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文檔簡介

氣體吸收

GasAbsorption2025/12/231概述(Introduction)

利用混合氣體中各組分(component)在液體中溶解度(solubility)的差異而分離氣體混合物的單元操作稱為吸收。吸收操作時(shí)某些易溶組分進(jìn)入液相形成溶液(solution),不溶或難溶組分仍留在氣相(gasphase),從而實(shí)現(xiàn)混合氣體的分離。

氣體吸收是混合氣體中某些組分在氣液相界面上溶解、在氣相和液相內(nèi)由濃度差推動(dòng)的傳質(zhì)過程。吸收劑氣體yx界面氣相主體液相主體相界面氣相擴(kuò)散液相擴(kuò)散yi

xi2025/12/232概述(Introduction)吸收質(zhì)或溶質(zhì)(solute):混合氣體中的溶解組分,以A表示。惰性氣體(inertgas)或載體:不溶或難溶組分,以B表示。吸收劑(absorbent):吸收操作中所用的溶劑,以S表示。吸收液(strongliquor):吸收操作后得到的溶液,主要成分為溶劑S和溶質(zhì)A。吸收尾氣(dilutegas):吸收后排出的氣體,主要成分為惰性氣體B和少量的溶質(zhì)A。吸收過程在吸收塔中進(jìn)行,逆流操作吸收塔示意圖如右所示。

吸收塔混合尾氣(A+B)吸收液(A+S)吸收劑(S)吸收尾氣(A+B)2025/12/233概述(Introduction)一、吸收操作的用途:(1)制取產(chǎn)品用吸收劑吸收氣體中某些組分而獲得產(chǎn)品。如硫酸吸收SO3制濃硫酸,水吸收甲醛制福爾馬林液,用水吸收氯化氫制鹽酸等

。(2)分離混合氣體吸收劑選擇性地吸收氣體中某些組分以達(dá)到分離目的。例如石油餾分裂解生產(chǎn)出來的乙烯、丙烯,還與氫、甲烷等混在一起,可用分子量較大的液態(tài)烴把乙烯、丙烯吸收,使與甲烷、氫分離開來。(3)氣體凈化一類是原料氣的凈化,即除去混合氣體中的雜質(zhì),如合成氨原料氣脫H2S、脫CO2等;另一類是尾氣處理和廢氣凈化以保護(hù)環(huán)境,如燃煤鍋爐煙氣,冶煉廢氣等脫除SO2,硝酸尾氣脫除NO2等。2025/12/234概述(Introduction)二、吸收操作的分類物理吸收(physicalabsorption):吸收過程溶質(zhì)與溶劑不發(fā)生顯著的化學(xué)反應(yīng),可視為單純的氣體溶解于液相的過程。如用水吸收二氧化碳、用水吸收乙醇或丙醇蒸汽、用洗油吸收芳烴等?;瘜W(xué)吸收(chemicalabsorption):溶質(zhì)與溶劑有顯著的化學(xué)反應(yīng)發(fā)生。如用氫氧化鈉或碳酸鈉溶液吸收二氧化碳、用稀硫酸吸收氨等過程?;瘜W(xué)反應(yīng)能大大提高單位體積液體所能吸收的氣體量并加快吸收速率。但溶液解吸再生較難。單組分吸收:混合氣體中只有單一組分被液相吸收,其余組分因溶解度甚小其吸收量可忽略不計(jì)。多組分吸收:有兩個(gè)或兩個(gè)以上組分被吸收。溶解熱:氣體溶解于液體時(shí)所釋放的熱量?;瘜W(xué)吸收時(shí),還會(huì)有反應(yīng)熱。非等溫吸收:體系溫度發(fā)生明顯變化的吸收過程。等溫吸收:體系溫度變化不顯著的吸收過程。2025/12/235本章以分析單組分的等溫物理吸收為重點(diǎn),以便掌握最基本的原理。

