化工原理-第九章-吸收課件

目錄第九章吸收 第一節(jié) 概述一、什么是吸收二、吸收的目的三、吸收分類四、吸收設(shè)備及流程五、吸收劑的選擇1化工原理》電子教案/目錄目錄第九章吸收1化工原理》電子教案/目錄目錄第九章吸收 第二節(jié) 氣液相平衡一、溶解度及溶解度曲線二、亨利定律第三節(jié) 吸收過(guò)程模型及吸收速率方程

一、雙膜模型二、吸收速率方程第四節(jié)二元低濃氣體吸收（或脫吸）的計(jì)算一、物料衡算和操作線方程二、吸收劑用量的確定三、塔徑的計(jì)算四、填料層高度的計(jì)算2化工原理》電子教案/目錄目錄第九章吸收2化工原理》電子教案/目錄目錄第九章吸收 習(xí)題課第四節(jié)二元低濃氣體吸收（或脫吸）的計(jì)算五、高濃氣體吸收六、解吸第五節(jié)其他類型的吸收簡(jiǎn)介第三版第18次印刷的教材更正第九章小結(jié)3化工原理》電子教案/目錄目錄第九章吸收第三版第18次印刷的教材更正第九章小結(jié)第九章吸收第一節(jié)概述一、什么是吸收相界面ABCD氣體混合物液體S惰性組分

吸收劑

溶質(zhì)

利用氣體混合物中各組分在液體溶劑中溶解度的差異來(lái)分離氣體混合物的操作稱為吸收。4第九章吸收第一節(jié)概述一、什么是吸收相界面ABCD氣體第一節(jié)概述二、吸收的目的1．制取產(chǎn)品例如，用98%的硫酸吸收SO3氣體制取98%硫酸；用水吸收氯化氫制取31%的工業(yè)鹽酸；用氨水吸收CO2生產(chǎn)碳酸氫銨等。2．從氣體中回收有用的組分例如，用硫酸從煤氣中回收氨生成硫胺；用洗油從煤氣中回收粗苯等。3．除去有害組分以凈化氣體主要包括原料氣凈化和尾氣、廢氣的凈化以保護(hù)環(huán)境。例如用水或堿液脫除合成氨原料氣中的二氧化碳；

燃煤鍋爐煙氣、冶煉廢氣等脫SO2等。5第一節(jié)概述二、吸收的目的1．制取產(chǎn)品例如，用98%的硫酸第一節(jié)概述三、吸收分類相界面ABCD氣體混合物液體S惰性組分

吸收劑

溶質(zhì)

本章要介紹的6第一節(jié)概述三、吸收分類相界面ABCD氣體混合物液體S惰性請(qǐng)點(diǎn)擊觀看動(dòng)畫第一節(jié)概述四．吸收設(shè)備及流程1、吸收設(shè)備-----塔設(shè)備

7請(qǐng)點(diǎn)擊觀看動(dòng)畫第一節(jié)概述四．吸收設(shè)備及流程1、吸收設(shè)備-第一節(jié)概述2．吸收流程單一吸收塔流程：

吸收劑常常需要回收再利用8第一節(jié)概述2．吸收流程單一吸收塔流程：吸收劑常常需要回第一節(jié)概述2．吸收流程多塔吸收流程

9第一節(jié)概述2．吸收流程多塔吸收流程9第一節(jié)概述五．吸收劑的選擇5．其它-----無(wú)毒、無(wú)腐蝕性、不易燃燒、不發(fā)泡、價(jià)廉易得，并具有化學(xué)穩(wěn)定性等要求。1．溶解度-----對(duì)溶質(zhì)組分有較大的溶解度2．選擇性-----對(duì)溶質(zhì)組分有良好的選擇性，即對(duì)其它組分基本不吸收或吸收甚微，3．揮發(fā)性-----應(yīng)不易揮發(fā)4．黏性-----黏度要低10第一節(jié)概述五．吸收劑的選擇5．其它-----無(wú)毒、無(wú)腐蝕第二節(jié)氣液相平衡一、溶解度及溶解度曲線(對(duì)雙組分氣體)

氣液達(dá)到相平衡時(shí)，液相中的溶質(zhì)濃度稱為溶解度，記作對(duì)雙組分氣體吸收，所有變量共4個(gè)：溫度T、總壓P、氣相組成、溶解度----獨(dú)立變量只有3個(gè)，例如：T、P、pA在幾個(gè)大氣壓以內(nèi)、溫度T一定條件下，（溶解平衡）11第二節(jié)氣液相平衡一、溶解度及溶解度曲線(對(duì)雙組分氣體)第二節(jié)氣液相平衡一、溶解度及溶解度曲線上述具體函數(shù)關(guān)系目前尚無(wú)法理論推得，需通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法對(duì)具體物系進(jìn)行測(cè)定。如下圖示出了四種氣體在20C下在水中溶解度曲線。

12第二節(jié)氣液相平衡一、溶解度及溶解度曲線上述具體難溶體系溶解度適中體系

易溶體系說(shuō)明：（1）不同氣體的溶解度差異很大（2）對(duì)于稀溶液或極稀溶液，溶解度曲線近似為直線，即-----亨利定律pA=723cApA=25.5cApA=0.36cApA=0.0136cA13難溶體系溶解度適中體系易溶體系說(shuō)明：（1）不同氣體的溶解度二、亨利定律通常由實(shí)驗(yàn)測(cè)定?？蓮挠嘘P(guān)手冊(cè)中查得。如圖，H越大，表明在相同的pA下cA*越大，故越易溶。T，HP在幾個(gè)大氣壓范圍內(nèi)對(duì)H影響可忽略。其他情況下，一般P，H屬物性獲取方法：影響因素：-----亨利定律溶解度系數(shù)，kmol/(m3Pa)思考：H越大，表明越易溶還是越難溶？14二、亨利定律通常由實(shí)驗(yàn)測(cè)定?？蓮挠嘘P(guān)手冊(cè)中查得。如圖，H越大二、亨利定律-----亨利定律亨利定律的其他形式：E越大，越難溶；亨利系數(shù)，Pa相平衡常數(shù)，無(wú)量綱思考：E越大，表明越易溶還是越難溶？E的影響因素：T，E；P對(duì)E影響可忽略。m的影響因素：T，m；P，m思考：m越大，表明越易溶還是越難溶？m越大，越難溶；15二、亨利定律-----亨利定律亨利定律的其他形式：E越大，越教材更正P24第六行（8-5）應(yīng)為（8-5a）。P24－30所有大寫的C均應(yīng)為小寫的c。P30例9－4的第七行“表示明”應(yīng)為“表示時(shí)”作業(yè)：16教材更正P24第六行（8-5）應(yīng)為（8-5a）。作業(yè)：16第三節(jié)吸收過(guò)程模型及吸收速率方程三個(gè)串聯(lián)傳質(zhì)環(huán)節(jié)：

氣體液體氣體側(cè)的對(duì)流傳質(zhì)界面溶解一、吸收過(guò)程模型NAGNAL液體側(cè)的對(duì)流傳質(zhì)----雙膜模型17第三節(jié)吸收過(guò)程模型及吸收速率方程三個(gè)串聯(lián)傳質(zhì)環(huán)節(jié)：二、吸收速率方程類似地：---分吸收速率方程

NAGNALNAG=NAL對(duì)流傳質(zhì)方程：18二、吸收速率方程類似地：---分吸收速率方程N(yùn)AGNALN二、吸收速率方程----以分壓差為推動(dòng)力的氣相總吸收速率方程19二、吸收速率方程----以分壓差為推動(dòng)力的氣相總吸收速率方程二、吸收速率方程------以摩爾濃度差為推動(dòng)力的

