化工原理下册概念复习

第五章 气体吸收

气体吸收操作的主要目的是分离气体混合物的组分。

气体吸收是气体溶解于液体的过程。

解吸操作中溶质气体的转移方向是自液相至气相。

吸收?解吸

对一定的气、液体系，温度升高，气体溶解度减小。

p?t?有利于吸收 p?t?有利于解吸

五、溶剂的选择p229

吸收操作对吸收剂的要求是对欲吸收的溶质气体的溶解度大，选择性好，溶解度随温度改变的变化大，挥发度小，无毒，价廉易得。 5.2气液相平衡 亨利定律 稀溶液p*=Ex p*=c/H y*=mx m=E/P

如总压1atm（绝压），20℃的空气与水长期接触，则水中O2的摩尔分数x=5.24×10-6，E=4.01×104atm，空气中O2的摩尔分数y= 0.21 如含有79％（体积）N2的空气与水接触，温度为25℃，总压为100kPa，查得亨利系数E＝8.76×105kPa,则液相中N2的平衡浓度C*＝

2

5.01×10-4 kmol/m3。

5.2.2 相平衡与吸收过程的关系

（y－y*）以气相浓度差表示的吸收推动力；若相平衡常数为m，塔内某截面的气液相含易溶组分的摩尔分数为y及x，当以y-y*表示总推动力，y*= mx。

（x*-x）以液相浓度差表示的吸收推动力。对塔内任一气液浓度分别为y,x的截面，相际传质推动力为(x*-x)，x*＝y/m 5.3 分子扩散 费克定律

T、P一定的一维定态:

dC J??DdZAABA对于二元物系，设A为溶质气体，B为惰气，二者摩尔浓度之和为常量，CA＋CB＝恒值，则分子扩散系数DAB与DBA的关系是DAB=DBA，由费克定律算出A与B 的分子扩散速率JA与JB。二者关系是J= 。

非电解质稀溶液，液相分子扩散系数DAB与绝对温度的1次方成正比

对非电解质稀溶液，液相分子扩散系数D与黏度?的1次方成反比。 气体分子扩散系数D?T/p 5.3.2 分子扩散传质速率 一、 等分子反向扩散

等摩尔相向扩散体现在气体解吸操作中

AJB1.5AB 3

二、 分子扩散单向传质 1主体流动

吸收中分子扩散单向传质的物质扩散过程须考虑“主体流动”。

在分子扩散的气体吸收过程中，除了有溶质气体A分子与惰气B分子的等摩尔相向扩散外，尚存在着气相的主体流动。 漂流因子:

气体吸收过程中，由于有主体流动，溶质气体的传质速率须考虑“漂流因子”。“漂流因子”值恒大于1。当气相中溶质气体的浓度愈高则“漂流因子”的值愈大。

在分子扩散的气体吸收过程中，按费克定律算得的A的分子扩散速率为JA，实际A的传质速率为NA,二者关系是NA>JA 5.4.2 对流传质理论 一、 双膜理论

双膜论的要点是① 在紧邻气液界面的两侧，流体均为层流② 可把层流层适当延伸，使湍流、过渡流的传质阻力折合为当量的层流传质阻力，倂入原层流层，形成“有效层流膜” ③过程定态

双膜论假设气液两相接触且流动时，在界面两侧均存在着层流，这一论点已被实验否定 5.4.4 总传质系数 NA=Ky(y-y*) 1/Ky =1/ky+m/kx

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