第三章 氣體的吸收

第三章氣體吸收

GasAbsorption3.1概述3.2氣液相平衡3.3

分子擴散與單相傳質(zhì)3.4對流傳質(zhì)3.5吸收塔的計算3.6解吸及計算3.7

其他吸收類型概述（Introduction）

吸收分離操作：利用混合氣體中各組分(component)在液體中溶解度(solubility)差異，使某些易溶組分進入液相形成溶液(solution)，不溶或難溶組分仍留在氣相(gasphase)，從而實現(xiàn)混合氣體的分離。吸收劑氣體yx界面氣相主體液相主體相界面氣相擴散液相擴散yi

xi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)由濃度差推動的傳質(zhì)過程。吸收分離操作實例：乙醇胺水溶液吸收二氧化碳氣體概述（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。解吸或脫吸(desorption)：與吸收相反的過程，即溶質(zhì)從液相中分離而轉(zhuǎn)移到氣相的過程。物理吸收(physicalabsorption)：吸收過程溶質(zhì)與溶劑不發(fā)生顯著的化學反應，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。概述（Introduction）

化學吸收(chemicalabsorption)：溶質(zhì)與溶劑有顯著的化學反應發(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反應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。多組分吸收：有兩個或兩個以上組分被吸收。溶解熱：氣體溶解于液體時所釋放的熱量?；瘜W吸收時，還會有反應熱。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。概述（Introduction）

概述（Introduction）

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，碳化氨水吸收CO2制碳酸氫氨等。(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到分離目的。如從焦爐氣或城市煤氣中分離苯，從乙醇催化裂解氣中分離丁二烯等。(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。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。級式接觸：氣、液兩相逐級接觸傳質(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

選擇原則：經(jīng)濟、合理。吸收劑的選擇要求1.溶解度大；2.選擇性高；3.再生容易；4.揮發(fā)性小；5.粘度低；6.化學穩(wěn)定性高；7.腐蝕性低；8.無毒、無害、價廉等。概述（Introduction）

相同點：同為氣液相之間的傳質(zhì)、傳熱過程區(qū)別：1、建立兩相體系的方法不同蒸餾：采用改變物料狀態(tài)參數(shù)的方法使混合的物系內(nèi)部產(chǎn)生第二個物相。吸收：采用從外界引入另一個相態(tài)的方法形成兩相系統(tǒng)。吸收與蒸餾的區(qū)別概述（Introduction）

2、操作條件和組分的傳遞方式不同

蒸餾：液相汽化和蒸汽的冷凝同時進行，在相界面輕、重組分同時向相反的方向進行。

吸收：液相溫度遠遠小于其沸點，只有溶質(zhì)分子進入液相的單向傳遞，而氣相中的惰性組分在界面處于“停滯”狀態(tài)。

吸收操作的經(jīng)濟性

吸收操作的費用主要包括：(1)氣液兩相流經(jīng)吸收設備的能量消耗，指泵送液體、風機送氣的能耗。概述（Introduction）

(3)溶劑的再生費用，即解吸操作費，此項所占的比例最大。常用的解吸方法有升溫、減壓、吹氣，其中升溫與吹氣特別是升溫與吹氣同時使用最為常見。(2)溶劑的揮發(fā)損失和變質(zhì)損失。(4)吸收的設備費用指吸收塔及輔助設備（泵、風機、加熱器、冷卻器等）的費用。

吸收操作的經(jīng)濟性是由總費用（即操作費用加設備費用）來衡量的。最經(jīng)濟的吸收操作應是操作費用與設備費用之和即總費用為最小。第一節(jié)吸收過程的相平衡關(guān)系(GasLiquidEquilibrium)3.1.1氣液相平衡關(guān)系3.1.2相平衡關(guān)系在吸收過程中的應用3.1.1

吸收過程的氣液相平衡關(guān)系氣體在液體中的溶解度氣體吸收涉及到相際傳質(zhì)過程。對單組分物理吸收：相數(shù)=2，組分數(shù)=3相律F=-N+2自由度=3，即在溫度、壓力和氣、液相組成四個變量中，有三個獨立變量。在溫度和壓力一定的條件下，平衡時的氣、液相組成具有一一對應關(guān)系。平衡狀態(tài)下溶質(zhì)在氣相中的分壓稱為平衡分壓或飽和分壓，與之對應的液相濃度稱為平衡濃度或氣體在液體中的溶解度。平衡問題：物質(zhì)傳遞的方向和限度；傳質(zhì)速率問題：傳質(zhì)推動力和阻力。過程快慢的問題。相平衡：相間傳質(zhì)已達到動態(tài)平衡，從宏觀上觀察傳質(zhì)已不再進行。氣體在液體中的溶解度溶解度曲線：在一定溫度、壓力下，平衡時溶質(zhì)在氣相和液相中的濃度的關(guān)系曲線。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，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)。討論：（2）溫度和y一定，總壓增加，在同一溶劑中，溶質(zhì)的溶解度x隨之增加，有利于吸收。（1）p、y一定，溫度下降，在同一溶劑中，溶質(zhì)的溶解度x隨之增加，有利于吸收。（3）相同的總壓及摩爾分數(shù)，

cO2

<cCO2

<cSO2

<cNH3

氧氣為難溶氣體，氨氣為易溶氣體亨利定律（Henry’slaw）

當總壓不太高時，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)在液相中的摩爾分數(shù)；

E——亨利系數(shù)，kPa。——亨利定律亨利系數(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值很小；E的單位與氣相分壓的壓強單位一致。討論：1）E的影響因素：溶質(zhì)、溶劑、T。