液相總吸收速率方程-----以摩爾分率差為推動(dòng)力的

氣相總吸收速率方程-----以摩爾分率差為推動(dòng)力的

液相總吸收速率方程20二、吸收速率方程------以摩爾濃度差為推動(dòng)力的

二、吸收速率方程液相總傳質(zhì)推動(dòng)力氣相總傳質(zhì)推動(dòng)力氣相分傳質(zhì)推動(dòng)力液相分傳質(zhì)推動(dòng)力吸收速率方程的分析：關(guān)于傳質(zhì)推動(dòng)力操作點(diǎn)P離平衡線越近，

則總推動(dòng)力就越小21二、吸收速率方程液相總傳質(zhì)推動(dòng)力氣相總傳質(zhì)推動(dòng)力氣相分傳質(zhì)推二、吸收速率方程氣膜控制故----如圖，氣膜較厚，液膜較薄，即阻力主要由氣

膜決定。2、關(guān)于傳質(zhì)阻力

易溶體系屬于這種情況。22二、吸收速率方程氣膜控制故----如圖，氣膜較厚，液膜較薄二、吸收速率方程液膜控制----如圖，液膜較厚，氣膜較薄，即阻力主要由液

膜決定。難溶體系屬于這種情況。故23二、吸收速率方程液膜控制----如圖，液膜較厚，氣膜較薄，即二、吸收速率方程雙膜控制----如圖，液膜、氣膜厚度相當(dāng)，氣膜阻力和液膜

阻力均不可忽略。溶解度適中的體系屬于這種情況。24二、吸收速率方程雙膜控制----如圖，液膜、氣膜厚度相當(dāng)，氣二、吸收速率方程影響傳質(zhì)阻力的因素：即影響傳質(zhì)系數(shù)k的因素（第八章）流動(dòng)狀況如降膜濕壁塔、圓盤塔等：kGG0.75，kLL0.7，填料塔：kLL0.750.95物性操作溫度和壓力傳質(zhì)面幾何特性等。返回目錄作業(yè)：25二、吸收速率方程影響傳質(zhì)阻力的因素：即影響傳質(zhì)系數(shù)k的因【例】常溫常壓吸收塔的某個(gè)截面上（微分段內(nèi)），含氨3%（體積分?jǐn)?shù)）的氣體與濃度為1kmol.m-3的氨水相遇。若已知：ky=5.1×10-4kmol.s-1.m-2、kx=0.83×10-2kmol.s-1.m-2,平衡關(guān)系可用y=0.75x表示。試計(jì)算：（1）以氣相、液相摩爾分?jǐn)?shù)差表示的總推動(dòng)力、總傳質(zhì)系數(shù)和傳質(zhì)速率；（2）氣、液兩相傳質(zhì)阻力的相對(duì)大??；（3）平衡分壓和氣相界面處的分壓。26【例】常溫常壓吸收塔的某個(gè)截面上（微分段內(nèi)），含氨3%（體積第四節(jié)二元低濃氣體吸收（或脫吸）的計(jì)算計(jì)算項(xiàng)目主要有：吸收劑用量La、液相出塔濃度xb塔的主要工藝尺寸：塔徑D、填料層高度H或塔板數(shù)N27第四節(jié)二元低濃氣體吸收（或脫吸）的計(jì)算計(jì)算項(xiàng)目主要有：27一、物料衡算和操作線方程GBYa LSXa

GBYb LSXbGB-----kmolB/sorkmolB/(m2s)；LS-----kmolS/sorkmolS/(m2s)；

Y（或X）-----摩爾比；全塔物料衡算-----可求解液相出塔濃度xb-------此式使用不方便，因?yàn)槟柗致蕏、y的定義基準(zhǔn)從塔底到塔頂均在變化。將x、y換成摩爾比X、Y可解決這個(gè)問(wèn)題。回收率為：

28一、物料衡算和操作線方程GBYa LSXa一、物料衡算和操作線方程對(duì)塔上部任一段作質(zhì)量衡算（A組分）-----可求解全塔濃度分布-------操作線方程29一、物料衡算和操作線方程對(duì)塔上部任一段作質(zhì)量衡算（A組分）-一、物料衡算和操作線方程操作線斜率越小，越靠近平衡線，傳質(zhì)推動(dòng)力越小，對(duì)傳質(zhì)越不利。操作點(diǎn)XYOXbYb塔底XaYa塔頂直線，過(guò)塔頂點(diǎn)A(Xa，Ya)，塔底B(Xb，Yb)總是位于平衡線的上方；----液氣比斜率為-------操作線方程操作線方程：30一、物料衡算和操作線方程操作線斜率越小，越靠近平衡線，傳質(zhì)推一、物料衡算和操作線方程對(duì)于低濃氣體（通常yb<10%），31一、物料衡算和操作線方程對(duì)于低濃氣體（通常yb<10%），3二、吸收劑用量的確定僅從能耗上看，希望吸收劑用量越小越好，但是--最小液氣比此時(shí)，塔內(nèi)必有一處達(dá)到相平衡，塔高需無(wú)窮高才行。32二、吸收劑用量的確定僅從能耗上看，希望吸收劑用量越小越好，但二、吸收劑用量的確定最小液氣比只對(duì)設(shè)計(jì)型問(wèn)題有意義。可以，能，但達(dá)不到指定的吸收要求思考：實(shí)際操作時(shí)的液氣比可否小于或等于最小液氣比？此時(shí)吸收塔是否能操作？將會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？33二、吸收劑用量的確定最小液氣比只對(duì)設(shè)計(jì)型問(wèn)題有意義。可以，思二、吸收劑用量的確定最小液氣比的計(jì)算：低濃時(shí)：低濃時(shí)：34二、吸收劑用量的確定最小液氣比的計(jì)算：低濃時(shí)：低濃時(shí)：34三、塔徑的計(jì)算u為空塔氣速，m/s，Vs為混合氣體的體積流量，m3/s。35三、塔徑的計(jì)算u為空塔氣速，m/s，35四、填料層高度的計(jì)算1、填料層高度的一般計(jì)算式氣相中溶質(zhì)A的減少速率＝液相中溶質(zhì)A的增加速率＝從氣相到液相的傳質(zhì)速率注意：G、L----kmol/(m2s)對(duì)微元段填料dh作物料衡算：36四、填料層高度的計(jì)算1、填料層高度的一般計(jì)算式氣相中溶質(zhì)A的四、填料層高度的計(jì)算將總吸收速率方程代入得：2、低濃氣體吸收時(shí)G、L為常數(shù)Ky、Kx可視為常數(shù)a也可視為常數(shù)：a與填料形狀、尺寸及填充狀況有關(guān)氣相、液相總體積傳質(zhì)系數(shù)（適用于高、低濃吸收）37四、填料層高度的計(jì)算將總吸收速率方程2、低濃氣體吸收時(shí)氣相總傳質(zhì)單元高度HTU

，m（HeightofTransferUnit）

流動(dòng)狀況、物系、填料特性和操作條件思考：影響傳質(zhì)單元高度HTU的因素？382、低濃氣體吸收時(shí)氣相總傳質(zhì)單元高度HTU，m流動(dòng)狀況、物傳質(zhì)單元★傳質(zhì)單元的定義h0=HOG

·NOG=HOL

·NOL傳質(zhì)單元高度（m）完成確定的分離任務(wù)所需基本傳質(zhì)單元的個(gè)數(shù),其值取決于分離要求,反映分離的難易程度完成某一個(gè)單元的傳質(zhì)所需高度,其值取決于操作因素,是吸收設(shè)備傳質(zhì)性能高低的反映物理意義液相氣相傳質(zhì)單元數(shù)（無(wú)因次）39傳質(zhì)單元★傳質(zhì)單元的定義h0=HOG·NOG=傳質(zhì)單元高度HTU的物理意義？常用吸收設(shè)備的HTU約為0.151.5m，思考：

