化工原理吸收知识点
化工原理知识点总结笔记

化工原理知识点总结笔记一、化工原理概述化工原理是化学工程学的基础和核心分支,是研究化工过程基本原理和规律的一门学科。
在化工生产中,化工原理被广泛应用于控制反应过程、设计分离装置、优化工艺条件等方面。
化工原理主要包括热力学、化学动力学、传质传热、流体力学等方面的知识。
二、化工热力学热力学是研究能量转化和宏观物质运动规律的学科,化工热力学是将热力学原理应用于化工过程的一种方法。
化工热力学主要包括热力学基本原理、热力学性质、热力学循环等内容。
在化工过程中,热力学原理被用于计算反应热、确定工艺条件、分析热平衡等方面。
1. 热力学基本原理热力学基本原理包括能量守恒、熵增原理、热力学第一定律、热力学第二定律等。
能量守恒原理指出在封闭系统中,能量的总量是不变的;熵增原理指出封闭系统中熵总是增加的;热力学第一定律指出能量既不会被创建,也不会被销毁,只会在不同形式之间转化;热力学第二定律规定了热能不可能自发地从低温物体传递给高温物体。
2. 热力学性质热力学性质包括物质的热力学性质和烃的三相平衡等内容。
物质的热力学性质是指物质在不同温度、压力下的性质表现,例如,比热容、热膨胀系数、热导率等;烃的三相平衡是指烃在气态、液态和固态之间的平衡关系,包括气液平衡、固液平衡、气固平衡等。
3. 热力学循环热力学循环是指利用热能转换成机械能的过程,如蒸汽轮机循环、汽轮机循环、空气循环等。
在化工领域,热力学循环常常用于设计和优化化工过程中的能量转化装置。
三、化学动力学化学动力学是研究化学反应速率和反应机理的学科,主要包括反应速率、反应动力学方程、反应机理等内容。
在化工生产中,化学动力学常用于优化反应条件、控制反应速率、提高产物收率等方面。
1. 反应速率反应速率是指单位时间内反应物的消耗量或产物的生成量,通常用化学反应方程式来表示,如:A + B → C + D,反应速率可表示为:-d[A]/dt = -d[B]/dt = d[C]/dt = d[D]/dt。
化工原理知识点总结期末

化工原理知识点总结期末一、化工原理的基础知识1. 化学反应原理化学反应是指原子或者分子之间的化学变化。
化学反应的类型包括合成反应、分解反应、置换反应和氧化还原反应等。
化学反应速率由浓度、温度、压力、催化剂等因素影响。
2. 化学平衡原理化学平衡是指反应物和生成物的浓度达到一定比例的状态。
根据化学平衡定律,反应物和生成物的浓度比例由反应的热力学性质决定,并受到温度、压力或者浓度的影响。
3. 化学动力学化学动力学研究化学反应速率和反应机理的关系。
根据化学反应速率公式可以推导出各种反应速率与浓度、温度、压力等因素的关系。
4. 化工流程图化工流程图是化工生产过程的图示表示,包括物料流程图、能量流程图和设备图等。
根据化工流程图可以设计化工生产过程,并进行操作控制。
5. 化工物性化工物性包括物质的物理性质和化学性质两个方面。
物质的物理性质包括密度、粘度、熔点和沸点等;物质的化学性质包括化学反应性、溶解度和稳定性等。
6. 化工热力学化工热力学研究能量转化和传递的原理。
根据热力学定律可以推导出系统的能量平衡和热效率等问题。
7. 化工传质学化工传质学研究物质的传输和分离原理。
根据传质学理论可以设计分离设备和传质设备,提高化工生产效率。
8. 化工反应工程化工反应工程研究化学反应的工程化原理。
根据反应工程理论可以设计反应器和催化剂,优化反应条件。
9. 化工系统控制化工系统控制研究化工生产过程的控制原理。
根据系统控制理论可以设计控制系统和自动化装置,提高化工生产的稳定性和可靠性。
10. 化工安全与环保化工安全与环保研究化工生产过程的安全和环保原理。
根据安全与环保理论可以设计安全设备和环保装置,保障化工生产的安全和环保。
二、化工原理的应用1. 化工生产过程化工生产过程包括化学反应、传质过程、分离过程和能量转化过程等。
根据化工原理可以设计化工生产装置和优化生产过程,提高产品质量和降低成本。