物系一定，2）E大，溶解度小，難溶氣體

E小，溶解度大，易溶氣體3）對于理想溶液，E即為該溫度下的飽和蒸汽壓

5）E的來源：實驗測得；查手冊4）E值的計算：在恒定的溫度下，對指定物系測得一系列x及P*,計算（一）組成表示法1、質(zhì)量分數(shù)與摩爾分數(shù)質(zhì)量分數(shù)：在混合物中某組分的質(zhì)量占混合物總質(zhì)量的分數(shù)。摩爾分數(shù)：在混合物中某組分的摩爾數(shù)占混合物總摩爾數(shù)的分數(shù)。2.亨利定律其他形式氣相：液相：質(zhì)量分數(shù)與摩爾分數(shù)的關(guān)系：2、質(zhì)量比與摩爾比質(zhì)量比：混合物中某組分A的質(zhì)量與惰性組分B

（不參加傳質(zhì)的組分）的質(zhì)量之比。摩爾比：混合物中某組分的摩爾數(shù)與惰性組分摩爾數(shù)之比。氣相：液相：質(zhì)量分數(shù)與質(zhì)量比的關(guān)系：摩爾分數(shù)與摩爾比的關(guān)系：3、質(zhì)量濃度與摩爾濃度質(zhì)量濃度：單位體積混合物中某組分的質(zhì)量。摩爾濃度：單位體積混合物中某組分的摩爾數(shù)。質(zhì)量濃度與質(zhì)量分數(shù)的關(guān)系：c—混合物在液相中的總摩爾濃度，kmol/m3；—混合物液相的密度，kg/m3。4、氣體總壓與理想氣體中組分的分壓總壓與某組分分壓之間的關(guān)系:摩爾比與分壓之間的關(guān)系:摩爾濃度與分壓之間的關(guān)系:pA=PyAH——溶解度系數(shù)，kmol/（m3·kPa）cA——摩爾濃度，kmol/m3；

（二）

亨利定律其他形式根據(jù)組分組成的表示方法不同，亨利定律又可以表示成如下的形式：H與E的關(guān)系：H的討論：1）H大，溶解度大，易溶氣體。

2）p對H影響小。

3）（2）

m——相平衡常數(shù)，無因次。m與E的關(guān)系：m的討論：1）m大，溶解度小，難溶氣體。

2）在低濃度氣體吸收計算中，通常采用基準不變的比摩爾分數(shù)

Y（或X）表示組成。比摩爾分數(shù)表示組成的平衡關(guān)系X——溶質(zhì)在液相中的比摩爾分數(shù)；Y*——與X呈平衡的氣相中溶質(zhì)的比摩爾分數(shù)。當m趨近1或當X很小時（3）

相對于氣相濃度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。傳質(zhì)過程的方向

氣、液相濃度(y,x)在平衡線上方(P點)：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)3.1.2相平衡關(guān)系在吸收過程中的應用相對于氣相濃度而言實際液相濃度過飽和(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)：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)相對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)：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發(fā)生相際間的傳質(zhì)，即系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)。x*傳質(zhì)過程的限度對吸收而言：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*=mx；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*=y/m。yxoy*=f(x)Pyxy*x*傳質(zhì)過程的限度對解吸而言：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*。yxoy*=f(x)Qyxy*x*傳質(zhì)推動力的表示方法可以不同，但效果一樣。(x*-x)：以液相摩爾分數(shù)差表示的傳質(zhì)推動力。對吸收過程：(y-y*)：以氣相摩爾分數(shù)差表示的傳質(zhì)推動力；傳質(zhì)過程的推動力未達平衡的兩相接觸會發(fā)生相際間傳質(zhì)(吸收或解吸)，離平衡濃度越遠，過程傳質(zhì)推動力越大，傳質(zhì)過程進行越快。方法：用氣相或液相濃度遠離平衡的程度來表征氣液相際傳質(zhì)過程的推動力。yxoy*=f(x)Pyxy*x*（y-y*）（x*-x）例：在常壓及20℃下，測得氨在水中的平衡數(shù)據(jù)為：0.5gNH3/100gH2O濃度為的稀氨水上方的平衡分壓為400Pa，在該濃度范圍下相平衡關(guān)系可用亨利定律表示，試求亨利系數(shù)E，溶解度系數(shù)H，及相平衡常數(shù)m。（氨水密度可取為1000kg/m3）

解：由亨利定律表達式知：∴亨利系數(shù)為又，而

∴相平衡常數(shù)∴溶解度系數(shù)為：或由各系數(shù)間的關(guān)系求出其它系數(shù)2.2.1分子擴散（moleculardiffusion）

2.2.2單相分子擴散2.2.3單相對流傳質(zhì)2.3.4界面上的濃度第二節(jié)擴散和單相傳質(zhì)

（Diffusion&Masstransferbetweenphase）

吸收過程：

（1）A由氣相主體到相界面，氣相內(nèi)傳遞；（2）A在相界面上溶解，溶解過程；（3）A自相界面到液相主體，液相內(nèi)傳遞。單相內(nèi)傳遞方式：分子擴散對流擴散（渦流擴散）一般認為相界面的傳質(zhì)阻力很小，氣液兩相的濃度符合亨利定律，總過程的速率由氣相與液相內(nèi)的傳質(zhì)速率決定。分子擴散現(xiàn)象：一、分子擴散與菲克定律2.2.1分子擴散（moleculardiffusion）

分子擴散：在靜止或滯流流體內(nèi)部，若某一組分存在濃度差，則因分子無規(guī)則的熱運動使該組分由濃度較高處傳遞至濃度較低處，這種現(xiàn)象稱為分子擴散。擴散通量（Rateofdiffusion)

：單位時間內(nèi)通過垂直于擴散方向的單位截面積擴散的物質(zhì)量，以J表示，kmol/(m2·s)。菲克定律（1855）：溫度、總壓一定，組分A在擴散方向上任一點處的擴散通量與該處組分A的濃度梯度成正比。JA——組分A擴散速率(擴散通量)，kmol/（m2·s）；

——組分A在擴散方向z上的濃度梯度(kmol/m3)/m；

DAB——組分A在B組分中的擴散系數(shù)，m2/s。負號：表示擴散方向與濃度梯度方向相反，擴散沿著濃度降低的方向進行。理想氣體：=2.2.2氣相中的定態(tài)分子擴散分子擴散兩種形式：等分子反向擴散，單向擴散。一、等分子反向擴散及速率方程