HTU越大越好，還是越小越好？-----每個(gè)傳質(zhì)單元對(duì)應(yīng)的填料層高度思考：影響傳質(zhì)單元高度HTU的因素？流動(dòng)狀況、物系、填料特性和操作條件40傳質(zhì)單元高度HTU的物理意義？常用吸收設(shè)備的HTU約為0.1傳質(zhì)單元數(shù)的物理意義？41傳質(zhì)單元數(shù)的物理意義？41分析

1個(gè)傳質(zhì)單元內(nèi)填料層兩端氣相宏觀濃度差恰好等于單元段內(nèi)平均傳質(zhì)推動(dòng)力若則

42分析1個(gè)傳質(zhì)單元內(nèi)填料層兩端氣相宏觀濃度差恰好等于單元段2、低濃氣體吸收時(shí)傳質(zhì)單元數(shù)NOG的兩種計(jì)算方法：吸收因數(shù)法對(duì)數(shù)平均推動(dòng)力法（1）平衡線為直線時(shí)圖解（或數(shù)值）積分法近似梯級(jí)法（2）平衡線非直線時(shí)432、低濃氣體吸收時(shí)傳質(zhì)單元數(shù)NOG的兩種計(jì)算方法：吸收因數(shù)法2、低濃氣體吸收時(shí)傳質(zhì)單元數(shù)NOG的兩種計(jì)算方法：（1）平衡線為直線時(shí)代入中積分得：吸收因數(shù)法對(duì)數(shù)平均推動(dòng)力法442、低濃氣體吸收時(shí)傳質(zhì)單元數(shù)NOG的兩種計(jì)算方法：（1）平衡2、低濃氣體吸收時(shí)-------吸收因數(shù)法類似可推得：452、低濃氣體吸收時(shí)-------吸收因數(shù)法類似可推得：452、低濃氣體吸收時(shí)思考：當(dāng)S＝1時(shí)，NOG＝？根據(jù)洛畢達(dá)法則可得462、低濃氣體吸收時(shí)思考：當(dāng)S＝1時(shí)，NOG＝？根據(jù)洛畢達(dá)法則2、低濃氣體吸收時(shí)yb=ybybya=yaya

ybya傳質(zhì)單元數(shù)NOG的兩種計(jì)算方法：（1）平衡線為直線時(shí)吸收因數(shù)法對(duì)數(shù)平均推動(dòng)力法472、低濃氣體吸收時(shí)yb=ybybya=yaya2、低濃氣體吸收時(shí)yb=ybybya=yaya

ybya------對(duì)數(shù)平均推動(dòng)力------對(duì)數(shù)平均推動(dòng)力法482、低濃氣體吸收時(shí)yb=ybybya=yaya2、低濃氣體吸收時(shí)同理，得：式中：492、低濃氣體吸收時(shí)同理，得：式中：492、低濃氣體吸收時(shí)對(duì)數(shù)平均推動(dòng)力法與吸收因數(shù)法的對(duì)比：相同點(diǎn)：都適用于低濃、平衡線為直線的情況不同點(diǎn)：前者涉及四個(gè)濃度，后者涉及三個(gè)濃度，故后者特別適用于操作型問(wèn)題的求解。502、低濃氣體吸收時(shí)對(duì)數(shù)平均推動(dòng)力法與吸收因數(shù)法的對(duì)比：50習(xí)題課匯總：或51習(xí)題課匯總：或51習(xí)題課操作條件：氣液流量、氣液進(jìn)口濃度、操作溫度、壓力等52習(xí)題課操作條件：52設(shè)計(jì)型舉例【例1】常壓下，用煤油從苯蒸汽和空氣混合物中吸收苯，吸收率為99%，混合氣量為53kmol/h。入塔氣中含苯2%（體積%），入塔煤油中含苯0.02%（摩爾分率）。溶劑用量為最小用量的1.5倍，在操作溫度50℃下，相平衡關(guān)系為y*=0.36x，總傳質(zhì)系數(shù)Kya=0.015kmol/(m3s)，塔徑為1.1米。試求所需填料層高度。溶劑用量為最小用量的1.5倍y*=0.36x53設(shè)計(jì)型舉例【例1】常壓下，用煤油從苯蒸汽和空氣混合物中吸收苯設(shè)計(jì)型舉例溶劑用量為最小用量的1.5倍y*=0.36x【解】屬于低濃氣體吸收

54設(shè)計(jì)型舉例溶劑用量為最小用量的1.5倍y*=0.36x【設(shè)計(jì)型舉例溶劑用量為最小用量的1.5倍y*=0.36x至于用“平均推動(dòng)力法”請(qǐng)課下自行解算。作業(yè)：55設(shè)計(jì)型舉例溶劑用量為最小用量的1.5倍y*=0.36x至操作型定性分析舉例【例2】在逆流操作的填料吸收塔中，對(duì)某一低濃氣體中的溶質(zhì)組分進(jìn)行吸收，現(xiàn)因故

(1)吸收劑入塔濃度變大；

(2)吸收劑用量變小；而其它操作條件均不變，試分析出塔氣體、液體濃度如何變化？快速分析法作圖+排除法吸收因數(shù)法【解】

(1)吸收劑入塔濃度變大

xa變大，將使全塔濃度均變大，因此xb也將變大。而且全塔傳質(zhì)推動(dòng)力將變小，故不利于吸收，因此，ya

變大?？焖俜治龇ǎ?6操作型定性分析舉例【例2】在逆流操作的填料吸收塔中，對(duì)某一低操作型定性分析舉例快速分析作圖+排除法吸收因數(shù)法【解】

(1)吸收劑入塔濃度變大作圖+排除法L/G不變

影響因素：流動(dòng)狀況、物系、

填料特性和操作條件與h0不變相矛盾，故假設(shè)不成立。

a．假設(shè)ya不變b．假設(shè)ya變小作圖知此時(shí)操作線為紅線，可見NOGh057操作型定性分析舉例快速分析【解】(1)吸收劑入塔濃度變大作操作型定性分析舉例快速分析作圖+排除法吸收因數(shù)法【解】

(1)吸收劑入塔濃度變大作圖+排除法與h0不變相矛盾，故假設(shè)不成立。

b．假設(shè)ya變小作圖知此時(shí)操作線為紅線，可見NOGh0因此，ya只能58操作型定性分析舉例快速分析【解】(1)吸收劑入塔濃度變大作操作型定性分析舉例快速分析作圖+排除法吸收因數(shù)法【解】

(1)吸收劑入塔濃度變大作圖+排除法關(guān)于xb：與ya的分析類似假設(shè)xb不變、變小，作圖可知NOG將變小，故h0將變小，與h0一定相矛盾，因此，xb59操作型定性分析舉例快速分析【解】(1)吸收劑入塔濃度變大作操作型定性分析舉例【解】

(1)吸收劑入塔濃度變大

吸收因數(shù)法：NOG（yb-mxa）/（ya-mxa）

S增大由題意可知：NOG＝h0/HOG不變由右圖可知，又xa變大，故ya變大快速分析作圖+排除法吸收因數(shù)法60操作型定性分析舉例【解】(1)吸收劑入塔濃度變大 吸收因數(shù)操作型定性分析舉例【解】

(1)吸收劑入塔濃度變大

NOG（yb-mxa）/（ya-mxa）

S增大至于xb：仍需用排除法判定（略）?？焖俜治鲎鲌D+排除法吸收因數(shù)法61操作型定性分析舉例【解】(1)吸收劑入塔濃度變大 NOG（操作型定性分析舉例快速分析作圖+排除法吸收因數(shù)法建議：上述三種方法中，首先推薦使用“快速分析法”；如果此法不行，建議使用“吸收因數(shù)法”；如果還不行，再使用“作圖＋排除法”。62操作型定性分析舉例快速分析建議：上述三種方法中，首先推薦使用操作型定性分析舉例【解】

(2)當(dāng)吸收劑用量變小時(shí)

