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1、8.3 吸收过程的速率关系8.3.1 膜吸收速率方程一、气膜吸收速率方程 第八章 气体吸收二、液膜吸收速率方程化工原理 下册 天津大学柴诚敬 0910学时稳态下，气、液两膜中的传质速率相等，即直线通过定点A (c，p)斜率kL / kG三、界面组成的确定 化工原理 下册 天津大学柴诚敬 0910学时界面组成的确定化工原理 下册 天津大学柴诚敬 0910学时8.3 吸收过程的速率关系8.3.1 膜吸收速率方程第八章 气体吸收8.3.2 总吸收速率方程化工原理 下册 天津大学柴诚敬 0910学时一、以(p- p*)表示的总吸收速率方程 设吸收系统服从亨利定律或平衡关系在过程所涉及的浓度范围内为直线
2、 根据双膜模型，相界面上两相互成平衡 化工原理 下册 天津大学柴诚敬 0910学时由此得整理得由相加得一、以(p- p*)表示的总吸收速率方程 化工原理 下册 天津大学柴诚敬 0910学时令则KG气相总吸收系数，kmol/(m2skPa)总阻力液膜阻力气膜阻力气相总吸收速率方程式一、以(p- p*)表示的总吸收速率方程 化工原理 下册 天津大学柴诚敬 0910学时对于易溶气体，H值很大 液膜阻力气膜阻力控制整个吸收过程的速率气膜控制示例：水吸收氨气膜阻力气膜控制示意图一、以(p- p*)表示的总吸收速率方程 化工原理 下册 天津大学柴诚敬 0910学时 设吸收系统服从亨利定律或平衡关系在过程所
3、涉及的浓度范围内为直线 根据双膜模型，相界面上两相互成平衡 二、以(c*- c)表示的总吸收速率方程 化工原理 下册 天津大学柴诚敬 0910学时由此得整理得由相加得二、以(c*- c)表示的总吸收速率方程 化工原理 下册 天津大学柴诚敬 0910学时令则KL液相总吸收系数，m/s 总阻力气膜阻力液膜阻力液相总吸收速率方程式二、以(c*- c)表示的总吸收速率方程 化工原理 下册 天津大学柴诚敬 0910学时对于难溶气体，H值很小 气膜阻力示例：水吸收氧液膜阻力液膜控制示意图液膜阻力控制整个吸收过程的速率液膜控制二、以(c*- c)表示的总吸收速率方程 化工原理 下册 天津大学柴诚敬 0910
4、学时同理，可导出Ky气相总吸收系数，kmol/(m2s) 气相总吸收速率方程式三、以(y- y*)表示的总吸收速率方程 化工原理 下册 天津大学柴诚敬 0910学时同理，可导出Kx液相总吸收系数，kmol/(m2s) 液相总吸收速率方程式四、以(x*- x)表示的总吸收速率方程 化工原理 下册 天津大学柴诚敬 0910学时同理，可导出KY对于低浓度吸收气相总吸收系数，kmol/(m2s) 气相总吸收速率方程式五、以(Y- Y*)表示的总吸收速率方程 化工原理 下册 天津大学柴诚敬 0910学时同理，可导出KX对于低浓度吸收液相总吸收系数，kmol/(m2s) 液相总吸收速率方程式六、以(X*-
5、 X)表示的总吸收速率方程 化工原理 下册 天津大学柴诚敬 0910学时8.3 吸收过程的速率关系8.3.1 膜吸收速率方程第八章 气体吸收8.3.2 总吸收速率方程8.3.3 吸收速率方程小结化工原理 下册 天津大学柴诚敬 0910学时吸收速率方程小结使用吸收速率方程式应注意以下几点: （1）上述的各种吸收速率方程式是等效的。采用任何吸收速率方程式均可计算吸收过程速率。 （2）任何吸收系数的单位都是kmol/(m2s单位推动力)。 （3）必须注意各吸收速率方程式中的吸收系数与吸收推动力的正确搭配及其单位的一致性。化工原理 下册 天津大学柴诚敬 0910学时 （4）上述各吸收速率方程式都是以气
