化工原理知识点总结复习重点（完美版） - 图文(7)

2.气体和液体的不均匀分布

气体沿塔板的不均匀分布 由于液面落差Δ的存在，气体通过塔板时阻力大小不等，导致塔板上气量分布不均。

液体沿塔板的不均匀分布 由于液体横向流过塔板时路径长短不一，使塔板的物质传递量减少。 不正确操作

液泛 在操作过程中，塔板上液体下降受阻并逐渐在塔板上积累，这种现象称为液泛（也称淹塔）。根据引起液泛的原因不同，可以分为：

（1）降液管液泛 液体流量过大降液管内液体不能及时排出或气体流量过大使降液管液面升高，均会引起降液管液泛。

（2）夹带液泛 气速过大导致液沫夹带量过大，板上液层增厚并各板液层相连造成液泛。 严重漏液 当气体通过筛孔的速度较小或气体分布不均匀时，从孔道流下的液体量占液体流量的10％以上称为严重漏液。

第七章 吸 收（溶解度差异）

一、概述及平衡关系 二、传质理论 三、吸收塔计算 一、概述及平衡关系：

1、吸收依据：混合物各组分在某种溶剂中溶解度差异 1）分离混合气体以回收所需的组分； 吸收 2）除去有害组分以净化气体； 目的 3）制备某种气体的溶液； 4）工业废气的治理。 2、吸收与解吸流程：

吸收过程进行的方向与限度取决于溶质在气液两相中的平衡关系。当气相中溶质的实际分压高于与液相成平衡的溶质分应时，溶质便由气相向液相转移，即发生吸收过程。反之．如果气相中溶质的实际分压低于与液相成平衡的溶质分压时，溶质便由液相向气相转移，即发生吸收的逆过程，这种过程称为脱收（或解吸） ? 温度与压强的影响：

温度? 有利于吸收，反之即为解吸 压强? 有利于吸收，反之即为解吸 3、平衡关系:

摩尔比： Xi?xi液相中溶质的摩尔数 ?液相中溶剂的摩尔数1?xi

Yi?yi气相中溶质的摩尔数 ?气相中惰性组分的摩尔数1?yiciH1

亨利定律 : pi*?Exi pi*?H?EMS?S

H??EMS

yi?mxi m?*E* Y?mXi

ip

4、吸收剂的选择：

1）溶解度高（对溶质组分） 2）选择性高 3）挥发度小 4）黏性小

5）其他（无毒、无腐蚀、经济、合理等） 5、相平衡关系在吸收中的应用：

1）判断传质方向： 若气液相平衡关系为yi*?mxi 或xi**如果气相中溶质的实际组成yi大于与液?yi/m，

*相溶质组成相平衡的气相溶质组成yi**，即yi>yi（或液相的实际组成xi小于与气相组成yi相

平衡的液相组成xi ，即xi

（或脱吸）。

2）确定传质推动力： 传质过程的推动力通常用一相的实际组成与其平衡组成的偏离程度表示。

如图，在吸收塔内某截面A-A处，溶质在气、液两相中的组成分别为yi、xi，若在 操作条件下气液平衡关系为yi*则在xi-yi坐标上可标绘出平衡线OE 和A-A 截面上的?mxi，

操作点A，如国所示。从图中可看出，以气相组成差表示的动力为?yi?成差表示的推动力为?xiyi?yi， 以液相组

*?xi?xi（只能以一相来表征）

*ci?Hpi以气相 或ciH*** 同理，若气、液组成分别以pi、ci表示，并且相平衡方程为pi?分压差表示的推动力为?yi?yi-yi， 以液相组成表示的推动力为?xi?xi*-xi

a吸收塔内两相量与组成的变化 b吸收过程推动力 3）指明传质过程进行的极限：

二、传质理论：

扩 分子扩散：流体分子无规则的热运动 散 涡流扩散：流体质点的湍动

菲克定律：当物质A在介质B中发生扩散时，任一点处物质A的扩散通量与该位置上A的浓度梯度成正比：

JA??DABdcA （与傅里叶定律及牛顿黏性定律有相似处） dz

等分子单向扩散（了解，下册书p90）

双膜理论：双膜理论把两流体间的对流传质过程描述成如图所示的模式。它包含以下几点基本假设：

? 相互接触的气、液两相流体间存在着稳定的相界面，界面两侧各有一个很薄的停滞膜，吸收

质以分子扩散方式通过此二膜层由气相主体进入液相主体； ? 在相界面处，气、液两相达到平衡；

? 在两个停滞膜以外的气、液两相主体中，由于流体充分湍动，物质组成均匀。

吸收速率方程式：（理解及应用条件，书下册P104）

吸收速率，指单位相际传质面积上单位时间内吸收的溶质量，速率?推动力，推动力

阻力指组成差，吸收阻力倒数为吸收系数，所以“速率=吸收系数?推动力”方程式：

NA?DPRTZPgBm（PA?PAi)?KG(PA?PAi)，

DPRTZPgBm=常数KG（一定情况下）

三、吸收塔计算：

1、摩尔分率、摩尔比相关关系：

气相：yA?nA （气体总体积=惰性体积） n

液相：xA?nA nwA/MA

wA/MA?wB/MB????wN/MN质量分数与摩尔分率的关系为：xA＝?摩尔比 YA?nAn XA?A nBnB摩尔分率与摩尔比的关系为 x?yXYx y? X? Y?

1-y1?X1?Y1-x摩尔浓度与分压之间的关系为 cA?2．吸收操作线方程与操作线 Y?nAp?A VRTLLX?(Y2?X2) VVLLY?X?(Y1?X1)

VV液气比Y?Y2LL?L??1 ?(1.1?2.0)()min，最小液气比的计算： ?? *VV?V?minX1?X2

B点移至水平线Y=Y1与平衡线的交点B*时，X1=X1*,此点对应有最小液气比。

这是理论上吸收液所能达到的最高组成，但此时过程的推动力已变为0，因而需要无限大的相际传质面积，实际上办不到。或者当解吸平衡线为非下凹线时，操作线的极限位置为与平衡线相交，

此时，对应的气液比为最小气液比。以??V??表示。对应的气体用量为最小用量，记作Vmin。 ?L?min