吸收劑用量變小時(shí)，不利于吸收，因此，ya變大?？焖俜治龇ǎ嚎焖俜治鲎鲌D+排除法吸收因數(shù)法至于xb的變化，可以這樣理解：L，將導(dǎo)致全塔液相濃度變大，故xb。63操作型定性分析舉例【解】(2)當(dāng)吸收劑用量變小時(shí) 操作型定性分析舉例【解】

(2)當(dāng)吸收劑用量變小時(shí)

吸收因數(shù)法：快速分析作圖+排除法吸收因數(shù)法由題意可知：NOG＝h0/HOG變小或不變由右圖可知，yaNOG（yb-mxa）/（ya-mxa）

S增大Kya變小或不變64操作型定性分析舉例【解】(2)當(dāng)吸收劑用量變小時(shí) 吸收因數(shù)操作型定性分析舉例【解】

(2)當(dāng)吸收劑用量變小時(shí)

快速分析作圖+排除法吸收因數(shù)法至于xb：

仍需用排除法判定a．假設(shè)xb不變b．假設(shè)xb變小，NOL作圖知，NOG與h0不變相矛盾，故假設(shè)不成立。

與h0不變相矛盾，故假設(shè)不成立。

65操作型定性分析舉例【解】(2)當(dāng)吸收劑用量變小時(shí) 快速分析操作型定性分析舉例快速分析作圖+排除法吸收因數(shù)法【練習(xí)】

在逆流操作的填料吸收塔中，對(duì)某一低濃氣體中的溶質(zhì)組分進(jìn)行吸收，現(xiàn)因故

（1）氣體入塔濃度yb變小，（2）G變小，而其它操作條件均不變，試分析出塔氣體濃度ya、液體濃度xb如何變化？66操作型定性分析舉例快速分析【練習(xí)】 66操作型定性分析舉例快速分析作圖+排除法吸收因數(shù)法（1）氣體入塔濃度yb變小快速分析法：yb，ya必。yb，將導(dǎo)致入塔溶質(zhì)量減少，且傳質(zhì)推動(dòng)力變小，因而傳質(zhì)量變小，故xb。吸收因數(shù)法：查圖可知：至于xb的變化仍需用作圖+排除法67操作型定性分析舉例快速分析（1）氣體入塔濃度yb變小快速分析操作型定性分析舉例快速分析作圖+排除法吸收因數(shù)法（1）氣體入塔濃度yb變小吸收因數(shù)法：關(guān)于xb：排除法假設(shè)xb不變、變大，作圖可知NOG將變大，故h0將變大，與h0一定相矛盾，因此，xb將變小。68操作型定性分析舉例快速分析（1）氣體入塔濃度yb變小吸收因數(shù)操作型定性分析舉例快速分析作圖+排除法吸收因數(shù)法（2）G變小快速分析法：G，將導(dǎo)致入塔溶質(zhì)量減少，因而傳質(zhì)量變小，故xb。至于ya的變化不好判斷。69操作型定性分析舉例快速分析（2）G變小快速分析法：G，將導(dǎo)操作型定性分析舉例快速分析作圖+排除法吸收因數(shù)法（2）G變小吸收因數(shù)法：由題意可知：NOG＝h0/HOG變大由右圖可知，yaNOG（yb-mxa）/（ya-mxa）

S增大至于xb的變化仍需用作圖+排除法70操作型定性分析舉例快速分析（2）G變小吸收因數(shù)法：由題意可知操作型定性分析舉例快速分析作圖+排除法吸收因數(shù)法（2）G變小a．假設(shè)xb不變、，NOL作圖知，NOG與h0不變相矛盾，故假設(shè)不成立。

假設(shè)xb變大作業(yè)：71操作型定性分析舉例快速分析（2）G變小a．假設(shè)xb不變、，N操作型問(wèn)題計(jì)算y=1.18xKyaG0.8氣體流量增加20%【例3】某吸收塔在101.3kPa、293K下用清水逆流吸收丙酮空氣混合氣體（可視為低濃氣體）中的丙酮。當(dāng)操作液氣比為2.1時(shí)，丙酮回收率可達(dá)95%。已知物系平衡關(guān)系為y=1.18x，吸收過(guò)程大致為氣膜控制，氣相總傳質(zhì)系數(shù)KyaG0.8。今氣體流量增加20%，而液量及氣液進(jìn)口濃度不變，試求：（1）回收率變?yōu)槎嗌?？?）單位時(shí)間內(nèi)被吸收的丙酮量增加多少倍？氣膜控制【解】（1）回收率變?yōu)槎嗌?？分析：氣體流量增加，則導(dǎo)致被吸收的丙酮量增加，ya，故回收率將變小。72操作型問(wèn)題計(jì)算y=1.18xKyaG0.8氣體流量增加2操作型問(wèn)題計(jì)算y=1.18xKyaG0.8氣體流量增加20%氣膜控制原工況下：新工況下：73操作型問(wèn)題計(jì)算y=1.18xKyaG0.8氣體流量增加2操作型問(wèn)題計(jì)算y=1.18xKyaG0.8氣體流量增加20%（2）單位時(shí)間內(nèi)被吸收的丙酮量增加多少倍？可見，單位時(shí)間內(nèi)被吸收的丙酮量增加了17％<20%，即被吸收的丙酮量增大幅度小于氣體流量增大幅度。返回目錄作業(yè)：74操作型問(wèn)題計(jì)算y=1.18xKyaG0.8氣體流量增加2第四節(jié)二元低濃氣體吸收（或脫吸）的計(jì)算六、解吸（脫吸）傳質(zhì)方向解吸劑----吸收的逆操作1、解吸方法減壓解吸----閃蒸（在第十章中介紹）

應(yīng)用解吸劑進(jìn)行解吸

常用的解吸劑有惰性氣體、水蒸氣或貧氣等（2）汽提或提餾----解吸劑用惰性氣體或貧氣

----解吸劑用水蒸汽

（1）氣提75第四節(jié)二元低濃氣體吸收（或脫吸）的計(jì)算六、解吸（脫吸）傳質(zhì)六、解吸（脫吸）2．低濃氣體解吸時(shí)特點(diǎn)（與吸收對(duì)比）：傳質(zhì)方向解吸劑全塔物料衡算、操作線方程、填料層高度計(jì)算式與吸收時(shí)的完全相同。思考：為什么解吸時(shí)操作線在平衡線下方？因?yàn)榻馕鼤r(shí)氣相濃度y小于液相平衡濃度y*---此式用起

來(lái)更方便76六、解吸（脫吸）2．低濃氣體解吸時(shí)特點(diǎn)（與吸收對(duì)比）：傳質(zhì)方六、解吸（脫吸）2．低濃氣體解吸時(shí)特點(diǎn)（與吸收對(duì)比）：最小氣液比傳質(zhì)方向解吸劑斜率(L/G)max77六、解吸（脫吸）2．低濃氣體解吸時(shí)特點(diǎn)（與吸收對(duì)比）：最小氣解吸（脫吸）舉例【例4】吸收－解吸聯(lián)合操作系統(tǒng)如圖所示。兩塔填料層高度均為7m，G=1000kmol/h，L=150kmol/h，解吸氣量G=300kmol/h，組分濃度為：yb=0.015，ya=0.045，yb=0，xb=0.095（均為摩爾分率），且知：吸收系統(tǒng)相平衡關(guān)系為y=0.15x，解吸系統(tǒng)相平衡關(guān)系為y=0.6x。試求：（1）吸收塔氣體出口濃度ya，傳質(zhì)單元數(shù)NOG；（2）解吸塔傳質(zhì)單元數(shù)NOG；

（3）若解吸氣體流量減少為250kmol/h，則吸收塔氣體出口濃度ya又為多少？（其余操作條件均不變，且氣體流量變化時(shí)，解吸塔HOG基本不變）轉(zhuǎn)第85頁(yè)78解吸（脫吸）舉例【例4】吸收－解吸聯(lián)合操作系統(tǒng)如圖所示。兩塔解吸（脫吸）舉例【解】（1）