氣體吸收是物質(zhì)自氣相到液相的轉(zhuǎn)移,這是一種傳質(zhì)過程。混合氣體中某一組分能否進(jìn)入溶液里,既取決于該組分的分壓,也取決于溶液里該組分的平衡蒸汽壓。如果混合氣體中該氣體的分壓大于溶液的平衡蒸汽壓,這個(gè)組分便可自氣相轉(zhuǎn)移至液相,即被吸收。由于轉(zhuǎn)移的結(jié)果,溶液里這個(gè)組分的濃度便增高,它的平衡蒸汽壓也隨著增高,到最后,可以增高到等于它在氣相中的分壓,傳質(zhì)過程于是停止,這時(shí)稱為氣液兩相達(dá)到平衡。反之,如果溶液中的某一組分的平衡蒸汽壓大于混合氣體中該組分的分壓,這個(gè)組分便要從溶液中釋放出來,即從液相轉(zhuǎn)移到氣相,這種情況稱為解吸(或脫吸)。所以根據(jù)兩相的平衡關(guān)系可以判斷傳質(zhì)過程的方向與極限,而且,兩相的濃度距離平衡愈遠(yuǎn),則傳質(zhì)的推動(dòng)力愈大,傳質(zhì)速率也愈大。吸收操作的分析,應(yīng)該從氣液兩相的平衡關(guān)系與傳質(zhì)速率關(guān)系著手,本章各節(jié)即如此展開討論。2025/12/236氣液兩相的接觸方式連續(xù)接觸(也稱微分接觸):氣、液兩相的濃度呈連續(xù)變化。如填料塔。級(jí)式接觸:氣、液兩相逐級(jí)接觸傳質(zhì),兩相的組成呈階躍變化。如板式塔。散裝填料塑料鮑爾環(huán)填料規(guī)整填料塑料絲網(wǎng)波紋填料

2025/12/237蒸餾與吸收操作對(duì)比

蒸餾改變狀態(tài)參數(shù)產(chǎn)生第二相,吸收從外界引入另一相形成兩相系統(tǒng);蒸餾直接獲得輕、重組分,吸收混合液經(jīng)脫吸才能得到較純組分;蒸餾中氣相中重組分向液相傳遞,液相中輕組分向氣相傳遞,是雙相傳遞;吸收中溶質(zhì)分子由氣相向液相單相傳遞,惰性組分及溶劑組分處于“停滯”狀態(tài)。2025/12/238第一節(jié)氣—液相平衡

2––1––1氣體的溶解度氣體吸收的平衡關(guān)系指氣體在液體中的溶解度。如果把氨氣和水共同封存在容器中,令體系的壓力和溫度維持一定,由于氨易溶于水,氨的分子便穿越兩相界面進(jìn)入水中,但進(jìn)到水中的氨分子也會(huì)有一部分返回氣相,只不過剛開始的時(shí)候進(jìn)多出少。水中溶解的氨量越多,濃度越大,氨分子從溶液逸出的速率也就越大,直到最后,氨分子從氣相進(jìn)入液相的速率便等于它從液相返回氣相的速率,氨實(shí)際上便不再溶解進(jìn)水里,溶液的濃度也就不再變化,這種狀態(tài)稱為相際動(dòng)平衡,簡稱相平衡或平衡。2025/12/239氣體的溶解度在溫度和壓力一定的條件下,平衡時(shí)的氣、液相組成具有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。平衡狀態(tài)下氣相中溶質(zhì)的分壓稱為平衡分壓或飽和分壓,與之對(duì)應(yīng)的液相濃度稱為平衡濃度或氣體在液體中的溶解度。這時(shí)溶液已經(jīng)飽和,即達(dá)到了它在一定條件下的溶解度,也就是指氣體在液相中的飽和濃度,習(xí)慣上以單位質(zhì)量(或體積)的液體中所含溶質(zhì)的質(zhì)量來表示,也表明一定條件下吸收過程可能達(dá)到的極限程度。在一定溫度下達(dá)到平衡時(shí),溶液的濃度隨氣體壓力的增加而增加。如果要使一種氣體在溶液中里達(dá)到某一特定的濃度,必須在溶液上方維持較高的平衡壓力。氣體的溶解度與溫度有關(guān),一般來說,溫度下降則氣體的溶解度增高。

2025/12/2310溶解度曲線:在一定溫度、壓力下,平衡時(shí)溶質(zhì)在氣相和液相中的濃度的關(guān)系曲線。例:圖2-2,2-3,2-4。溶解度/[g(NH3)/1000g(H2O)]1000500020406080100120pNH3/kPa50oC40oC30oC20oC10oC0oC120溶解度/[g(SO2)/1000g(H2O)]250200020406080100pSO2/kPa1501005012050oC40oC30oC20oC10oC0oC在相同條件下,NH3

在水中的溶解度較SO2大得多。用水作吸收劑時(shí),稱NH3為易溶氣體,SO2為中等溶解氣體,溶解度更小的氣體則為難溶氣體(如O2

在30℃和溶質(zhì)的分壓為40kPa

的條件下,1kg水中溶解的質(zhì)量僅為0.014g)。2025/12/23112––1––2亨利定律(Henry’slaw)