2. 化工产品制备化工产品制备包括化工原料的合成、加工和制备等。
化工原理上 知识点总结

化工原理上知识点总结一、化工原理的基本概念1. 化工原理的概念化工原理是研究化工生产过程中的物理、化学、工程等基本原理与规律的学科,是化工工程技术的理论基础。
化工原理的研究对象是化工生产中的物质和能量转化过程,包括化工流程、反应过程、传质过程、能量转换过程等。
化工原理的研究目的是为了揭示化工过程中的相互作用规律,为化工工程技术的设计、控制和优化提供理论支持。
2. 化工原理的基本内容化工原理主要包括物质平衡、能量平衡、动量平衡、传质与反应动力学、流体力学、热力学等内容。
其中,物质平衡研究物质在化工过程中的流动分布和转化规律,能量平衡研究热量在化工过程中的转移和转化规律,动量平衡研究流动介质在化工过程中的运动规律,传质与反应动力学研究物质传输和化学反应的速率规律,流体力学研究流体运动的基本规律,热力学研究能量转换的基本规律。
3. 化工原理的应用领域化工原理是化工技术的理论基础,广泛应用于化工工程技术的设计、计算、控制、优化和改进等方面。
在化工生产中,化工原理被应用于化工过程的优化设计、生产参数的确定、生产过程的控制和调整、产品质量的改进等方面,对化工生产的安全、经济、高效具有重要意义。
二、化工过程中的物质平衡1. 物质平衡的基本概念物质平衡是研究物质在化工过程中的流动分布和转化规律的基本原理。
物质平衡的基本概念包括输入、输出、积累和转化等概念。
输入是物质进入系统的过程,输出是物质离开系统的过程,积累是系统中物质的变化过程,转化是物质在系统内发生变化的过程。
2. 物质平衡的计算方法物质平衡的计算方法包括物质平衡方程的建立和求解。
物质平衡方程是通过对系统内各环节进行物质平衡计算,建立系统物质平衡方程,求解得到系统内各环节的物质平衡量。
物质平衡的求解方法包括代数求解、图解法、矩阵法、数值积分法等。
3. 物质平衡的应用案例物质平衡在化工生产中有着广泛的应用。
例如,化工生产过程中的原料投入和产品产出量的计算、化工设备的负荷计算、化工废水、废气治理的效果评估等都需要进行物质平衡计算,以确保化工生产过程的稳定和经济效益。
化工原理之有关吸收的基本理论

化工原理之有关吸收的基本理论吸收是化工工艺中常用的操作之一,其基本原理是利用溶液中组分的亲和力,使其被吸附到吸收剂表面或内部而从气相或液相中去除。
本文将介绍吸收的基本原理、影响吸收效率的因素以及常用的吸收剂和吸收塔设计等方面的内容。
一、吸收原理吸收是一种质量传递过程,化学吸收可以分为气液吸收和液液吸收两种类型。
1.气液吸收气液吸收是利用气体和液体之间的相互作用,从气相中去除有害或有用的组分,使气相在液态吸收剂中被溶解或被吸附到其表面上。
气体在液体中的溶解度和化学平衡有关,也与吸收液体的物理、化学性质有关,主要包括吸收液体的pH值、粘度、表面张力、渗透性、活性、极性等。
2.液液吸收液液吸收是一种纯化分离和萃取的操作过程。
一般是利用两种不相溶的液体之间的界面质量传递过程,从一种溶液中分离、去除有害或有用的化学性质不同的组分,例如萃取精制中间体、脱色、脱酸等。
吸收过程中,液体中吸收剂与吸收物之间的反应确定了吸收的效率。
吸收反应可以分为化学吸收和物理吸收。
化学吸收是指吸收剂与dissolved phase 中的吸收物之间发生反应,例如H2SO4 与SO2 的反应:SO2 +H2O + 1/2O2 →H2SO4物理吸收是指吸收剂通过对分子间力的作用力将吸收物与吸收剂分子吸附在一起,例如气体分子通过范德华力来作用于吸收剂分子。
二、影响吸收效率的因素吸收效率受许多因素的影响,其中包括吸收剂的物理和化学特性、进料浓度和流量、温度、压力和气液物理化学性质等。
1.吸收剂性质吸收剂的物理和化学特性对吸收效率有着重要影响。
吸收剂的表面张力、极性、分子量和黏度等属性都会影响它与气体或液体相互作用及吸附的能力。
吸收剂的HFAC值(Henry气液分配系数)是衡量吸收效率的重要参考指标。