求吸收塔氣體出口濃度ya，傳質(zhì)單元數(shù)NOG對(duì)整個(gè)流程（包括兩塔）作物料衡算，可得：說(shuō)明：當(dāng)然，本題也可以分別對(duì)吸收塔、解吸塔作物料衡算而求解，但不如上面的解法簡(jiǎn)便。79解吸（脫吸）舉例【解】（1）

求吸收塔氣體出口濃度ya，傳質(zhì)解吸（脫吸）舉例ya=0.0015對(duì)吸收塔：返回第82頁(yè)80解吸（脫吸）舉例ya=0.0015對(duì)吸收塔：返回第82頁(yè)80解吸（脫吸）舉例ya=0.0015（2）求解吸塔傳質(zhì)單元數(shù)NOG返回第82頁(yè)81解吸（脫吸）舉例ya=0.0015（2）求解吸塔傳質(zhì)單元數(shù)N解吸（脫吸）舉例（3）若解吸氣體流量減少為250kmol/h，則吸收塔氣體出口濃度ya又為多少？（其余操作條件均不變，且氣體流量變化時(shí)，解吸塔HOG基本不變）250kmol/hya=0.0015分析：解吸氣量減小，則對(duì)解吸不利，因而xb（＝xa）將變大，對(duì)吸收不利，所以ya

將變大。82解吸（脫吸）舉例（3）若解吸氣體流量減少為250kmol/h解吸（脫吸）舉例250kmol/hya=0.0015吸收塔：

L、G不變，所以HOG不變，故NOG也不變，解之得：(1)又S=1不變，83解吸（脫吸）舉例250kmol/hya=0.0015吸收塔：解吸（脫吸）舉例解之得：(2)解吸塔：因HOG不變，故NOG不變250kmol/h(1)84解吸（脫吸）舉例解之得：(2)解吸塔：因HOG不變，故N解吸（脫吸）舉例(2)250kmol/h(1)再對(duì)解吸塔作物料衡算得：

(3)再對(duì)全流程或吸收塔作物料衡算得：

(4)85解吸（脫吸）舉例(2)250kmol/h(1)再對(duì)解吸塔作物解吸（脫吸）舉例250kmol/h解得：

聯(lián)立求解式（1）～（4）對(duì)照：G=300kmol/h時(shí)，ya=0.001586解吸（脫吸）舉例250kmol/h解得：聯(lián)立求解式（1）～第四節(jié)二元低濃氣體吸收（或脫吸）的計(jì)算七、塔板數(shù)（教材P49）將在第十章中介紹作業(yè)：返回目錄87第四節(jié)二元低濃氣體吸收（或脫吸）的計(jì)算七、塔板數(shù)（教材P4第九章小結(jié)一．概念 吸收推動(dòng)力（總的、氣相側(cè)、液相側(cè)）、 吸收阻力（氣相側(cè)、液相側(cè)、總的） 影響吸收阻力的因素、 傳質(zhì)單元、傳質(zhì)單元高度、傳質(zhì)單元數(shù)、影響HTU的因素、 回收率、近似梯級(jí)法二．相平衡關(guān)系 亨利定律的三種形式

88第九章小結(jié)一．概念88

全塔物料衡算式：三．吸收塔計(jì)算（低濃時(shí)）操作線方程：填料層高度計(jì)算式：89

9090第三版第18次印刷的教材更正P67習(xí)題9-19遺漏“求填料層高度”。習(xí)題9-12答案改為：……h(huán)0增為原來(lái)的6.1倍91第三版第18次印刷的教材更正P67習(xí)題9-19遺漏“求填料層目錄第九章吸收 第一節(jié) 概述一、什么是吸收二、吸收的目的三、吸收分類四、吸收設(shè)備及流程五、吸收劑的選擇92化工原理》電子教案/目錄目錄第九章吸收1化工原理》電子教案/目錄目錄第九章吸收 第二節(jié) 氣液相平衡一、溶解度及溶解度曲線二、亨利定律第三節(jié) 吸收過(guò)程模型及吸收速率方程

一、雙膜模型二、吸收速率方程第四節(jié)二元低濃氣體吸收（或脫吸）的計(jì)算一、物料衡算和操作線方程二、吸收劑用量的確定三、塔徑的計(jì)算四、填料層高度的計(jì)算93化工原理》電子教案/目錄目錄第九章吸收2化工原理》電子教案/目錄目錄第九章吸收 習(xí)題課第四節(jié)二元低濃氣體吸收（或脫吸）的計(jì)算五、高濃氣體吸收六、解吸第五節(jié)其他類型的吸收簡(jiǎn)介第三版第18次印刷的教材更正第九章小結(jié)94化工原理》電子教案/目錄目錄第九章吸收第三版第18次印刷的教材更正第九章小結(jié)第九章吸收第一節(jié)概述一、什么是吸收相界面ABCD氣體混合物液體S惰性組分

吸收劑

溶質(zhì)

利用氣體混合物中各組分在液體溶劑中溶解度的差異來(lái)分離氣體混合物的操作稱為吸收。95第九章吸收第一節(jié)概述一、什么是吸收相界面ABCD氣體第一節(jié)概述二、吸收的目的1．制取產(chǎn)品例如，用98%的硫酸吸收SO3氣體制取98%硫酸；用水吸收氯化氫制取31%的工業(yè)鹽酸；用氨水吸收CO2生產(chǎn)碳酸氫銨等。2．從氣體中回收有用的組分例如，用硫酸從煤氣中回收氨生成硫胺；用洗油從煤氣中回收粗苯等。3．除去有害組分以凈化氣體主要包括原料氣凈化和尾氣、廢氣的凈化以保護(hù)環(huán)境。例如用水或堿液脫除合成氨原料氣中的二氧化碳；

燃煤鍋爐煙氣、冶煉廢氣等脫SO2等。96第一節(jié)概述二、吸收的目的1．制取產(chǎn)品例如，用98%的硫酸第一節(jié)概述三、吸收分類相界面ABCD氣體混合物液體S惰性組分

吸收劑

溶質(zhì)

本章要介紹的97第一節(jié)概述三、吸收分類相界面ABCD氣體混合物液體S惰性請(qǐng)點(diǎn)擊觀看動(dòng)畫第一節(jié)概述四．吸收設(shè)備及流程1、吸收設(shè)備-----塔設(shè)備

98請(qǐng)點(diǎn)擊觀看動(dòng)畫第一節(jié)概述四．吸收設(shè)備及流程1、吸收設(shè)備-第一節(jié)概述2．吸收流程單一吸收塔流程：

吸收劑常常需要回收再利用99第一節(jié)概述2．吸收流程單一吸收塔流程：吸收劑常常需要回第一節(jié)概述2．吸收流程多塔吸收流程

100第一節(jié)概述2．吸收流程多塔吸收流程9第一節(jié)概述五．吸收劑的選擇5．其它-----無(wú)毒、無(wú)腐蝕性、不易燃燒、不發(fā)泡、價(jià)廉易得，并具有化學(xué)穩(wěn)定性等要求。1．溶解度-----對(duì)溶質(zhì)組分有較大的溶解度2．選擇性-----對(duì)溶質(zhì)組分有良好的選擇性，即對(duì)其它組分基本不吸收或吸收甚微，3．揮發(fā)性-----應(yīng)不易揮發(fā)4．黏性-----黏度要低101第一節(jié)概述五．吸收劑的選擇5．其它-----無(wú)毒、無(wú)腐蝕第二節(jié)氣液相平衡一、溶解度及溶解度曲線(對(duì)雙組分氣體)