6、液组成保持不变为前提的，因此只适合于描述稳态操作的吸收塔内任一横截面上的速率关系，而不能直接用来描述全塔的吸收速率。在塔内不同横截面上的气液组成各不相同，其吸收速率也不相同。 （5）在使用与总吸收系数相对应的吸收速率方程式时，在整个过程所涉及的浓度范围内，平衡关系须为直线。吸收速率方程小结化工原理 下册 天津大学柴诚敬 0910学时8.1 吸收过程概述 8.2 吸收过程的相平衡关系 8.3 吸收过程的速率关系8.4 低组成气体吸收的计算 8.4.1 物料衡算与操作线方程 第八章 气体吸收化工原理 下册 天津大学柴诚敬 0910学时一、全塔物料衡算 在工业中，吸收操作多采用塔式设备，既可采用气液
7、两相在塔内逐级接触的板式塔，也可采用气液两相在塔内连续接触的填料塔。工业中以采用填料塔为主，故本节对于吸收过程计算的讨论结合填料塔进行。化工原理 下册 天津大学柴诚敬 0910学时逆流吸收塔的物料衡算原料气：AB吸收剂：S尾气：B(含微量A)溶液：S+AV (kmolB/s)Y1 (kmolA/kmolB)L (kmolS/s)X2 (kmolA/kmolS)L(kmolS/s)X1(kmolA/kmolS)mnYXV (kmolB/s)Y2 (kmolA/kmolB)填料塔化工原理 下册 天津大学柴诚敬 0910学时在吸收塔的两端面间，对溶质A作物料衡算溶质A的吸收率气体出塔时的组成Y2 一
8、、全塔物料衡算化工原理 下册 天津大学柴诚敬 0910学时二、操作线方程与操作线 吸收塔内任一横截面上，气液组成Y与X之间的关系称为操作关系，描述该关系的方程即为操作线方程。 在 m-n 截面与塔底端面之间对组分 A 进行衡算，可得 逆流吸收塔操作线方程化工原理 下册 天津大学柴诚敬 0910学时 同理，在 m-n 截面与塔顶端面之间作组分 A 的衡算，得 操作线方程为直线斜率B (X1，Y1)T (X2，Y2)二、操作线方程与操作线 逆流吸收塔操作线方程过点塔底塔顶化工原理 下册 天津大学柴诚敬 0910学时 逆流吸收塔中的操作线Y*=f(X)操作线推动力 斜率（液气比） 化工原理 下册 天
9、津大学柴诚敬 0910学时8.4 低组成气体吸收的计算 8.4.1 物料衡算与操作线方程 第八章 气体吸收8.4.2 吸收剂用量的确定化工原理 下册 天津大学柴诚敬 0910学时一、最小液气比 在吸收塔的计算中，通常气体处理量是已知的，而吸收剂的用量需通过工艺计算来确定。在气量一定的情况下，确定吸收剂的用量也即确定液气比 。 液气比 的确定方法是，先求出吸收过程的最小液气比 ，然后再根据工程经验，确定适宜（操作）液气比。 化工原理 下册 天津大学柴诚敬 0910学时 吸收塔的最小液气比Y*=f(X）化工原理 下册 天津大学柴诚敬 0910学时最小液气比可用图解法求得 ：一、最小液气比最小液气比最小溶剂用量纯溶剂吸收化工原理 下册 天津大学柴诚敬 0910学时 吸收塔的最小液气比（非正常曲线）Y*=mX化工原理 下册 天津大学柴诚敬 0910学时二、适宜的液气比操作费用设备费用填料层高度根据生产实践经验，取 推动力适宜液气比适宜溶剂用量处理量 一定动力消耗化工原理 下册 天津大学柴诚敬 0910学时练 习 题 目思考题作业题: 3、4、51.如何判断吸收过程是属于哪种过程控制？2.总吸收速率方程与膜吸收速率方程有何不同？3.何为吸收过程的操作线，操作线如何获得？4.吸收剂的用量如何确定？化工原理 下册 天津大学柴诚敬 0910学时
