清华大学：《化工原理》课程教学资源（PPT课件讲稿）第二章 吸收（2.5）过程强化

32填料高度的计算 VY2 X2 ydr =n=(DhA k lr y x y dr d h QKar-y x dH y dr H Y2oKaY-y dr VYI L XI K a:有效比表面积g2:塔的横截面积

3.2 填料高度的计算 V, Y2 L, X2 V, Y1 L, X1 Y, X, dH H * * * ( ) ( *) 1 2 1 2 Y Y dY K a V Y Y dY K a V H Y Y dY K a V dH VdY N dHa K Y Y  − =  − =  − = − − = =  −   a: 有效比表面积 : 塔的横截面积

33传质单元数和传质单元高度 V,Y2↑L,Ⅹ2 n OK Y-y H YX OG dH OK.a yl dy OG JY2 Y-Y* VYI L XI Ka:气相总体积传质系数

3.3 传质单元数和传质单元高度 V, Y2 L, X2 V, Y1 L, X1 Y, X, dH H * 1 2 Y Y dY N K a V H Y Y OG Y OG − =  =  KYa: 气相总体积传质系数 * 1 2 Y Y dY K a V H  − = 

33传质单元数和传质单元高度 的分析 H=H N OG OG Hoe:为什么称单元高度? Noc=1时的填料高度 Hc流动状态设备型式处理量山o9K1a OG 组成变化/平均推动力 y1 dy Noc(分离要求平衡关系流量比N=2Y-y*

3.3 传质单元数和传质单元高度 的分析 HOG: 为什么称单元高度? NOG=1时的填料高度 HOG=f(流动状态, 设备型式, 处理量…) NOG= 组成变化/平均推动力 NOG=f(分离要求, 平衡关系, 流量比…) * 1 2 Y Y dY N K a V H Y Y OG Y OG − =  =  H = H N

第五节过程强化 (1)对于现有的填料塔如何强化 从传质机理的研究出发, 降低传质阻力 (2)利用化学反应提高推动力 (3)能否有其它型式的设备来实现吸收? 膜吸收

第五节 过程强化 （1）对于现有的填料塔如何强化 从传质机理的研究出发, 降低传质阻力 （2）利用化学反应提高推动力 （3）能否有其它型式的设备来实现吸收？ 膜吸收

1.传质机理 1.1双膜理论 液膜 气相 (边界层 A PAi 液相 气膜 (边界层) ■■■■■■ 气液相界面

1. 传质机理 1.1双膜理论 气相 pA 气液相界面 pAi cAi 液相 气膜 cA (边界层) 液膜 (边界层)

1.2传质基础 分子扩散和对流传质 分子扩散与Fick定律 DAB称为扩散系数 =-dab dz 气相1045(m2/s) 液相103-10(m2/s) 与传热的傅立叶定律类邮q=2<T 固相1010-1(m2/s) z

1.2传质基础 ----分子扩散和对流传质 • 分子扩散与Fick定律 – DAB称为扩散系数 – 气相 10-4--5 (m2 /s) – 液相10-8--10 (m2 /s) – 固相10-10--11 (m2 /s) • 与传热的傅立叶定律类比 dz dT q dz dc J D A AB = − = −

13单相中对流传质(膜)系数 传质 N=KG(PA"P 何时扩散 何时对流 传热 q=(7-7)

1.3 单相中对流传质(膜)系数 • 传质 – 何时扩散 – 何时对流 • 传热 ( ) ( ) i G A A i q T T N k p p = − = − 

kc与D之间的关系 N=JA+yAN=J+y AA DABP dpa A PAL 1-ya RT(p-ps dz PAi 稳态时,NA=常数 积分可得, N- DABPL p-PAi ZGRT p-p4

kG与D之间的关系 zG pA pAi dz dp RT p p D p y J N N J y N J y N A A A B A A A A A A A A A 1 ( − ) − = − = = + = + 稳态时, NA =常数 积分可得, A Ai G A B A p p p p z RT D p N − − = ln

kc与D之间的关系 整理,N DaBp p-p RT P-PA 漂移 PAL DAB(PA- PAi) P人因子 z RT D Bm Ai Pa-p 阻力 (D,流动 未知=k(P4-P 推动力

kG与D之间的关系 整理, ( ) ( ) ln G A A i A A i B m A A i G A B A A i G A B A k p p r p p p p p p z RT D p p p p z RT D p N = − − = = − − − = 漂移 因子 阻力 (D,流动) zG未知 推动力 zG pA pAi

14相际传质 NA=k(PA-PA)k:气膜传质分系数 /H k A LCALCA )k1:液膜传质分系数 NA=Kc(pAPA*)kc:气相总传质系数 y 1 气膜阻力 L 液膜阻力 K c 传热

1.4 相际传质 NA=kG(pA -pAi) kG: 气膜传质分系数 pAi=cAi/H NA=kL (cAi-cA) kL :液膜传质分系数 NA=KG(pA-pA*) kG: 气相总传质系数 i o G G L K K k Hk   1 1 1 1 1 1 = + = + 气膜阻力 液膜阻力 传热