氣液達(dá)到相平衡時(shí)，液相中的溶質(zhì)濃度稱為溶解度，記作對(duì)雙組分氣體吸收，所有變量共4個(gè)：溫度T、總壓P、氣相組成、溶解度----獨(dú)立變量只有3個(gè)，例如：T、P、pA在幾個(gè)大氣壓以內(nèi)、溫度T一定條件下，（溶解平衡）102第二節(jié)氣液相平衡一、溶解度及溶解度曲線(對(duì)雙組分氣體)第二節(jié)氣液相平衡一、溶解度及溶解度曲線上述具體函數(shù)關(guān)系目前尚無(wú)法理論推得，需通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法對(duì)具體物系進(jìn)行測(cè)定。如下圖示出了四種氣體在20C下在水中溶解度曲線。

103第二節(jié)氣液相平衡一、溶解度及溶解度曲線上述具體難溶體系溶解度適中體系

易溶體系說(shuō)明：（1）不同氣體的溶解度差異很大（2）對(duì)于稀溶液或極稀溶液，溶解度曲線近似為直線，即-----亨利定律pA=723cApA=25.5cApA=0.36cApA=0.0136cA104難溶體系溶解度適中體系易溶體系說(shuō)明：（1）不同氣體的溶解度二、亨利定律通常由實(shí)驗(yàn)測(cè)定?？蓮挠嘘P(guān)手冊(cè)中查得。如圖，H越大，表明在相同的pA下cA*越大，故越易溶。T，HP在幾個(gè)大氣壓范圍內(nèi)對(duì)H影響可忽略。其他情況下，一般P，H屬物性獲取方法：影響因素：-----亨利定律溶解度系數(shù)，kmol/(m3Pa)思考：H越大，表明越易溶還是越難溶？105二、亨利定律通常由實(shí)驗(yàn)測(cè)定?？蓮挠嘘P(guān)手冊(cè)中查得。如圖，H越大二、亨利定律-----亨利定律亨利定律的其他形式：E越大，越難溶；亨利系數(shù)，Pa相平衡常數(shù)，無(wú)量綱思考：E越大，表明越易溶還是越難溶？E的影響因素：T，E；P對(duì)E影響可忽略。m的影響因素：T，m；P，m思考：m越大，表明越易溶還是越難溶？m越大，越難溶；106二、亨利定律-----亨利定律亨利定律的其他形式：E越大，越教材更正P24第六行（8-5）應(yīng)為（8-5a）。P24－30所有大寫的C均應(yīng)為小寫的c。P30例9－4的第七行“表示明”應(yīng)為“表示時(shí)”作業(yè)：107教材更正P24第六行（8-5）應(yīng)為（8-5a）。作業(yè)：16第三節(jié)吸收過(guò)程模型及吸收速率方程三個(gè)串聯(lián)傳質(zhì)環(huán)節(jié)：

氣體液體氣體側(cè)的對(duì)流傳質(zhì)界面溶解一、吸收過(guò)程模型NAGNAL液體側(cè)的對(duì)流傳質(zhì)----雙膜模型108第三節(jié)吸收過(guò)程模型及吸收速率方程三個(gè)串聯(lián)傳質(zhì)環(huán)節(jié)：二、吸收速率方程類似地：---分吸收速率方程

NAGNALNAG=NAL對(duì)流傳質(zhì)方程：109二、吸收速率方程類似地：---分吸收速率方程N(yùn)AGNALN二、吸收速率方程----以分壓差為推動(dòng)力的氣相總吸收速率方程110二、吸收速率方程----以分壓差為推動(dòng)力的氣相總吸收速率方程二、吸收速率方程------以摩爾濃度差為推動(dòng)力的

液相總吸收速率方程-----以摩爾分率差為推動(dòng)力的

氣相總吸收速率方程-----以摩爾分率差為推動(dòng)力的

液相總吸收速率方程111二、吸收速率方程------以摩爾濃度差為推動(dòng)力的

二、吸收速率方程液相總傳質(zhì)推動(dòng)力氣相總傳質(zhì)推動(dòng)力氣相分傳質(zhì)推動(dòng)力液相分傳質(zhì)推動(dòng)力吸收速率方程的分析：關(guān)于傳質(zhì)推動(dòng)力操作點(diǎn)P離平衡線越近，

則總推動(dòng)力就越小112二、吸收速率方程液相總傳質(zhì)推動(dòng)力氣相總傳質(zhì)推動(dòng)力氣相分傳質(zhì)推二、吸收速率方程氣膜控制故----如圖，氣膜較厚，液膜較薄，即阻力主要由氣

膜決定。2、關(guān)于傳質(zhì)阻力

易溶體系屬于這種情況。113二、吸收速率方程氣膜控制故----如圖，氣膜較厚，液膜較薄二、吸收速率方程液膜控制----如圖，液膜較厚，氣膜較薄，即阻力主要由液

膜決定。難溶體系屬于這種情況。故114二、吸收速率方程液膜控制----如圖，液膜較厚，氣膜較薄，即二、吸收速率方程雙膜控制----如圖，液膜、氣膜厚度相當(dāng)，氣膜阻力和液膜

阻力均不可忽略。溶解度適中的體系屬于這種情況。115二、吸收速率方程雙膜控制----如圖，液膜、氣膜厚度相當(dāng)，氣二、吸收速率方程影響傳質(zhì)阻力的因素：即影響傳質(zhì)系數(shù)k的因素（第八章）流動(dòng)狀況如降膜濕壁塔、圓盤塔等：kGG0.75，kLL0.7，填料塔：kLL0.750.95物性操作溫度和壓力傳質(zhì)面幾何特性等。返回目錄作業(yè)：116二、吸收速率方程影響傳質(zhì)阻力的因素：即影響傳質(zhì)系數(shù)k的因【例】常溫常壓吸收塔的某個(gè)截面上（微分段內(nèi)），含氨3%（體積分?jǐn)?shù)）的氣體與濃度為1kmol.m-3的氨水相遇。若已知：ky=5.1×10-4kmol.s-1.m-2、kx=0.83×10-2kmol.s-1.m-2,平衡關(guān)系可用y=0.75x表示。試計(jì)算：（1）以氣相、液相摩爾分?jǐn)?shù)差表示的總推動(dòng)力、總傳質(zhì)系數(shù)和傳質(zhì)速率；（2）氣、液兩相傳質(zhì)阻力的相對(duì)大小；（3）平衡分壓和氣相界面處的分壓。117【例】常溫常壓吸收塔的某個(gè)截面上（微分段內(nèi)），含氨3%（體積第四節(jié)二元低濃氣體吸收（或脫吸）的計(jì)算計(jì)算項(xiàng)目主要有：吸收劑用量La、液相出塔濃度xb塔的主要工藝尺寸：塔徑D、填料層高度H或塔板數(shù)N118第四節(jié)二元低濃氣體吸收（或脫吸）的計(jì)算計(jì)算項(xiàng)目主要有：27一、物料衡算和操作線方程GBYa LSXa

GBYb LSXbGB-----kmolB/sorkmolB/(m2s)；LS-----kmolS/sorkmolS/(m2s)；

Y（或X）-----摩爾比；全塔物料衡算-----可求解液相出塔濃度xb-------此式使用不方便，因?yàn)槟柗致蕏、y的定義基準(zhǔn)從塔底到塔頂均在變化。將x、y換成摩爾比X、Y可解決這個(gè)問(wèn)題?；厥章蕿椋?/p>