1.等分子反向擴散JAJBTppA2pB2TppA1pB112pA1>pA2PB1<pB2等分子反向擴散：任一截面處兩個組分的擴散速率大小相等，方向相反。

總壓一定=

JA=－JB

DAB=DBA=D∵∴∵∴2.等分子反向擴散傳質(zhì)速率方程傳質(zhì)速率定義：任一固定的空間位置上，單位時間內(nèi)通過單位面積的物質(zhì)量，記作N,kmol/(m2·s)。NA=氣相：NA=液相：積分：

積分：

3.討論（1）（2）組分的濃度與擴散距離z成直線關(guān)系。ppB1pA1pA2pB2擴散距離z0zp（3）等分子反向擴散發(fā)生在蒸餾過程中。二、單向擴散及速率方程1.總體流動（Bulkmotion)

：因溶質(zhì)Ａ擴散到界面溶解于溶劑中，造成界面與主體的微小壓差，使得混合物向界面處的流動。12JAJBNMcA/cNMcB/c總體流動NMNA2.總體流動的特點：（1）因分子本身擴散引起的宏觀流動。（2）A、B在總體流動中方向相同，流動速度正比于摩爾分數(shù)。3.單向擴散傳質(zhì)速率方程（因為界面為半透型界面

）（NM為總體流動的通量）（由等分子反向擴散

）（在穩(wěn)定情況下，總體流動通量等于透過組分的傳遞通量

。）——微分式在氣相擴散由上式：——積分式——積分式——積分式液相：（截面1、2處B組分分壓的對數(shù)均值）（截面1、2處S組分濃度的對數(shù)均值）令4.討論（1）組分A的濃度與擴散距離z為指數(shù)關(guān)系（2）、——漂流因數(shù)，無因次漂流因數(shù)意義：其大小反映了總體流動對傳質(zhì)速率的影響程度，其值為總體流動使傳質(zhì)速率較單純分子擴散增大的倍數(shù)。（3）單向擴散體現(xiàn)在吸收過程中。三、擴散系數(shù)擴散系數(shù)的意義：單位濃度梯度下的擴散通量，反映某組分在一定介質(zhì)中的擴散能力，是物質(zhì)特性常數(shù)之一；m2/s。

D的影響因素：A、B濃度、T、pD的來源：查手冊；半經(jīng)驗公式；測定分別為A、B兩組分的分子體積，cm3/mol馬克斯威爾—吉利蘭公式1)氣相中：分子體積:1mol物質(zhì)在其正常沸點下呈液態(tài)時的體積，表征分子本身所占據(jù)的空間大小。2)液相中：液相密度大，氣相的D為液相的105倍。但一定條件下，汽液兩相仍能達到相同的擴散通量。對于低分子量的非電解質(zhì)，在稀溶液中的D可用下式估計：其中：

α——溶劑的締合因子

μ——溶液粘度

——常沸點下的摩爾容積，

VA1.氣相中的D范圍：10-5～10-4m2/s經(jīng)驗公式2.液相中的D范圍：10-10～10-9m2/s3、組分在空氣中的分子擴散系數(shù)舉例4、組分在水中的分子擴散系數(shù)舉例2.2.3單相對流傳質(zhì)一、渦流擴散（Turbulentdiffusion)

渦流擴散：流體作湍流運動時，若流體內(nèi)部存在濃度梯度，流體質(zhì)點便會依靠自身的無規(guī)則運動，相互碰撞和混合，組分從高濃度向低濃度方向傳遞，這種現(xiàn)象稱為渦流擴散?！獪u流擴散速率，kmol/(m2·s)；——渦流擴散系數(shù)，m2/s。注意：渦流擴散系數(shù)與分子擴散系數(shù)不同，不是物性常數(shù)，其值與流體流動狀態(tài)及所處的位置有關(guān)?？倲U散通量：TTWtWt熱流體冷流體TtpApAicAicA氣相液相GLE二、有效膜模型（Filmmodel)

1.單相內(nèi)對流傳質(zhì)過程傳熱過程傳質(zhì)過程（1）靠近相界面處層流內(nèi)層：傳質(zhì)機理僅為分子擴散，溶質(zhì)A的濃度梯度較大，pA隨z的變化較陡。（2）湍流主體：渦流擴散遠遠大于分子擴散，溶質(zhì)濃度均一化，pA隨z的變化近似為水平線。（3）過渡區(qū)：分子擴散+渦流擴散，pA隨z的變化逐漸平緩。2.有效膜模型（Filmmodel)

單相對流傳質(zhì)的傳質(zhì)阻力全部集中在一層虛擬的膜層內(nèi)，膜層內(nèi)的傳質(zhì)形式僅為分子擴散。三、單相對流傳質(zhì)速率方程1.氣相對流傳質(zhì)速率方程有效膜厚zG由層流內(nèi)層濃度梯度線延長線與流體主體濃度線相交于一點E，則厚度zG為E到相界面的垂直距離。——以分壓差表示推動力的氣相傳質(zhì)分系數(shù)，kmol/(m2·s·kPa）。=傳質(zhì)系數(shù)×吸收的推動力氣相對流傳質(zhì)速率方程有以下幾種形式：——以氣相摩爾分率表示推動力的氣相傳質(zhì)分系數(shù)，

kmol/（m2·s）；

——以氣相摩爾比差表示推動力的氣相傳質(zhì)系數(shù)，

kmol/（m2·s）；

各氣相傳質(zhì)分系數(shù)之間的關(guān)系：帶入上式與比較2.液相對流傳質(zhì)速率方程液相傳質(zhì)速率方程有以下幾種形式：kL——以液相組成摩爾濃度表示推動力的液相對流傳質(zhì)分系數(shù)，m／s；——以液相組成摩爾分率表示推動力的液相對流傳質(zhì)分系數(shù)，kmol/（m2·s）；液相傳質(zhì)分系數(shù)之間的關(guān)系：注意：對流傳質(zhì)系數(shù)=f(操作條件、流動狀態(tài)、物性）——以液相摩爾比差表示推動力的液相傳質(zhì)分系數(shù)，

kmol/（m2·s）

2.2.4界面上的濃度定態(tài)傳質(zhì)