當(dāng)總壓不太高時(shí),一定溫度下的稀溶液的溶解度曲線近似為直線,即溶質(zhì)在液相中的溶解度與其在氣相中的分壓成正比。式中:p*——溶質(zhì)在氣相中的平衡分壓,kPa;x——溶質(zhì)在液相中的摩爾分?jǐn)?shù);E——亨利系數(shù),kPa?!嗬珊嗬禂?shù)的值隨物系的特性及溫度而異;物系一定,E值一般隨溫度的上升而增大;E值的大小代表了氣體在該溶劑中溶解的難易程度;在同一溶劑中,難溶氣體E值很大,易溶氣體E值很??;E的單位與氣相分壓的壓強(qiáng)單位一致。2025/12/2312亨利定律(Henry’slaw)

當(dāng)氣、液相溶質(zhì)濃度用其它組成表示法表示時(shí),通過濃度換算可得其它形式的亨利定律。常用的形式有y*——與組成為x的液相呈平衡的氣相中溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù);c——溶質(zhì)在液相中的摩爾濃度,kmol/m3;m——相平衡常數(shù);H——溶解度系數(shù);kmol/(m3

kPa);三個(gè)比例系數(shù)之間的關(guān)系:式中cm為溶液的總濃度(kmol/m3)。對(duì)于稀溶液,因溶質(zhì)的濃度很小,因此cm=

/Ms,其中

為溶液的密度,Ms為溶劑的摩爾質(zhì)量。2025/12/2313亨利定律(Henry’slaw)

在低濃度氣體吸收計(jì)算中,通常采用基準(zhǔn)不變的摩爾比

Y(或X)表示組成。以摩爾比表示組成的相平衡關(guān)系X——溶質(zhì)在液相中的摩爾比濃度;Y*——與X呈平衡的氣相中溶質(zhì)的摩爾比濃度。當(dāng)m趨近1或當(dāng)X很小時(shí)2025/12/23142––1––3吸收劑的選擇吸收劑性能的優(yōu)劣,是決定吸收操作效果是否良好的關(guān)鍵。如果吸收的目的是制取某種溶液作成品,例如用HCl氣生產(chǎn)鹽酸,吸收劑只能用水,自然沒有選擇的余地,但如果目的在于把一部分氣體從混合物中分離出來,便應(yīng)考慮選擇合用的吸收劑問題。溶解度大吸收劑的選擇主要考慮的是溶解度,溶解度大則吸收劑用量少,吸收速率也大,設(shè)備的尺寸便?。贿x擇性好很顯然,吸收劑對(duì)溶質(zhì)氣體的溶解度既要大,對(duì)混合氣體中其他組分的溶解度卻要小或基本上不溶,這樣才能進(jìn)行有效的分離,滿足這一要求稱為選擇性好;揮發(fā)度要小吸收劑的揮發(fā)度要小,即在操作溫度下它的蒸汽壓要低,經(jīng)過吸收后的氣體在排出時(shí),往往為吸收劑蒸汽所飽和,吸收劑的揮發(fā)度高,其損失量便大。此外所選用的溶劑盡可能滿足無腐蝕性,粘度小,無毒,不燃,價(jià)廉易得等條件。

2025/12/2315第二節(jié)傳質(zhì)機(jī)理與吸收速率

平衡關(guān)系只能回答混合氣體中溶質(zhì)氣體能否進(jìn)入液相這個(gè)問題,至于進(jìn)入液相速率大小,卻無法解決,后者屬于傳質(zhì)的機(jī)理問題。本節(jié)的內(nèi)容是結(jié)合吸收操作來說明傳質(zhì)的基本原理,并導(dǎo)出傳質(zhì)的速率關(guān)系,作為分析吸收操作與計(jì)算吸收設(shè)備的依據(jù)。氣體吸收是溶質(zhì)先從氣相主體擴(kuò)散到氣液界面,再從氣液界面擴(kuò)散到液相主體的傳質(zhì)過程。

2025/12/23162––2––1氣液相際傳質(zhì)理論相對(duì)于氣相濃度y而言,液相濃度欠飽和(x<x*),故液相有吸收溶質(zhì)A的能力。相對(duì)于液相濃度x而言,氣相濃度為過飽和(y>y*),溶質(zhì)A由氣相向液相轉(zhuǎn)移。一、傳質(zhì)過程的方向