119一、物料衡算和操作線方程GBYa LSXa一、物料衡算和操作線方程對(duì)塔上部任一段作質(zhì)量衡算（A組分）-----可求解全塔濃度分布-------操作線方程120一、物料衡算和操作線方程對(duì)塔上部任一段作質(zhì)量衡算（A組分）-一、物料衡算和操作線方程操作線斜率越小，越靠近平衡線，傳質(zhì)推動(dòng)力越小，對(duì)傳質(zhì)越不利。操作點(diǎn)XYOXbYb塔底XaYa塔頂直線，過(guò)塔頂點(diǎn)A(Xa，Ya)，塔底B(Xb，Yb)總是位于平衡線的上方；----液氣比斜率為-------操作線方程操作線方程：121一、物料衡算和操作線方程操作線斜率越小，越靠近平衡線，傳質(zhì)推一、物料衡算和操作線方程對(duì)于低濃氣體（通常yb<10%），122一、物料衡算和操作線方程對(duì)于低濃氣體（通常yb<10%），3二、吸收劑用量的確定僅從能耗上看，希望吸收劑用量越小越好，但是--最小液氣比此時(shí)，塔內(nèi)必有一處達(dá)到相平衡，塔高需無(wú)窮高才行。123二、吸收劑用量的確定僅從能耗上看，希望吸收劑用量越小越好，但二、吸收劑用量的確定最小液氣比只對(duì)設(shè)計(jì)型問(wèn)題有意義。可以，能，但達(dá)不到指定的吸收要求思考：實(shí)際操作時(shí)的液氣比可否小于或等于最小液氣比？此時(shí)吸收塔是否能操作？將會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？124二、吸收劑用量的確定最小液氣比只對(duì)設(shè)計(jì)型問(wèn)題有意義?？梢裕级?、吸收劑用量的確定最小液氣比的計(jì)算：低濃時(shí)：低濃時(shí)：125二、吸收劑用量的確定最小液氣比的計(jì)算：低濃時(shí)：低濃時(shí)：34三、塔徑的計(jì)算u為空塔氣速，m/s，Vs為混合氣體的體積流量，m3/s。126三、塔徑的計(jì)算u為空塔氣速，m/s，35四、填料層高度的計(jì)算1、填料層高度的一般計(jì)算式氣相中溶質(zhì)A的減少速率＝液相中溶質(zhì)A的增加速率＝從氣相到液相的傳質(zhì)速率注意：G、L----kmol/(m2s)對(duì)微元段填料dh作物料衡算：127四、填料層高度的計(jì)算1、填料層高度的一般計(jì)算式氣相中溶質(zhì)A的四、填料層高度的計(jì)算將總吸收速率方程代入得：2、低濃氣體吸收時(shí)G、L為常數(shù)Ky、Kx可視為常數(shù)a也可視為常數(shù)：a與填料形狀、尺寸及填充狀況有關(guān)氣相、液相總體積傳質(zhì)系數(shù)（適用于高、低濃吸收）128四、填料層高度的計(jì)算將總吸收速率方程2、低濃氣體吸收時(shí)氣相總傳質(zhì)單元高度HTU

，m（HeightofTransferUnit）

流動(dòng)狀況、物系、填料特性和操作條件思考：影響傳質(zhì)單元高度HTU的因素？1292、低濃氣體吸收時(shí)氣相總傳質(zhì)單元高度HTU，m流動(dòng)狀況、物傳質(zhì)單元★傳質(zhì)單元的定義h0=HOG

·NOG=HOL

·NOL傳質(zhì)單元高度（m）完成確定的分離任務(wù)所需基本傳質(zhì)單元的個(gè)數(shù),其值取決于分離要求,反映分離的難易程度完成某一個(gè)單元的傳質(zhì)所需高度,其值取決于操作因素,是吸收設(shè)備傳質(zhì)性能高低的反映物理意義液相氣相傳質(zhì)單元數(shù)（無(wú)因次）130傳質(zhì)單元★傳質(zhì)單元的定義h0=HOG·NOG=傳質(zhì)單元高度HTU的物理意義？常用吸收設(shè)備的HTU約為0.151.5m，思考：

HTU越大越好，還是越小越好？-----每個(gè)傳質(zhì)單元對(duì)應(yīng)的填料層高度思考：影響傳質(zhì)單元高度HTU的因素？流動(dòng)狀況、物系、填料特性和操作條件131傳質(zhì)單元高度HTU的物理意義？常用吸收設(shè)備的HTU約為0.1傳質(zhì)單元數(shù)的物理意義？132傳質(zhì)單元數(shù)的物理意義？41分析

1個(gè)傳質(zhì)單元內(nèi)填料層兩端氣相宏觀濃度差恰好等于單元段內(nèi)平均傳質(zhì)推動(dòng)力若則

133分析1個(gè)傳質(zhì)單元內(nèi)填料層兩端氣相宏觀濃度差恰好等于單元段2、低濃氣體吸收時(shí)傳質(zhì)單元數(shù)NOG的兩種計(jì)算方法：吸收因數(shù)法對(duì)數(shù)平均推動(dòng)力法（1）平衡線為直線時(shí)圖解（或數(shù)值）積分法近似梯級(jí)法（2）平衡線非直線時(shí)1342、低濃氣體吸收時(shí)傳質(zhì)單元數(shù)NOG的兩種計(jì)算方法：吸收因數(shù)法2、低濃氣體吸收時(shí)傳質(zhì)單元數(shù)NOG的兩種計(jì)算方法：（1）平衡線為直線時(shí)代入中積分得：吸收因數(shù)法對(duì)數(shù)平均推動(dòng)力法1352、低濃氣體吸收時(shí)傳質(zhì)單元數(shù)NOG的兩種計(jì)算方法：（1）平衡2、低濃氣體吸收時(shí)-------吸收因數(shù)法類似可推得：1362、低濃氣體吸收時(shí)-------吸收因數(shù)法類似可推得：452、低濃氣體吸收時(shí)思考：當(dāng)S＝1時(shí)，NOG＝？根據(jù)洛畢達(dá)法則可得1372、低濃氣體吸收時(shí)思考：當(dāng)S＝1時(shí)，NOG＝？根據(jù)洛畢達(dá)法則2、低濃氣體吸收時(shí)yb=ybybya=yaya

ybya傳質(zhì)單元數(shù)NOG的兩種計(jì)算方法：（1）平衡線為直線時(shí)吸收因數(shù)法對(duì)數(shù)平均推動(dòng)力法1382、低濃氣體吸收時(shí)yb=ybybya=yaya2、低濃氣體吸收時(shí)yb=ybybya=yaya

ybya------對(duì)數(shù)平均推動(dòng)力------對(duì)數(shù)平均推動(dòng)力法1392、低濃氣體吸收時(shí)yb=ybybya=yaya2、低濃氣體吸收時(shí)同理，得：式中：1402、低濃氣體吸收時(shí)同理，得：式中：492、低濃氣體吸收時(shí)對(duì)數(shù)平均推動(dòng)力法與吸收因數(shù)法的對(duì)比：相同點(diǎn)：都適用于低濃、平衡線為直線的情況不同點(diǎn)：前者涉及四個(gè)濃度，后者涉及三個(gè)濃度，故后者特別適用于操作型問(wèn)題的求解。1412、低濃氣體吸收時(shí)對(duì)數(shù)平均推動(dòng)力法與吸收因數(shù)法的對(duì)比：50習(xí)題課匯總：或142習(xí)題課匯總：或51習(xí)題課操作條件：氣液流量、氣液進(jìn)口濃度、操作溫度、壓力等143習(xí)題課操作條件：52設(shè)計(jì)型舉例【例1】常壓下，用煤油從苯蒸汽和空氣混合物中吸收苯，吸收率為99%，混合氣量為53kmol/h。入塔氣中含苯2%（體積%），入塔煤油中含苯0.02%（摩爾分率）。溶劑用量為最小用量的1.5倍，在操作溫度50℃下，相平衡關(guān)系為y*=0.36x，總傳質(zhì)系數(shù)Kya=0.015kmol/(m3s)，塔徑為1.1米。試求所需填料層高度。溶劑用量為最小用量的1.5倍y*=0.36x144設(shè)計(jì)型舉例【例1】常壓下，用煤油從苯蒸汽和空氣混合物中吸收苯設(shè)計(jì)型舉例溶劑用量為最小用量的1.5倍y*=0.36x【解】屬于低濃氣體吸收