=f（cAi）、cAi

一、一般情況二、平衡關(guān)系滿足亨利定律、cAi

三、圖解I（pAi，cAi）操作點OI（界面）cA/kmol/m3cApA/kPa0第三節(jié)

傳質(zhì)速率方程2.3.1兩相對流傳質(zhì)模型2.3.2總傳質(zhì)速率方程2.3.3傳質(zhì)阻力與傳質(zhì)速率的控制2.3.1兩相對流傳質(zhì)模型相際對流傳質(zhì)三大模型：雙膜模型溶質(zhì)滲透模型表面更新模型一、雙膜模型pApAicAicA氣相液相GLE溶質(zhì)滲透模型（1935年希格比提出）：液相中的對流傳質(zhì)過程液體在向下流動過程中每隔一段時間發(fā)生一次完全混合，使液體濃度均勻化。

表面更新模型（1951年丹克沃茨提出）：液體在向下流動過程中，表面不斷更新，即不斷的有液體從主體轉(zhuǎn)為界面而暴露于氣相中，這種界面的不斷更新使傳質(zhì)過程大大加強。兩者區(qū)別：前者假定表面更新每隔一定時間周期性發(fā)生；后者更新是隨時進行的過程。二、雙膜模型的基本論點（假設）

1.氣液兩相存在一個穩(wěn)定的相界面，界面兩側(cè)存在穩(wěn)定的氣膜和液膜。膜內(nèi)為層流，A以分子擴散方式通過氣膜和液膜。2.相界面處兩相達平衡，無擴散阻力。3.有效膜以外主體中，充分湍動，溶質(zhì)主要以渦流擴散的形式傳質(zhì)。雙膜模型也稱為雙膜阻力模型2.3.2總傳質(zhì)速率方程

一、用氣相組成表示吸收推動力——以氣相分壓差表示推動力的氣相總傳質(zhì)系數(shù)，kmol/（m2·s·kPa）；——以氣相摩爾分數(shù)差表示推動力的氣相總傳質(zhì)系數(shù)，kmol/（m2·s）；——以氣相摩爾比的差值表示推動力的氣相總傳質(zhì)系數(shù)，kmol/（m2·s）；二、用液相組成表示吸收推動力

——以液相濃度差表示推動力的液相總傳質(zhì)系數(shù)，m/s；——以液相摩爾分數(shù)差表示推動力的液相總傳質(zhì)系數(shù)，kmol/（m2·s）；——以液相摩爾比的差表示推動力的液相總傳質(zhì)系數(shù)，kmol/（m2·s）；根據(jù)雙膜理論系統(tǒng)服從亨利定律或平衡關(guān)系在計算范圍為直線三、總傳質(zhì)系數(shù)與單相傳質(zhì)分系數(shù)之間的關(guān)系同理：用類似的方法得到四、總傳質(zhì)系數(shù)之間的關(guān)系

2.3.3傳質(zhì)阻力與傳質(zhì)速率的控制一、傳質(zhì)阻力相間傳質(zhì)總阻力=液相(膜)阻力+氣相(膜)阻力注意:傳質(zhì)系數(shù)、傳質(zhì)阻力與推動力一一對應。二、傳質(zhì)速率的控制步驟1.氣膜控制氣膜控制：傳質(zhì)阻力主要集中在氣相，此吸收過程為氣相阻力控制（氣膜控制）。H較大，易溶氣體氣膜控制的特點：.pAGIpAicAcAi提高傳質(zhì)速率的措施：提高氣體流速；加強氣相湍流程度。2.液膜控制液膜控制：傳質(zhì)阻力主要集中在液相，此吸收過程為液相阻力控制（液膜控制）液膜控制的特點：H較小，難溶氣體.提高傳質(zhì)速率的措施：提高液體流速；加強液相湍流程度。同理：氣膜控制：液膜控制：m小，易溶氣體m大，難溶氣體3、

氣膜、液膜阻力共同控制

對于中等溶解度的溶質(zhì)，在傳質(zhì)總阻力中氣膜阻力與液膜阻力均不可忽視，要提高總傳質(zhì)系數(shù)，必須同時增大氣相和液相的湍動程度。小結(jié)：吸收速率方程

與膜系數(shù)相對應的吸收速率式與總系數(shù)對應的速率式

用一相主體與界面的濃度差表示推動力用一相主體的濃度與其平衡濃度之差表示推動力注意：吸收系數(shù)的單位：kmol/(m2.s.單位推動力)吸收系數(shù)與吸收推動力的正確搭配。阻力的表達形式與推動力的表達形式的對應。吸收速率方程的適用條件。各種吸收系數(shù)間的關(guān)系。氣膜控制與液膜控制的條件

。第四節(jié)

吸收塔的計算2.4.1物料衡算與操作線方程2.4.2吸收劑用量的確定2.4.3填料層高度的計算2.4.4吸收塔的計算2.4.5

塔徑的計算2.4.6解吸及計算2.4.7其他吸收類型計算依據(jù)：物料衡算；相平衡；吸收速率方程。吸收塔的計算內(nèi)容：吸收塔的設計計算，一般的已知條件是：

1）氣體混合物中溶質(zhì)A的組成（mol分率）以及流量kmol/(m2.s)2）吸收劑的種類及T、P下的相平衡關(guān)系；3）出塔的氣體組成。需要計算：1）吸收劑的用量kmol/(m2.s)；2）塔的工藝尺寸，塔徑和填料層高度2.4.1物料衡算與操作線方程一、物料衡算定態(tài)逆流接觸，假設S（惰性組分）不揮發(fā)，B不溶于S。全塔范圍內(nèi)，對A作物料衡算：VY1+LX2=VY2+LX1