2.浓度和流量吸收剂的浓度和进料流量在吸收过程中扮演着关键的角色。
当进料浓度较高或流量过大时,吸附剂不能迅速吸收吸收物,从而限制了吸收过程中的质量传递速率。
化工原理知识点总结详细

化工原理知识点总结详细第一章:化工原理基础知识1.1 化工原理的定义和基本概念化工原理是研究化学工程过程的基本原理、基本规律和数学模型的学科。
化工原理包括物理化学、热力学、传质与分离、反应工程等方面的知识,其中热力学和传质与分离是化工原理的两个重要组成部分。
1.2 化工原理的基本原理和基本规律化工原理涉及到许多基本原理和基本规律,其中包括质量守恒、能量守恒、热力学第一、第二定律、传热、传质、反应动力学等。
这些基本原理和基本规律是化工过程描述、分析和设计的基础。
1.3 化工原理的应用领域化工原理的应用领域非常广泛,包括化学工程、环境工程、生物工程、材料工程等方面。
化工原理在工业生产、环境保护、能源开发、新材料研发等领域都有重要的应用价值。
第二章:热力学2.1 热力学基本概念热力学是研究能量转化和能量传递规律的科学。
热力学基本概念包括系统、热平衡、热力学过程、熵等。
热力学基本原理包括能量守恒、熵增原理等。
2.2 理想气体状态方程理想气体状态方程描述了理想气体的压力、温度、体积之间的关系,可以表示为PV=nRT。
理想气体状态方程是描述气体性质的重要方程之一。
2.3 热力学循环热力学循环是指气体、水蒸汽等工质在一定压力和温度条件下发生各种物理或化学变化,最后又回到原来状态的过程。
常见的热力学循环包括卡诺循环、斯特林循环、布雷顿循环等。
2.4 热力学第一、第二定律热力学第一定律:能量守恒,能量既不能被创造也不能被毁灭,只能从一种形式转化为另一种形式。
热力学第二定律:熵增原理,自然界熵不减少的倾向。
第三章:传质与分离3.1 传质基本概念传质是指物质在不同相间传递的过程,包括扩散、对流、传热等。
传质的重要概念包括浓度、摩尔通量、传质系数等。
3.2 传质方程和传质过程传质方程描述了物质在不同相间传递的规律,传质过程包括扩散传质、对流传质等,传质方程是描述传质过程的基本数学模型。
3.3 分离技术化工生产中,常需要对混合物进行分离和纯化,分离技术包括蒸馏、结晶、游离、萃取等,这些技术都是基于传质原理。
吸收的概念化工原理

吸收的概念化工原理
吸收是一种常见的分离和纯化过程,它通过将一种物质(吸收剂)与另一种物质(被吸收物质)接触,使被吸收物质从气态或液态转移到吸收剂中。
吸收的概念化工原理如下:
1. 物质接触:吸收剂与被吸收物质之间需要有足够的接触面积,以便有效地传递质量和能量。
2. 传质:被吸收物质通过物质界面的传质过程,从气态或液态相转移到吸收剂中。
传质可以通过扩散、对流和反应来实现。
3. 反应:在吸收过程中,被吸收物质与吸收剂之间可能发生化学反应。
这些反应可以改变被吸收物质的化学性质,从而实现分离和纯化。
4. 热量传递:吸收过程可能涉及热量的传递,特别是在吸收剂中发生吸热或放热反应时。
热量的传递可以影响吸收过程的效率和控制。
5. 设备设计:吸收过程需要适当的设备来实现物质接触、传质、反应和热量传递。
吸收塔是常用的吸收设备,它通常由填料或板式结构组成,以提供大量的接触表面积。
吸收在许多工业和环境应用中都有广泛的应用,例如气体净化、溶剂回收、气体吸附等。
了解吸收的概念化工原理对于优化吸收过程的设计和操作至关重要。
化工原理知识点归纳总结
化工原理知识点归纳总结一、化工原理概述化工原理是化学工程的基础课程,主要介绍了化学工程领域中的基本原理和基本概念。
它涵盖了化学反应、热力学、传质与传热等方面的知识。
化工原理对于理解和掌握化工过程的基本原理和技术具有重要意义,是化学工程学习和实践的基础。
本文主要对化工原理中的关键知识点进行归纳总结,以帮助读者系统地了解化工原理的基本概念和原理。
二、化工原理知识点归纳1. 化学反应化学反应是化学工程过程中的核心环节。
化工原理中介绍了化学反应的基本概念和原理,包括反应速率的表达式、反应热、反应平衡等内容。