氣、液相濃度(y,x)在平衡線上方(P點(diǎn)):yxoy*=f(x)Pyxy*結(jié)論:若系統(tǒng)氣、液相濃度(y,x)在平衡線上方,則體系將發(fā)生從氣相到液相的傳質(zhì),即吸收過程。x*釋放溶質(zhì)吸收溶質(zhì)2025/12/2317相對(duì)于氣相濃度而言實(shí)際液相濃度過飽和(x>x*),故液相有釋放溶質(zhì)A的能力。相對(duì)于液相濃度x而言氣相濃度為欠飽和(y<y*),溶質(zhì)A由液相向氣相轉(zhuǎn)移。傳質(zhì)過程的方向氣、液相濃度(y,x)在平衡線下方(Q點(diǎn)):yxoy*=f(x)Qyxy*結(jié)論:若系統(tǒng)氣、液相濃度(y,x)在平衡線下方,則體系將發(fā)生從液相到氣相的傳質(zhì),即解吸過程。x*釋放溶質(zhì)吸收溶質(zhì)2025/12/2318相對(duì)于氣相濃度而言液相濃度為平衡濃度(x=x*),故液相不釋放或吸收溶質(zhì)A。相對(duì)于液相濃度x而言氣相濃度為平衡濃度(y=y*),溶質(zhì)A不發(fā)生轉(zhuǎn)移。傳質(zhì)過程的方向氣、液相濃度(y,x)處于平衡線上(R點(diǎn)):yxoy*=f(x)Ryxy*結(jié)論:若系統(tǒng)氣、液相濃度(y,x)處于平衡線上,則體系從宏觀上講將不會(huì)發(fā)生相際間的傳質(zhì),即系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)。x*2025/12/2319二、傳質(zhì)過程的限度

對(duì)吸收而言:若保持液相濃度x不變,氣相濃度y最低只能降到與之相平衡的濃度y*,即ymin=y*;若保持氣相濃度y不變,則液相濃度x最高也只能升高到與氣相濃度y相平衡的濃度x*,即xmax=x*。yxoy*=f(x)Pyxy*x*2025/12/2320傳質(zhì)過程的限度

yxoy*=f(x)Qyxy*x*對(duì)解吸而言:若保持液相濃度x不變,氣相濃度y最高只能升到與之相平衡的濃度y*,即ymax=y*;若保持氣相濃度y不變,則液相濃度x最高也只能降到與氣相濃度y相平衡的濃度x*,即xmin=x*。2025/12/2321傳質(zhì)推動(dòng)力的表示方法可以不同,但效果一樣。(x*-x):以液相摩爾分?jǐn)?shù)差表示的傳質(zhì)推動(dòng)力。對(duì)吸收過程:(y-y*):以氣相摩爾分?jǐn)?shù)差表示的傳質(zhì)推動(dòng)力;三、傳質(zhì)過程的推動(dòng)力未達(dá)平衡的兩相接觸會(huì)發(fā)生相際間傳質(zhì)(吸收或解吸),離平衡濃度越遠(yuǎn),過程傳質(zhì)推動(dòng)力越大,傳質(zhì)過程進(jìn)行越快。方法:用氣相或液相濃度遠(yuǎn)離平衡的程度來表征氣液相際傳質(zhì)過程的推動(dòng)力。yxoy*=f(x)Pyxy*x*(y-y*)(x*-x)2025/12/2322四、吸收傳質(zhì)理論

吸收過程是溶質(zhì)由氣相向液相轉(zhuǎn)移的相際傳質(zhì)過程,可分為三個(gè)步驟:氣相主體液相主體相界面溶解氣相擴(kuò)散液相擴(kuò)散(1)溶質(zhì)由氣相主體擴(kuò)散至兩相界面氣相側(cè)(氣相內(nèi)傳質(zhì));(2)溶質(zhì)在界面上溶解(通過界面的傳質(zhì));(3)溶質(zhì)由相界面液相側(cè)擴(kuò)散至液相主體(液相內(nèi)傳質(zhì))。2025/12/2323雙膜理論

由W.K.Lewis

和W.G.Whitman

在上世紀(jì)二十年代提出,是最早出現(xiàn)的傳質(zhì)理論。雙膜理論的基本論點(diǎn)是:(1)相互接觸的兩流體間存在著穩(wěn)定的相界面,界面兩側(cè)各存在著一個(gè)很?。ǖ刃Ш穸确謩e為