V（Y1－Y2）=L（X1－X2）V，Y2V，Y1L，X2L，X1V:惰性組分的摩爾流量L:吸收劑的摩爾流量X1=X2＋V（Y1－Y2）/L二、操作線方程式及操作線1.逆流吸收V，Y2V，Y1L，X2L，X1V，YL，XVY+LX2=VY2+LXY2=Y1（1－A）A

——A被吸收的百分數(shù)，稱為回收率或吸收率。——逆流吸收塔操作線方程在截面與塔釜截面之間作組分A的衡算——逆流吸收塔操作線方程表明：塔內(nèi)任一截面的氣相濃度Y與液相濃度X之間成直線關(guān)系，直線的斜率為L/V。

逆流吸收操作線具有如下特點：XY1Y2X1X2TBY（3）操作線僅與液氣比、濃端及稀端組成有關(guān)，與系統(tǒng)的平衡關(guān)系、塔型及操作條件T、p無關(guān)。（2）操作線通過塔頂（稀端）T

（X2，Y2）及塔底（濃端）

B

（X1，Y1）;（1）定態(tài)，L、V、Y1、X2恒定，操作線在X～Y

坐標上為一直線，斜率為L/V。L/V為吸收操作的液氣比；（5）平衡線與操作線共同決定吸收推動力。操作線離平衡線愈遠吸收的推動力愈大；（4）吸收操作線在平衡線的上方，解吸操作線在平衡線OE下方。YXXTBYK.X*Y*2.并流吸收V，Y2V，Y1L，X2L，X1V，YL，XVY+LX=VY2+LX2Y1Y2X2X1ABXY逆流與并流的比較：1）逆流推動力均勻，且2）Y1大，逆流時Y1與X1在塔底相遇有利于提高X1；

X2小，逆流時Y2與X2在塔頂相遇有利于降低Y2。逆流與并流操作線練習Y3X2X1Y1Y2X2Y2X3CDABY1Y2Y3X1X2X3CDAB2.4.2吸收劑用量的確定B1Y1Y2ABOEXYX2X1X*1PL/V一、最小液氣比最小液氣比定義：針對一定的分離任務，操作條件和吸收物系一定，塔內(nèi)某截面吸收推動力為零，達到分離程度所需塔高無窮大時的液氣比。最小液氣比的計算1.平衡曲線一般情況（直線或凹形曲線）X*1——與Y1相平衡的液相組成。平衡關(guān)系符合亨利定律時：2.平衡曲線為凸形曲線情況二、操作液氣比注意：為了保證填料表面能夠被液體充分潤濕，應考慮單位塔截面上單位時間流下液體不能小于某一最低允許值(最小噴淋量)。例：空氣與氨的混合氣體，總壓為101.33kPa，其中氨的分壓為1333Pa，用20℃的水吸收混合氣中的氨，要求氨的回收率為99%，每小時的處理量為1000kg空氣。物系的平衡關(guān)系列于本例附表中，若吸收劑用量取最小用量的2倍，試求每小時送入塔內(nèi)的水量？溶液濃度(gNH3/100gH2O)22.53

分壓Pa160020002427分析：求水量吸收劑用量L求Lmin已知L/Lmin平衡常數(shù)解：1）平衡關(guān)系2）最小吸收劑用量：其中：

3）每小時用水量

2.4.3填料層高度的計算一、傳質(zhì)單元數(shù)法

1.塔高計算基本關(guān)系式單位時間，dZ內(nèi)吸收A的量：——塔截面積，m2;GA——A的流率，kmol/(m2·s)；G——混合氣體流率，kmol/(m2·s)；L——吸收劑流率，kmol/(m2·s)。a——單位體積填料的有效傳質(zhì)面積，m2/m3填料。微元填料層內(nèi)的吸收速率方程式為：低濃度氣體吸收時填料層的基本關(guān)系式為：

的單位

稱為“氣相總傳質(zhì)單元高度”

，用

表示

——氣相總傳質(zhì)單元數(shù)

同理：——氣相總體積傳質(zhì)系數(shù)，kmol/（m3·s）

——液相總體積傳質(zhì)系數(shù)，kmol/（m3·s）

填料層高度可用下面的通式計算：

Z=傳質(zhì)單元高度×傳質(zhì)單元數(shù)總體積傳質(zhì)系數(shù)的物理意義：

在單位推動力下，單位時間，單位體積填料層內(nèi)吸收的溶質(zhì)量。

2.傳質(zhì)單元數(shù)與傳質(zhì)單元高度

以為例（1）傳質(zhì)單元數(shù)、—液相總傳質(zhì)單元數(shù)、總傳質(zhì)單元高度；——氣相傳質(zhì)單元數(shù)、傳質(zhì)單元高度；——液相傳質(zhì)單元數(shù)、傳質(zhì)單元高度?！獨庀嗫倐髻|(zhì)單元數(shù)、總傳質(zhì)單元高度；定義：氣相總傳質(zhì)單元數(shù)傳質(zhì)單元數(shù)：反映了取得一定吸收效果的難易程度。氣體流經(jīng)一段填料，溶質(zhì)組成變化（Y1

－

Y2）等于該段填料平均吸收推動力（Y－Y*)m時，該段填料為一個傳質(zhì)單元。（2）傳質(zhì)單元高度

定義：氣相總傳質(zhì)單元高度，m。

傳質(zhì)單元高度的意義:

完成一個傳質(zhì)單元分離效果所需的填料層高度，反映了吸收設備效能的高低。傳質(zhì)單元高度影響因素：填料性能、流動狀況體積總傳質(zhì)系數(shù)與氣體流量的關(guān)系:

傳質(zhì)單元高度變化范圍：0.15～1.5m。各種傳質(zhì)單元高度之間的關(guān)系：設平衡線斜率為m

同理：比較上式：3、傳質(zhì)單元數(shù)的計算（1）對數(shù)平均推動力法氣液平衡線為直線操作線也為直線=Y－Y＊=AY+B

對數(shù)平均推動力法脫吸因數(shù)法平衡線為直線時

其中：

——塔頂與塔底兩截面上吸收推動力的對數(shù)平均，稱為對數(shù)平均推動力。同理：（氣相傳質(zhì)單元數(shù)）（液相傳質(zhì)單元數(shù)）注意：1）平均推動力法適用于平衡線為直線，逆流、并流吸收皆可。2）平衡線與操作線平行時，3）當、時，對數(shù)平均推動力可用算術(shù)平均推動力代替。將代入（2）吸收因數(shù)法平衡線為通過原點的直線，服從亨利定律的

逆流吸收為例：令

——脫吸因數(shù)。平衡線斜率和操作線斜率的比值無因次。S愈大，脫吸愈易進行。——吸收因數(shù)

討論：m、y1、X2、S一定時：

注意：圖的適用范圍為>20及S<0.75。

1）的意義：反映了A吸收率的高低。

2）參數(shù)S的意義：反映了吸收過程推動力的大小，其值為平衡線斜率與吸收操作線斜率的比值。

S范圍在0.7～0.83）4）——吸收因數(shù)例：某生產(chǎn)車間使用一填料塔，用清水逆流吸收混合氣中有害組分A，已知操作條件下，氣相總傳質(zhì)單元高度為1.5m，進料混合氣組成為0.04（組分的Amol分率，下同），出塔尾氣組成為0.0053，出塔水溶液濃度為0.0128，操作條件下的平衡關(guān)系為Y=2.5X（X、Y均為摩爾比），試求：1）L/V為(L/V)min的多少倍？2）所需填料層高度。3）若氣液流量和初始組成均不變，要求最終的尾氣排放濃度降至0.0033，求此時所需填料層高度為若干米？解：

1）L/V為(L/V)min的倍數(shù)2）所需填料層高度脫吸因數(shù)法

對數(shù)平均推動力法3）尾氣濃度下降后所需的填料層高度尾氣濃度

（3）數(shù)值積分法平衡線為曲線時，圖解積分法步驟如下：1）操作線上任取一點（X,Y），其推動力為

(Y-Y*)。2）系列Y～作圖得曲線。3）積分計算Y2至Y1范圍內(nèi)的陰影面積。AA*YY*XY2Y1（4）近似梯級法MM’M1F1F分析梯級TF1F

在梯級

T*A*FT中，——平均推動力

MM’M1F1F二、等板高度法理論級:不平衡的氣液兩相在一段填料層內(nèi)相互接觸，離開該段填料的氣液兩相達到相平衡，此段填料為一個理論級。Z=HETP×NT

NT——完成分離任務，所需的理論級數(shù)；HETP——等板高度。等板高度：分離效果達到一個理論級所需的填料層高度。理論級數(shù)NT的計算——克列姆塞爾方程：溶質(zhì)的吸收率與理論最大吸收率的比值

相對吸收率

2）理論級數(shù)NT與NOG的關(guān)系

當

時，

當

時，

當

時，

吸收的操作型計算

例：某吸收塔在101.3kPa，293K下用清水逆流吸收丙酮空氣混合物中的丙酮，操作液氣比為2.1時，丙酮回收率可達95%。已知物系的濃度較低，丙酮在兩相間的平衡關(guān)系為Y=1.18X，吸收過程為氣膜控制，總傳質(zhì)系數(shù)KYa與氣體流率的0.8次方成正比，1）今氣體流率增加20%，而流體及氣液進出口組成不變，試求：a）丙酮的回收率有何變化？b）單位時間內(nèi)被吸收的丙酮量增加多少？2）若氣體流率，氣液進出口組成，吸收塔的操作溫度和壓強皆不變，欲將丙酮回收率由原來95%的提高至98%，吸收劑用量應增加到原用量的多少倍？思路：1）已知L/V、m、吸收率脫吸因數(shù)法求NOGV改變HOG改變塔高不變求N’OG脫吸因數(shù)法求改變后的吸收率2）V不變脫吸因數(shù)法求改變后的S求LNOG不變Z不變解：求原有條件下的傳質(zhì)單元數(shù)NOG其中：

當時，

1）氣體流量增加20%時的操作效果在單位時間內(nèi)，氣量提高后的丙酮回收量之比為：

2）當吸收率由95%提高至98%，由于氣體流率沒變，因此對于氣膜控制的吸收過程HOG不變，塔高是一定的，故NOG仍為5.097用試差法求解

故液氣比應提高到：

吸收劑用量應增至：

2.4.4

吸收塔的計算命題：物系、操作條件一定，計算達到指定分離要求所需塔高。分離要求：殘余濃度Y2或溶質(zhì)的回收率

一、設計型1.流向的選擇

逆流特點：1)逆流推動力大，傳質(zhì)速率快；2）吸收液的濃度高；3）溶質(zhì)的吸收率高；4）液體受到上升氣體的曳力，限制了液體流量和氣體流量。2、吸收劑進口濃度的選擇及其最高允許濃度3、吸收劑流量的確定二、吸收塔的操作型計算命題：塔高一定時，吸收操作條件與吸收效果間的分析和計算;