化学反应的速率表达式可以用来描述反应速率与反应物浓度之间的关系,常见的表达式有零级、一级和二级反应速率方程。
反应热是指化学反应放热或吸热的现象,它在化学工程过程中对于了解和控制反应过程具有重要意义。
反应平衡是指化学反应两个方向之间达到动态平衡状态的现象,化工原理中介绍了反应平衡的基本原理和计算方法。
2. 热力学热力学是研究能量转化和传递规律的科学,是化学工程过程中的基本理论。
化工原理中介绍了热力学的基本概念和原理,包括热力学函数、热力学平衡、热力学循环等内容。
热力学函数是描述系统能量状态和性质的函数,常见的热力学函数有内能、焓、熵等。
热力学平衡是指系统达到热力学平衡状态的过程,它对于化工过程的热平衡和物质平衡具有重要意义。
热力学循环是指在不同状态点之间进行能量转化的循环过程,化工原理中介绍了常见的热力学循环,如卡诺循环、斯特林循环等。
3. 传质与传热传质与传热是化工过程中的重要环节,是控制化工过程效率和产品品质的关键因素。
化工原理中介绍了传质与传热的基本原理和计算方法,包括质量传递、热传递、质量传递系数和传热系数等内容。
质量传递是指组分在不同相之间发生的传递过程,化工原理中介绍了质量传递的基本原理和影响因素。
热传递是指热量在不同相之间发生的传递过程,化工原理中介绍了热传递的基本原理和传热方式。
质量传递系数和传热系数是描述传质与传热速率的参数,化工原理中介绍了其计算方法和影响因素。
化工原理知识点总结复习重点
化工原理知识点总结复习重点化工原理是化学工程与工艺专业的一门基础课程,主要介绍化学工程与工艺中的物质平衡、能量平衡和动量平衡等基本原理及其应用。
下面是化工原理的知识点总结和复习重点的详细版:1.化学反应平衡-反应物与生成物的化学计量关系-反应的平衡常数与平衡常数表达式- Le Chatelier原理和平衡移动方向-改变反应条件对平衡的影响2.物质平衡-物质守恒定律-化学工程中常见的物质平衡问题-不可压缩流体的物质平衡-反应器中的物质平衡-非理想流动下的物质平衡3.能量平衡-能量的守恒定律-热力学一、二、三定律-热力学方程与热力学性质-各种热力学过程的分析-标准生成焓与反应焓-反应器中的能量平衡4.动量平衡-动量的守恒定律-流体的运动学性质-流体的连续性方程、动量方程和能量方程-流体的黏度、雷诺数与运动阻力-流体的流动模式与阻力系数5.质量传递-质量传递的基本概念和规律-质量传递过程中的浓度梯度-净质量流率和摩尔质量流率-质量传递的速率方程和传质系数-各种传质装置的设计和分析6.物料的流动-流体的本构关系和流变特性-流体的流变模型和流变学方程-各种物料的流动模式和流动参数-孔板、喷嘴、管道等流体动力装置的设计和分析7.反应工程学-反应器的分类与特性-反应速率方程和反应级数-决定反应速率的因素-等温、非等温反应的热力学分析-反应器的设计和分析8.分离工程学-分离过程的基本原理-平衡闪蒸和分馏过程-萃取、吸附和吸附过程-结晶和干燥过程-分离设备的设计和分析9.管道和设备-化工工艺流程图的绘制-管道的基本特性和设计原则-常见流体设备的结构和工作原理-设备的选择、设计和运行控制以上是化工原理的知识点总结和复习重点的详细版。
在复习时,需要重点掌握每个知识点的基本概念、原理和公式,并通过习题和实例进行巩固和应用。
同时,建议结合实际工程问题,加深对知识点的理解和运用能力。
《化工原理》(下)第二章 吸收第六次课
y2
−1
x2 L
此题中: x 2 = 0 , y 1 = 0.05 , V = 1500 22.4 = 67 kmol ⋅ h − 1
φ = 0 .95 , a = 93 m 2 ⋅ m -3 , H = 1 / 5 . 78 m ⋅ kN ⋅ kmol
思路就是由所求目标推至已知条件。 ( 1) 求 x 1
6
三、增大单位吸收传质面积