1和

2)的流體膜層。溶質(zhì)以分子擴(kuò)散方式通過此兩膜層。(2)相界面沒有傳質(zhì)阻力,即溶質(zhì)在相界面處的濃度處于相平衡狀態(tài)。(3)在膜層以外的兩相主流區(qū)由于流體湍動(dòng)劇烈,傳質(zhì)速率高,傳質(zhì)阻力可以忽略不計(jì),相際的傳質(zhì)阻力集中在兩個(gè)膜層內(nèi)。氣相主體液相主體相界面pi=ci

/Hp

1

2pi

ci

c氣膜液膜2025/12/2324雙膜理論

兩相相內(nèi)傳質(zhì)速率可用下面的形式表達(dá)為:DG、DL——溶質(zhì)組分在氣膜與液膜中的分子擴(kuò)散系數(shù);P/pBm

——?dú)庀鄶U(kuò)散漂流因子;cm/cBm

——液相擴(kuò)散漂流因子;

1、

2——界面兩側(cè)氣液相等效膜層厚度,待定參數(shù)。雙膜理論將兩流體相際傳質(zhì)過程簡化為經(jīng)兩膜層的穩(wěn)定分子擴(kuò)散的串聯(lián)過程。對(duì)吸收過程則為溶質(zhì)通過氣膜和液膜的分子擴(kuò)散過程。2025/12/2325雙膜理論

按雙膜理論,傳質(zhì)系數(shù)與擴(kuò)散系數(shù)成正比,這與實(shí)驗(yàn)所得的關(guān)聯(lián)式地結(jié)果相差較大;由此理論所得的傳質(zhì)系數(shù)計(jì)算式形式簡單,但等效膜層厚度

1和

2以及界面上濃度pi和ci

都難以確定;雙膜理論存在著很大的局限性,例如對(duì)具有自由相界面或高度湍動(dòng)的兩流體間的傳質(zhì)體系,相界面是不穩(wěn)定的,因此界面兩側(cè)存在穩(wěn)定的等效膜層以及物質(zhì)以分子擴(kuò)散方式通過此兩膜層的假設(shè)都難以成立;該理論提出的雙阻力概念,即認(rèn)為傳質(zhì)阻力集中在相接觸的兩流體相中,而界面阻力可忽略不計(jì)的概念,在傳質(zhì)過程的計(jì)算中得到了廣泛承認(rèn),仍是傳質(zhì)過程及設(shè)備設(shè)計(jì)的依據(jù);本書后續(xù)部分也將以該理論為討論問題的基礎(chǔ)。2025/12/23262––2––2吸收速率方程式吸收設(shè)備中進(jìn)行的傳質(zhì)過程為吸收過程,其傳質(zhì)速率即為吸收速率,所對(duì)應(yīng)的傳質(zhì)速率方程即為吸收速率方程。氣體吸收因過程的復(fù)雜性,傳質(zhì)速率(吸收速率)一般難以理論求解,但遵循現(xiàn)象方程所描述的物理量傳遞的共性規(guī)律。根據(jù)推動(dòng)力及阻力可寫出速率關(guān)系式,單獨(dú)根據(jù)氣膜或液膜的推動(dòng)力及阻力寫出的速率關(guān)系式稱為氣膜或液膜吸收速率方程式,相應(yīng)的吸收系數(shù)稱為膜系數(shù)或分系數(shù),用k表示,與傳熱中的對(duì)流傳熱系數(shù)相當(dāng)。

2025/12/2327傳質(zhì)速率方程

——?dú)庀?氣膜)傳質(zhì)速率方程對(duì)于穩(wěn)定吸收過程,可根據(jù)雙膜理論建立相際傳質(zhì)速率方程(總傳質(zhì)速率方程)。類似于間壁式對(duì)流傳熱速率方程。由于混合物的組成可用多種方式表示,對(duì)應(yīng)于每一種表達(dá)法都有與之相應(yīng)的傳質(zhì)速率方程。——液相(液膜)傳質(zhì)速率方程2025/12/2328一、氣相傳質(zhì)速率方程kg—推動(dòng)力為分壓差的氣相傳質(zhì)系數(shù),kmol/(s