吸收塔的核算。

三、吸收過程的強化目標：提高吸收過程的推動力；降低吸收過程的阻力。1.提高吸收過程的推動力（1）逆流操作比并流操作的推動力大；（2）增加吸收劑的流量或增大液氣比L/V；2.降低吸收過程的傳質(zhì)阻力（1）提高流體流動的湍動程度；（2）改善填料的性能，使填料比表面積增加。（3）吸收過程為氣膜控制時，降低吸收劑入口溫度；（4）吸收過程為氣膜控制時，提高吸收的壓力；（5）降低吸收劑入口溶質(zhì)的濃度。注意：吸收溫度不能過低，否則分子擴散系數(shù)減小、粘度增大，致使吸收阻力增加。適當上述參數(shù)均可強化吸收傳質(zhì)過程，提高分離程度。但實際生產(chǎn)過程的影響因素較多，對具體問題要作具體分析。例如對吸收劑再循環(huán)流程，設吸收劑再循環(huán)量與新鮮吸收劑加入量L的比值為，兩股吸收劑混合后濃度為X2’，由吸收劑混合前后的物料衡算可得V,Y1V,Y2L,X1L,X2’L’,X1L,X2若增加，吸收劑入塔濃度增大，傳質(zhì)推動力下降，塔的吸收能力要下降。但對于有顯著的熱效應的吸收過程，大量的吸收劑再循環(huán)可減小吸收劑在塔內(nèi)的溫升，因而平衡線可以下移，傳質(zhì)推動力增大，有利于吸收。YXoY*=f(X)IY1X1X2’Y2X2II2.4.5

塔徑的計算

氣體沿塔上升可視為通過一個空管，按流量公式計算塔徑

D--塔徑(m)

Vs--在操作條件下混合氣體的體積流量(m/s)

u--混合氣體的空塔速度（m3/s)

塔徑設計要做多方案比較以求經(jīng)濟上既是優(yōu)化的，操作上也是可行的。一般適宜操作氣速通常取泛點氣速的50%∽85%。

算出的塔徑還要按壓力容器公稱直徑標準圓整。2.4.6解吸及計算2.4.6.1解吸條件及傳質(zhì)方向2.4.6.2解吸方法2.4.6.3解吸塔的計算2.4.6.4傳質(zhì)系數(shù)的計算返回使溶解于液相中的氣體釋放出來的操作稱為解吸(desorption)或脫吸；解吸是吸收的逆過程，相際傳質(zhì)推動力為(y*-y)或

(x-x*)；降低氣體溶解度(如減壓、加溫)和降低氣相主體的溶質(zhì)分壓(如氣提或汽提)都有利于解吸過程的進行；工業(yè)解吸過程通常是將溶液由塔頂引入，惰性氣體或蒸汽由塔底引入，使兩相在塔內(nèi)逆流接觸傳質(zhì)。此過程也稱為氣提或汽提(stripping)；解吸操作過程和設備的計算方法及氣液傳質(zhì)理論和吸收過程相同，相對應的計算式形式也類似；氣體解吸的特點i)解吸是吸收的逆過程，溶質(zhì)由液相向氣相轉(zhuǎn)移，傳質(zhì)推動力是：（P*-P），(吸收時P-P*)

或者(C-C*），(吸收時C*-C)ii)當氣液在塔內(nèi)逆流解吸時，操作線在平衡之下。解吸x2>x1y2>y1Gy1Lx1Gy2

Lx2yy2y1x1x2y*x解吸過程：溶質(zhì)從吸收液中分離出的操作，稱為解吸。解吸目的：獲得所需較純的溶質(zhì)；溶劑再生循環(huán)使用。2.4.6.1解吸條件及傳質(zhì)方向傳質(zhì)方向：溶質(zhì)由液相向氣相傳遞?；驐l件：或或推動力：或1．氣提解吸：2．減壓解吸：3．加熱解吸：2.4.6.2解吸方法或解吸能耗大，整個吸收過程的能耗主要在解吸。2.4.6.3解吸塔的計算V，Y2V，Y1L，X2L，X1V，YL，X一、物料衡算與操作線方程

V(Y2－Y1)=L(X2－X1)全塔物料衡算：操作線：L—吸收液流量，kmol/(m2·s);V—載氣流量，kmol/(m2·s);解吸塔的最小氣液比因待解吸的液相相對于氣相而言是過飽和的，即X>X*，所以解吸操作線位于平衡線下方。對逆流解吸塔，其操作線方程與吸收操作線方程在形式完全相同，只是解吸塔的稀端（X2、Y2）在塔底。當溶液的處理量L、進出塔濃度X1、X2以及解吸氣進塔組成Y2確定后，氣體用量V與氣體出塔濃度Y1直接相關(guān)。YXoY*=f(X)Y1X2Y2BX1(L/V)maxAYXoY*=f(X)Y1X2Y2B(L/V)maxCX1Y1*CA解吸塔的最小氣液比當解吸用氣量V減小時，氣體出塔濃度Y1增大，操作線的A點向平衡線靠攏，傳質(zhì)推動力下降。當操作線與平衡線相交或相切時，解吸操作線斜率（液氣比）最大，即氣液比最小，這是達到一定解吸程度氣液比操作的最低極限值。對操作線與平衡線相交的情況，塔頂處兩相傳質(zhì)平衡，有對操作線與平衡線相切（平衡線呈上凹形狀），最小氣液比由過B點所作的操作線與平衡線的切線斜率確定。實際氣液比應大于最小氣液比。填料層高度計算式可采用與吸收塔相同的方法，但需注意式中涉及到的推動力(濃度差)的前后項要調(diào)換。用傳質(zhì)單元高度與傳質(zhì)單元數(shù)計算填料層高度Z，傳質(zhì)單元高度的計算方法不變，但傳質(zhì)單元數(shù)定義中有傳質(zhì)推動力項，應加以注意。若平衡關(guān)系為Y*=MX：式中A=L/(MV)為吸收因子。過程速率是決定單元設備大小的關(guān)鍵因素。填料層高度計算式中的傳質(zhì)系數(shù)(ky，KY等)體現(xiàn)了與吸收速率的正比關(guān)系，在吸收計算中具有十分重要的意義。傳質(zhì)系數(shù)包含了傳質(zhì)過程速率計算中一切復雜的、不易確定的影響因素，其數(shù)值的大小主要取決于物系的性質(zhì)、操作條件及設備的性能(填料特性)三個方面。由于影響因素十分復雜，傳質(zhì)系數(shù)的計算難以通過理論模型解決，迄今為止也尚無通用的計算方法可循。傳質(zhì)系數(shù)的獲取途徑：(1)實驗測定；(2)針對特定體系的經(jīng)驗公式；(3)適用范圍更廣的準數(shù)關(guān)聯(lián)式。對氣、液傳質(zhì)過程，可將各傳質(zhì)速率表達式概括為:2.4.6.4傳質(zhì)系數(shù)的計算傳質(zhì)系數(shù)的實驗測定對實際操作的物系，若相平衡關(guān)系為直線，則填料層高度計算式為上式也可寫為高度為Z的填料段的平均傳質(zhì)速率方程式中F=Za