面积主要由设备来决定,对于填料塔,应该注意: 面积主要由设备来决定,对于填料塔,应该注意: 填料的选型,应尽量选比表面积大的填料。 填料的选型,应尽量选比表面积大的填料。 增大气液分散度,液体喷淋均匀,填料充分润湿, 增大气液分散度,液体喷淋均匀,填料充分润湿, 保证上升气泡和液层充分接触,达到传质目的。 保证上升气泡和液层充分接触,达到传质目的。 采用湍流塔,促使气液充分湍动, 采用湍流塔,促使气液充分湍动,两相接触面不 断更新,扩大了接触面积。 断更新,扩大了接触面积。
用量为最少用量的1.5 倍。该塔在30℃和101.3kN ⋅ m−2 压力下操作,在操作条件下的平衡 关系为 pe = 5.78C kN ⋅ m−2 ,试求: (已知吸收为逆流吸收过程。) (1)出塔溶液浓度 x1 ; (2)用平均推动力法求填料层高度 Z ; (3)用吸收因数法求 Z 。
12
首先列出已知条件,并用公式符号和标准单位表达出来。
4
对于易溶气体, 约等于k 是气膜控制过程; 对于易溶气体,KG约等于kG ,是气膜控制过程; 关键是降低气 膜层的厚度。增加气体总压,增加气流速度, 膜层的厚度。增加气体总压,增加气流速度,增大气相的湍动 程度,则膜分系数增大,KY=P·kG 。但是,气流速度应根据设备 但是, 程度,则膜分系数增大, =P· 大小来考虑,不能超过液流速度。 大小来考虑,不能超过液流速度。 对于难溶气体,K 约等于k 是液膜控制过程: 对于难溶气体,KL约等于kL ,是液膜控制过程: 关键是降低液膜 厚度。提高吸收剂的流速,增大液相的湍流程度, 厚度。提高吸收剂的流速,增大液相的湍流程度,使液膜分系 数增大,KX约等于C·kL 。 数增大, 约等于C 溶解度适中的气体,其吸收速度由两个膜控制,同时增大气相 溶解度适中的气体,其吸收速度由两个膜控制, 和液相流速,增大两相的湍动程度,从而减小两膜的厚度。 和液相流速,增大两相的湍动程度,从而减小两膜的厚度。
化工原理吸收公式总结
化工原理吸收公式总结化工原理中的吸收可是个相当重要的环节,吸收公式更是解决相关问题的关键钥匙。
咱们今儿就来好好唠唠这些公式。
先来说说亨利定律,这可是吸收过程中的基础。
它表明在一定温度和压强下,气液平衡时,溶质在气相中的分压与溶质在液相中的摩尔分数成正比。
用公式表达就是:p = Ex ,这里的 p 是溶质在气相中的平衡分压,E 是亨利系数,x 是溶质在液相中的摩尔分数。
再瞅瞅气膜吸收速率方程:NA = kg(p - pi),这里的 NA 代表溶质 A 的吸收速率,kg 是气膜吸收系数,p 是气相主体中溶质 A 的分压,pi 是相界面处溶质 A 的分压。
液膜吸收速率方程也不能落下:NA = kl(ci - c),NA 同样是溶质A 的吸收速率,kl 是液膜吸收系数,ci 是相界面处溶质 A 的浓度,c是液相主体中溶质 A 的浓度。
还有总吸收速率方程:NA = Ky(y - yi),Ky 是气相总吸收系数,y 是气相主体中溶质 A 的摩尔比,yi 是相界面处溶质 A 的摩尔比。
给您说个我曾经遇到的事儿,就和这吸收公式有关。
有一次在实验室做吸收实验,我们小组想要研究某种气体在特定溶液中的吸收情况。
一开始,大家都信心满满,觉得按照书上的步骤来肯定没问题。
结果呢,实验数据出来一分析,和预期的相差甚远。
我们几个那叫一个着急,赶紧从头开始排查问题。
最后发现,原来是在计算的时候,把气膜和液膜的吸收系数弄混了,导致整个计算结果都错了。
这可给我们上了深刻的一课,让我们明白了,这些公式可不是随便拿来用的,得搞清楚每个参数的含义和适用条件。
说完这些单个的公式,咱们再聊聊它们之间的关系。
在很多实际问题中,需要综合运用这些公式来求解。
比如说,要确定吸收塔的高度,就得先根据物料衡算求出塔底和塔顶的浓度,再结合吸收速率方程计算出传质单元数,最后才能得出塔高。
还有啊,在使用这些公式的时候,一定要注意单位的统一。
不然,一个不小心,就会得出错误的结果。
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Gdy K y a ( y ye )dh