145設(shè)計(jì)型舉例溶劑用量為最小用量的1.5倍y*=0.36x【設(shè)計(jì)型舉例溶劑用量為最小用量的1.5倍y*=0.36x至于用“平均推動(dòng)力法”請(qǐng)課下自行解算。作業(yè)：146設(shè)計(jì)型舉例溶劑用量為最小用量的1.5倍y*=0.36x至操作型定性分析舉例【例2】在逆流操作的填料吸收塔中，對(duì)某一低濃氣體中的溶質(zhì)組分進(jìn)行吸收，現(xiàn)因故

(1)吸收劑入塔濃度變大；

(2)吸收劑用量變小；而其它操作條件均不變，試分析出塔氣體、液體濃度如何變化？快速分析法作圖+排除法吸收因數(shù)法【解】

(1)吸收劑入塔濃度變大

xa變大，將使全塔濃度均變大，因此xb也將變大。而且全塔傳質(zhì)推動(dòng)力將變小，故不利于吸收，因此，ya

變大?？焖俜治龇ǎ?47操作型定性分析舉例【例2】在逆流操作的填料吸收塔中，對(duì)某一低操作型定性分析舉例快速分析作圖+排除法吸收因數(shù)法【解】

(1)吸收劑入塔濃度變大作圖+排除法L/G不變

影響因素：流動(dòng)狀況、物系、

填料特性和操作條件與h0不變相矛盾，故假設(shè)不成立。

a．假設(shè)ya不變b．假設(shè)ya變小作圖知此時(shí)操作線為紅線，可見NOGh0148操作型定性分析舉例快速分析【解】(1)吸收劑入塔濃度變大作操作型定性分析舉例快速分析作圖+排除法吸收因數(shù)法【解】

(1)吸收劑入塔濃度變大作圖+排除法與h0不變相矛盾，故假設(shè)不成立。

b．假設(shè)ya變小作圖知此時(shí)操作線為紅線，可見NOGh0因此，ya只能149操作型定性分析舉例快速分析【解】(1)吸收劑入塔濃度變大作操作型定性分析舉例快速分析作圖+排除法吸收因數(shù)法【解】

(1)吸收劑入塔濃度變大作圖+排除法關(guān)于xb：與ya的分析類似假設(shè)xb不變、變小，作圖可知NOG將變小，故h0將變小，與h0一定相矛盾，因此，xb150操作型定性分析舉例快速分析【解】(1)吸收劑入塔濃度變大作操作型定性分析舉例【解】

(1)吸收劑入塔濃度變大

吸收因數(shù)法：NOG（yb-mxa）/（ya-mxa）

S增大由題意可知：NOG＝h0/HOG不變由右圖可知，又xa變大，故ya變大快速分析作圖+排除法吸收因數(shù)法151操作型定性分析舉例【解】(1)吸收劑入塔濃度變大 吸收因數(shù)操作型定性分析舉例【解】

(1)吸收劑入塔濃度變大

NOG（yb-mxa）/（ya-mxa）

S增大至于xb：仍需用排除法判定（略）?？焖俜治鲎鲌D+排除法吸收因數(shù)法152操作型定性分析舉例【解】(1)吸收劑入塔濃度變大 NOG（操作型定性分析舉例快速分析作圖+排除法吸收因數(shù)法建議：上述三種方法中，首先推薦使用“快速分析法”；如果此法不行，建議使用“吸收因數(shù)法”；如果還不行，再使用“作圖＋排除法”。153操作型定性分析舉例快速分析建議：上述三種方法中，首先推薦使用操作型定性分析舉例【解】

(2)當(dāng)吸收劑用量變小時(shí)

吸收劑用量變小時(shí)，不利于吸收，因此，ya變大?？焖俜治龇ǎ嚎焖俜治鲎鲌D+排除法吸收因數(shù)法至于xb的變化，可以這樣理解：L，將導(dǎo)致全塔液相濃度變大，故xb。154操作型定性分析舉例【解】(2)當(dāng)吸收劑用量變小時(shí) 操作型定性分析舉例【解】

(2)當(dāng)吸收劑用量變小時(shí)

吸收因數(shù)法：快速分析作圖+排除法吸收因數(shù)法由題意可知：NOG＝h0/HOG變小或不變由右圖可知，yaNOG（yb-mxa）/（ya-mxa）

S增大Kya變小或不變155操作型定性分析舉例【解】(2)當(dāng)吸收劑用量變小時(shí) 吸收因數(shù)操作型定性分析舉例【解】

(2)當(dāng)吸收劑用量變小時(shí)

快速分析作圖+排除法吸收因數(shù)法至于xb：

仍需用排除法判定a．假設(shè)xb不變b．假設(shè)xb變小，NOL作圖知，NOG與h0不變相矛盾，故假設(shè)不成立。

與h0不變相矛盾，故假設(shè)不成立。

156操作型定性分析舉例【解】(2)當(dāng)吸收劑用量變小時(shí) 快速分析操作型定性分析舉例快速分析作圖+排除法吸收因數(shù)法【練習(xí)】

在逆流操作的填料吸收塔中，對(duì)某一低濃氣體中的溶質(zhì)組分進(jìn)行吸收，現(xiàn)因故

（1）氣體入塔濃度yb變小，（2）G變小，而其它操作條件均不變，試分析出塔氣體濃度ya、液體濃度xb如何變化？157操作型定性分析舉例快速分析【練習(xí)】 66操作型定性分析舉例快速分析作圖+排除法吸收因數(shù)法（1）氣體入塔濃度yb變小快速分析法：yb，ya必。yb，將導(dǎo)致入塔溶質(zhì)量減少，且傳質(zhì)推動(dòng)力變小，因而傳質(zhì)量變小，故xb。吸收因數(shù)法：查圖可知：至于xb的變化仍需用作圖+排除法158操作型定性分析舉例快速分析（1）氣體入塔濃度yb變小快速分析操作型定性分析舉例快速分析作圖+排除法吸收因數(shù)法（1）氣體入塔濃度yb變小吸收因數(shù)法：關(guān)于xb：排除法假設(shè)xb不變、變大，作圖可知NOG將變大，故h0將變大，與h0一定相矛盾，因此，xb將變小。159操作型定性分析舉例快速分析（1）氣體入塔濃度yb變小吸收因數(shù)操作型定性分析舉例快速分析作圖+排除法吸收因數(shù)法（2）G變小快速分析法：G，將導(dǎo)致入塔溶質(zhì)量減少，因而傳質(zhì)量變小，故xb。至于ya的變化不好判斷。160操作型定性分析舉例快速分析（2）G變小快速分析法：G，將導(dǎo)操作型定性分析舉例快速分析作圖+排除法吸收因數(shù)法（2）G變小吸收因數(shù)法：由題意可知：NOG＝h0/HOG變大由右圖可知，yaNOG（yb-mxa）/（ya-mxa）

S增大至于xb的變化仍需用作圖+排除法161操作型定性分析舉例快速分析（2）G變小吸收因數(shù)法：由題意可知操作型定性分析舉例快速分析作圖+排除法吸收因數(shù)法（2）G變小a．假設(shè)xb不變、，NOL作圖知，NOG與h0不變相矛盾，故假設(shè)不成立。

假設(shè)xb變大作業(yè)：162操作型定性分析舉例快速分析（2）G變小a．假設(shè)xb不變、，N操作型問(wèn)題計(jì)算y=1.18xKyaG0.8氣體流量增加20%【例3】某吸收塔在101.3kPa、293K下用清水逆流吸收丙酮空氣混合氣體（可視為低濃氣體）中的丙酮。當(dāng)操作液氣比為2.1時(shí)，丙酮回收率可達(dá)95%。已知物系平衡關(guān)系為y=1.18x，吸收過(guò)程大致為氣膜控制，氣相總傳質(zhì)系數(shù)KyaG0.8。今氣體流量增加20%，而液量及氣液進(jìn)口濃度不變，試求：（1）回收率變?yōu)槎嗌?？?）單位時(shí)間內(nèi)被吸收的丙酮量增加多少倍？氣膜控制【解】（1）回收率變?yōu)槎嗌?？分析：氣體流量增