為傳質(zhì)面積，Vp=Z為填料裝填體積。當填料和填料裝填方式一定，測量穩(wěn)定操作時進、出塔氣、液流量和測量段Z兩端氣、液濃度，由物料衡算及平衡關(guān)系可得出GA和Ym

，進而得出KY或KYa。注意：實驗測定的傳質(zhì)系數(shù)用于吸收或解吸塔設計計算時，設計體系的物性、操作條件及設備性能應與實驗測定時的情況相同或相近。傳質(zhì)系數(shù)的經(jīng)驗公式

實際上很難對每一具體設計條件下的傳質(zhì)系數(shù)都直接進行實驗測定。為此，不少研究者針對某些典型的系統(tǒng)和條件進行研究，在所測定的大量數(shù)據(jù)基礎上提出了對一定的物系在一定條件范圍內(nèi)的傳質(zhì)系數(shù)經(jīng)驗公式。用水吸收二氧化硫適用條件：

(1)氣體的空塔質(zhì)量流速G為320~4150kg/(m2h)，液體的空塔質(zhì)量流速W為4400~58500kg/(m2h)；(2)直徑為25mm的環(huán)形填料。用水吸收SO2屬中等溶解度的氣體吸收。計算氣、液相體積傳質(zhì)系數(shù)的經(jīng)驗公式分別為傳質(zhì)系數(shù)的經(jīng)驗公式用水吸收氨用水吸收氨屬易溶氣體的吸收，吸收阻力主要在氣膜側(cè)。用填充12.5mm陶瓷環(huán)形填料塔實測數(shù)據(jù)得出的計算氣相傳質(zhì)系數(shù)經(jīng)驗公式為式中：KGa

——氣相傳質(zhì)系數(shù)，kmol/(m3.h.kPa)；

KCa

——液相傳質(zhì)系數(shù)，kmol/(m3.h.kmol/m3)；

G——氣相空塔質(zhì)量流速，kg/(m2.h)；

W——液相空塔質(zhì)量流速，kg/(m2.h)；

——與溫度有關(guān)的常數(shù)，其值列于下表。t℃10152025300.00930.01020.01160.01280.0143傳質(zhì)系數(shù)的經(jīng)驗公式常壓下用水吸收二氧化碳U—液相噴淋密度，m3/(m2h)。單位時間噴淋在單位塔截面上的液相體積。用水吸收二氧化碳屬難溶氣體吸收，吸收阻力主要在液膜側(cè)。計算液相體積傳質(zhì)系數(shù)的經(jīng)驗公式為適用條件：(1)直徑為10~32mm陶瓷環(huán)填料塔；(2)噴淋密度U為3~20m3/(m2h)；(3)氣體的空塔質(zhì)量速度G為130~580kg/(m2h)；(4)操作溫度為21~27℃。KCa

的大小主要取決于液相的噴淋密度，而氣體的質(zhì)量流速G基本無影響。傳質(zhì)系數(shù)的準數(shù)關(guān)聯(lián)式根據(jù)傳遞現(xiàn)象動力學相似基本原則推導出來并通過實驗確定模型參數(shù)的準數(shù)方程有更寬的適用范圍。常用準數(shù)：修伍德數(shù)Sh、雷諾數(shù)Re

及施密特數(shù)Sc

等。計算氣相傳質(zhì)系數(shù)的準數(shù)關(guān)聯(lián)式氣相修伍德準數(shù)氣體通過填料層的雷諾數(shù)氣相施密特準數(shù)計算氣相傳質(zhì)系數(shù)的準數(shù)關(guān)聯(lián)式適用范圍:ReG

=2×103~3.5×104ScG

=0.6~2.5P=101~303kPa(絕壓)應用場合濕壁塔0.0230.830.44填料塔0.0660.80.33上式是由濕壁塔中汽液傳質(zhì)的實驗數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)得到，除了用于濕壁塔（l為濕壁塔塔徑）外，也可用于拉西環(huán)填料塔（l為拉西環(huán)填料的外徑）。模型參數(shù):計算氣相傳質(zhì)系數(shù)的準數(shù)關(guān)聯(lián)式上述準數(shù)中：D — 溶質(zhì)在氣相中的分子擴散系數(shù)m2/s；P/pm— 氣相漂流因子；KG

— 氣相傳質(zhì)系數(shù)kmol/(m2skPa)；

R — 通用氣體常數(shù)kJ/(kmolK)；l — 特征尺寸m；G — 混合氣體的密度kg/m3；T — 溫度K；G — 混合氣體的粘度Ns/m2；G — 氣體的空塔質(zhì)量速度；de — 填料層中流體通道的當量直徑，de=4a/，（a為填料的比表面m2/m3，為填料層的空隙率m3/m3）；u0 — 氣體在填料空隙中的實際流速，u0=u/（u為空塔氣速m/s）；計算液相傳質(zhì)系數(shù)的準數(shù)關(guān)聯(lián)式液相修伍德準數(shù)液體通過填料層的雷諾數(shù)液相施密特準數(shù)液相的伽利略(Callilio)準數(shù)上述準數(shù)中：a —填料比表面積m2/m3

；kc

—液膜傳質(zhì)系數(shù)，m/s；cSm/c —液相漂流因子；l—特征尺寸，取填料直徑m；G —重力加速度，m/s2；L—液體的粘度，N·s/m2；L —液體的密度kg/m3；D’ —溶質(zhì)在液相中的分子擴散系數(shù)m2/