填料层高度 :
h y
y1
2
Gdy G y dy y ( y y ) K y a ( y ye ) K y a e
1 2
同样可以推得以液相传质速率方程表示的计算式:
Ldx K x a( xe x)dh
计算方法
对数平均推动力法
吸收因子法
● 对数平均推动力法: 总推动力示意图
若平衡线为直线,则 △y与 y 成线性变化,故有:
d (y ) 常数 dy
d ( y ) y 1 y 2 dy y1 y 2
△y1
△y2 y1 y2
y1 y1 ye 1
y2 y2 ye 2
1 1 1 K x a m ky a k x a
1 1 1 K x mk y k x
于是有:
H OG
mG HG HL L
H OL
令
பைடு நூலகம்
L HG H L mG
—— 吸收因子
L A mG
传质单元:通过一定高度填料层的传质,使一相组 成的变化恰好等于其中的平均推动力,这样一段填 料层的传质称为一个传质单元。
q nL min
③ 操作液气比及溶剂用量
q nL y1 y 2 q nG x1 x 2
一般取:
q nL / q nG (1.1 ~ 2.0)(q nL / q nG ) min
q nL (1.1 ~ 2.0)q nL min
饱和度的概念: 吸收液饱和度=(x1/xe1)×100%
(2) 平衡关系为曲线规律时
∵ m≠const Kya ≠const
∴ 应采用图解法
若 m 变化不大,Kya变化不超过10%,则 可近似认为 Kya =常数(取一平均值) 此时,h的计算又归结到NOG的计算 图解或数值积分法: 图解积分 近似梯级图解法: 两点假定:
△ 每一小段平衡线视为直线 △ 每一区段内,用 y i y i 1 梯级图解
② 最小液气比和最小溶剂用量
qnL q nG
y1 y2 y1 y2 L min G min xe1 x2 y1 / m x2
y1 y 2 q nG y /m x 2 1
最小溶剂用量 :
N Np ET
总板效率ET集中反映传质动力学因素,工业吸收塔 ET的范围约为10-50%。
总板效率关联图
作业:P212
10、11、13
① 传质单元数(以NOG为例):
yj
y j 1
dy 1 y ye y j y j 1 (y ye) j 1 j 1
亦即
可见,传质单元数决定于分离前后气、液相组成 和相平衡关系,其大小表示了分离任务的难易。
② 传质单元高度(以HOG 为例)
完成一个传质单元分离任务所需的填料层高度。
( A 1)
1 y1 m x2 1 1 N ln 1 ln A A y2 m x2 A
y2 m x2 1 y1 m x2 N 1
( A 1)
由关联图可见: A,y2→N 或 A, N→ y2
3. 实际塔板数或填料层高度计算 实际塔板数
2
代替△ym
填料层高度简化计算:
★ 气膜阻力控制过程
∵ Kya≈kya
G y1 dy G y1 dy h y2 y ye k y a y2 y ye H G N OG K ya
★ 液膜阻力控制过程
∵ Kxa≈kxa
G x1 dx G x1 dx h x2 xe x k x a x2 xe x H L N OL Kxa
y m x b
N OG
dy y 2 ( y m x b)
y1
依物料衡算 :
G x x2 ( y y2 ) L
代入以上方程并整理得:
A=1时 A≠1时
N OG
y1 y 2 y 2 m x2
N OG
1 y1 mx2 1 ln1 1 A y 2 mx2 A 1 A 1
★ 两相阻力联合控制过程 m≠const,
宜采用 :
h=HG· G 或 h=HL · L N N
(3) 理论级当量高度(HETP)法计算填料层高度
理论板当量高度(Hth):完成一个理论板的分离 任务所需的填料层高度。 总填料层高度 ① 图解法 ② 解析法 h=NT×Hth
图解示意图
若平衡关系符合亨利定律,则有:
同理:
N OL
