斜率B(X1,Y1)T(X2,Y2)二、操作线方程与操作线逆流吸收塔操作线方程过点塔底塔顶

第26页:物料衡算与操作线方程

逆流吸收塔中的操作线Y*=f(X)操作线推动力斜率(液气比)

第27页:吸收剂用量的确定

本页为「吸收剂用量的确定」小节导览页,列出本节包含的内容要点。

  • 8.4低组成气体吸收的计算
  • 8.4.1物料衡算与操作线方程
  • 第八章气体吸收
  • 8.4.2吸收剂用量的确定

第28页:吸收剂用量的确定

一、最小液气比在吸收塔的计算中,通常气体处理量是已知的,而吸收剂的用量需通过工艺计算来确定。在气量一定的情况下,确定吸收剂的用量也即确定液气比。液气比的确定方法是,先求出吸收过程的最小液气比,然后再根据工程经验,确定适宜(操作)液气比。

第29页:吸收剂用量的确定

吸收塔的最小液气比Y*=f(X)

第30页:最小液气比可用图解法求得

最小液气比可用图解法求得:一、最小液气比最小液气比最小溶剂用量纯溶剂吸收

第31页:吸收塔的最小液气比

吸收塔的最小液气比(非正常曲线)Y*=mX

第32页:吸收剂用量的确定

二、适宜的液气比~~操作费用~设备费用填料层高度~根据生产实践经验,取推动力适宜液气比适宜溶剂用量处理量一定动力消耗

第33页:练习题目与思考题

练习题目

思考题

  • 如何判断吸收过程是属于哪种过程控制?
  • 2.总吸收速率方程与膜吸收速率方程有何不同?
  • 3.何为吸收过程的操作线,操作线如何获得?
  • 4.吸收剂的用量如何确定?

作业题:3、4、51

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