化工原理下冊(cè) 吸收 課堂筆記

1、化工原理第八章 吸收8.1 概述一、吸收的目的和依據(jù)目的：（1） 回收有用物質(zhì)；（2） 脫除有害物質(zhì)組分；（3） 制備溶液。依據(jù)：混合氣體中各組分在溶劑中溶解度的差異。二、吸收的流程溶質(zhì)A；惰性組分B；溶劑S。吸收過程的主要能耗在解吸上。三、溶劑的選擇：技術(shù)方面：溶解度要高，選擇性要強(qiáng)，對(duì)溫度要敏感，容易解吸。經(jīng)濟(jì)及安全方面：不易揮發(fā)，較好的化學(xué)穩(wěn)定性；價(jià)廉、易得；無毒、不易爆易燃。四、吸收的分類：物理吸收與化學(xué)吸收等溫吸收與非等溫吸收單組份吸收與多組分吸收低濃度吸收（直線）與高濃度吸收（曲線）8.2 相際傳質(zhì)過程8.2.1 單相傳質(zhì)速率方程，氣相傳質(zhì)分系數(shù)，P總壓。，液相傳質(zhì)分系數(shù)，總濃度。

2、8.2.2 界面濃度亨利定律適用時(shí)，有解析法：圖解法：畫圖8.2.3 相際傳質(zhì)速率方程假設(shè)亨利定律適用，1、以氣相分壓表示總推動(dòng)力2、以液相濃度表示總推動(dòng)力比較之，有3、以氣相摩爾分率表示總推動(dòng)力4、以液相摩爾分率表示總推動(dòng)力8.2.4 傳質(zhì)阻力分析1、傳質(zhì)阻力，相際傳質(zhì)總阻力=氣相（膜）阻力+液相（膜）阻力（界面處無阻力）2、氣相阻力控制（氣膜控制：總阻力=氣相阻力）條件：（易溶氣體的H很大、m很小）結(jié)論：強(qiáng)化方法：增加氣相的湍動(dòng)程度3、液相阻力控制（液膜控制：總阻力=液相阻力）條件：（溶氣體的H很小、m很大）結(jié)論：強(qiáng)化方法：增加液相的湍動(dòng)程度8.3 低濃度氣體吸收的計(jì)算8.3.1 特點(diǎn)低濃

3、度：1、為常量（傳遞忽略不計(jì)）2、等溫吸收3、，8.3.2 物料衡算8.3.3 操作線和推動(dòng)力1、逆流操作：操作線方程：或。其中，為液氣比。操作線上任一點(diǎn)描述了吸收塔內(nèi)對(duì)應(yīng)截面的組成操作線在平衡線之上吸收操作操作線在平衡線之下解吸操作操作線與平衡線之間的距離反應(yīng)了推動(dòng)力的大?。捍怪本嚯x氣相推動(dòng)力水平距離液相推動(dòng)力改變操作線與平衡線的辦法： 增大，使操作線上移； 增大體系的P和降低體系的T，使，平衡線下移。2、并流操作操作線方程：或逆流時(shí)：推動(dòng)力沿塔分布均勻；在兩相進(jìn)出口組成相同的情況下，逆流時(shí)的平均推動(dòng)力大于并流。故，傳質(zhì)中：逆流優(yōu)于并流。8.3.4 吸收劑用量的確定在吸收條件中：由生產(chǎn)任務(wù)確

4、定；由工藝條件決定；經(jīng)選擇決定最小液氣比：。定義：針對(duì)一定的分離任務(wù)，塔內(nèi)某截面處吸收推動(dòng)為0，達(dá)到分離程度所需塔高無窮大時(shí)的液氣比。最小液氣比：亨利定律適用時(shí)，即有：當(dāng)對(duì)于平衡曲線為特殊形狀時(shí)，如圖所示，以切點(diǎn)計(jì)算最小液氣比。操作液氣比：故，需均衡考慮設(shè)備費(fèi)與操作費(fèi)。一般情況下：8.3.5 填料層高度的計(jì)算一、基本計(jì)算式： 氣液兩相傳質(zhì)最終積分式：習(xí)慣上，將二、傳質(zhì)單元數(shù)和傳質(zhì)單元高度1、傳質(zhì)單元數(shù)NTU意義：以為例：一個(gè)傳質(zhì)單元的意義：如果氣體流經(jīng)一段填料層，其溶質(zhì)組成變化，恰好等于該段填料層內(nèi)平均推動(dòng)力時(shí)，則該段填料層為一個(gè)傳質(zhì)單元。2、傳質(zhì)單元高度 HTU意義：為完成一個(gè)傳質(zhì)單元所需的

5、填料層高度，反應(yīng)了設(shè)備效能的高低，影響因素：填料特性、流體物料、操作條件其他：變化范圍小，隨G、L的變化影響較小三、傳質(zhì)單元數(shù)的計(jì)算1、平衡線為直線（1）對(duì)數(shù)平均推動(dòng)力法操作線y-x為直線。假設(shè)平衡線y*-x也為直線。則令同理，有注意：對(duì)數(shù)平均推動(dòng)力法適用于平衡線與操作線均為直線的情況，平衡線可不過原點(diǎn)。逆流、并流操作皆可。（2）吸收因數(shù)法假設(shè)平衡線：逆流操作線：令積分得：討論：（1）反應(yīng)了吸收推動(dòng)力的大小：為增大吸收推動(dòng)力，應(yīng)使實(shí)際操作時(shí)，取 S=1時(shí)，平衡線操作線，推動(dòng)力處處相等（2）反映了溶質(zhì)吸收率的高低，其越大，（3）吸收因數(shù)法適用于平衡線過原點(diǎn)，且逆流操作的情況。（4）液相總傳質(zhì)單元數(shù)：逆流時(shí)，并流：2、平衡線部位直線而為曲線（1）圖解積分法（平衡線曲率較大