1 y1 mx2 1 1 ln1 A 1 A y 2 mx2 A
式中
L A mG
由上两式可得:
N OG ANOL
可见
N OG
y1 m x2 f ( A, ) y 2 m x2
NOG↑
▴ A一定时
y1 m x2 ↑ y 2 m x2
▲ 影响传质单元高度的因素:填料性能,流动情况
▲ 其值大小反映了填料层传质动力学性能的优劣。
▲ 数值变化范围小,一般在0.2 –1.5 m范围内。
k ya G
0.7
G 0.3 HG G k ya
积分计算
▲ 传质单元高度数值由实验测定或用Kya计算得出。
(3) 传质单元数的计算
① 平衡线为直线时
小 结
1. 吸收过程(相际传质)的双膜模型
① 模型要点
2. 相际传质速率方程
N A K y y ye
N A K x xe x
N A K L ( ce c )
1 1 1 K x mk y k x
1 1 1 K L HkG 1 / k L
N A K G ( p pe )
h
x1 x2
Ldx L x1 dx K x a( xe x) K x a x2 ( xe x)
L x1 dx h x2 ( xe x) Kxa
同理,可得:
G y1 dy h k y a y2 ( y yi )
L x1 dx h k x a x2 ( xi x)
K G kG
K L kL
● 双膜阻力联合控制,两者均不可忽略
4. 低浓度气体吸收
① 物料衡算
q nG ( y1 y 2 ) q nL ( x1 x 2 )
溶质吸收率(或回收率):
q nG y1 q nG y 2 y1 y 2 q nG y1 y1
操作线方程:
q nL y (x x2 ) y2 q nG
y1 m x2 ▴ y 2 m x2 一定,即吸收要求一定
则A↑
NOG↓
▴ 关于吸收因子A的讨论 L L/G ① 传质过程参数 A mG m
② A值对塔内推动力的影响 示意图
要使φ↑,则塔顶平衡,A>1.0,一般A=1.4
要使x1↑,则塔底平衡,A<1.0,
③ 适宜的A值,应优化而定
(2) 传质单元数与传质单元高度
令
N OG y
y1
2
dy ( y ye )
称为气相总传质单元数,为一无因次量。
(以y-ye 为推动力)
令
H OG
所以
G K ya
称为气相总传质单元高度, 单位 m,
h HOG NOG
类似地:
h HOL NOL
N OL x
x1
2
H OL
7.4.2 填料层高度的计算
(1)基本关系式
● ● ●
过程的操作线方程 传质速率方程 相平衡方程
对 dh 微元段作溶质A衡算:
dGA Gdy Ldx
dh微元段的传质速率方程:
dGA N AdA K y ( y ye )adh
dGA N A dA K x ( xe x)adh
L K xa
dx ( xe x )
h HG N G
G HG k ya
N G y
y1
2
h HL NL
L HL kxa
N L x
x1
2
dy ( y yi )
dx ( xi x )
由
1 1 m K y ky kx
可近似取
1 1 m K ya k ya kxa
y1 y 2 dy d (y) y1 y 2
N OG y
y1
y1
2
dy ( y ye )
y2
dy y1 y 2 y y1 y2
y 1
y2
d ( y ) y
y1 y 2 y1 ln y 1 y 2 y 2
令
y 1 y 2 y m y1 Ln y 2
1 1 m K y ky kx
1 1 H K G kG k L
K y P KG
K x C0 K L
K x mK y
K L HKG
3. 相界面浓度的确定与相际传质速率分析
① 相界面浓度的确定 ②相际传质速率分析
● ●
气相阻力控制----易溶气体 液膜阻力控制 ----难溶气体
— 对数平均推动力
则
N OG
y1 y 2 ym
x1
2
同理:
N OL x
dx x1 x 2 ( xe x ) xm
x 1 x 2 x m x 1 Ln x 2
x1 xe 1 x1
x2 xe 2 x2