m2

kPa);ky

—推動(dòng)力為摩爾分率之差的氣相傳質(zhì)系數(shù),kmol/(s

m2);kY

—推動(dòng)力為摩爾比濃度差的氣相傳質(zhì)系數(shù),kmol/(s

m2);p、y、Y

—溶質(zhì)A在氣相主體的分壓(kPa)、摩爾分率和摩爾比;pi、yi、Yi

—溶質(zhì)A在界面氣相側(cè)的分壓(kPa)、摩爾分率和摩爾比。氣相傳質(zhì)速率方程常用的表達(dá)形式有三種2025/12/2329氣相傳質(zhì)速率方程不同形式的傳質(zhì)速率方程物理意義一樣,都代表單位時(shí)間內(nèi)通過單位界面面積傳遞的溶質(zhì)A的量;傳質(zhì)系數(shù)與傳質(zhì)推動(dòng)力的表達(dá)方式有關(guān),其倒數(shù)表達(dá)的是氣相傳質(zhì)阻力;注意:不同單位的傳質(zhì)系數(shù)數(shù)值不同,但可根據(jù)組成表示法的相互關(guān)系進(jìn)行換算。例:當(dāng)氣相總壓不很高時(shí),根據(jù)道爾頓分壓定律

p=Py,有對(duì)

y值較小的低濃度吸收:2025/12/2330二、液相傳質(zhì)速率方程液相傳質(zhì)速率方程常用的表達(dá)形式也有三種kc

—推動(dòng)力為摩爾濃度差的液相傳質(zhì)系數(shù),m/s;kx

—推動(dòng)力為摩爾分率之差的液相傳質(zhì)系數(shù),kmol/(s

m2);kX

—推動(dòng)力為摩爾比之差的液相傳質(zhì)系數(shù),kmol/(s

m2);c、x、X

—溶質(zhì)A在液相主體的摩爾濃度、摩爾分率和摩爾比濃度;ci、xi、Xi

—溶質(zhì)A在界面液相側(cè)的摩爾濃度、摩爾分率和摩爾比濃度。2025/12/2331液相傳質(zhì)速率方程三個(gè)液相傳質(zhì)系數(shù)的倒數(shù)也分別為傳質(zhì)推動(dòng)力以不同組成表示法表達(dá)時(shí)的液相傳質(zhì)阻力。同樣,根據(jù)各種表示法的相互關(guān)系可推得式中cm為液相的總摩爾濃度。液相濃度很低時(shí):2025/12/2332三、相界面的濃度

在氣、液兩相內(nèi)傳質(zhì)速率的計(jì)算中,推動(dòng)力項(xiàng)中含有溶質(zhì)在相界面的濃度yi

xi,可用計(jì)算方法或作圖法得出。計(jì)算法:對(duì)穩(wěn)定的吸收過程,氣、液兩相內(nèi)傳質(zhì)速率應(yīng)相等。若兩相濃度均以摩爾分?jǐn)?shù)表示,有當(dāng)kx

和ky

為定值時(shí),在直角坐標(biāo)系中yi~xi

關(guān)系是一條過定點(diǎn)(x,y)而斜率為-kx/ky

的直線。根據(jù)雙膜理論,界面處yi~xi

應(yīng)滿足相平衡關(guān)系:若已知相平衡關(guān)系式以及氣、液相傳質(zhì)系數(shù)ky、kx,將上兩式聯(lián)立就可求得當(dāng)氣、液相主體摩爾分率為y、x

時(shí)所對(duì)應(yīng)的界面處氣、液相摩爾分率yi、xi。2025/12/2333相界面的濃度

作圖法:yxoy*=f(x)斜率=-kx/kyyxy*x*xiyiA氣相液相相界面yi

xiyi

=fe(xi)yxyi、xi

為直線與平衡線的交點(diǎn)坐標(biāo),直線上A點(diǎn)坐標(biāo)為與之對(duì)應(yīng)的氣、液主體流的摩爾分?jǐn)?shù)y、x。2025/12/2334四、總傳質(zhì)速率方程

傳遞過程的阻力具有加和性。若以雙膜理論為依據(jù),則吸收過程的傳質(zhì)總阻力是氣相傳質(zhì)阻力與液相傳質(zhì)阻力之和(相界面無阻力)。總傳質(zhì)速率為總傳質(zhì)推動(dòng)力(y-y*)與總的傳質(zhì)阻力(1/Ky)之比。相平衡關(guān)系為直線對(duì)稀溶液,物系的相平衡關(guān)系服從亨利定律y*=mx。氣相:液相:相際:比較可得:2025/12/2335總傳質(zhì)速率方程

以氣相為基準(zhǔn)的總傳質(zhì)速率方程Ky

是以(y-y*)

為推動(dòng)力的總傳質(zhì)系數(shù),單位為kmol/(s

m2),其倒數(shù)為氣、液兩相傳質(zhì)總阻力。總傳質(zhì)系數(shù)Ky(相際傳

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