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9吸收水gasinletgasinlet吸收剂应具有的特点:溶解度:大敏感性:好选择性:好蒸汽压:低(不易挥发,减少溶剂损失,避免在气体中引入新的杂质)粘度:低(利于传质及输送)比热:小(再生时耗热量小)发泡性:低(以免过分限制气速而增大塔的体积)腐蚀性:低(减少设备费和维修费)安全性:好(避免易燃易爆)经济性:易得到易再生双膜理论的三个基本要点:(twofilmtheory)气相:01、以pG-pL*为推动力表示的总传质速率方程2、以cG*-cL为推动力表示的总传质速率方程掌握:上式适用条件(稀溶液、双膜理论的3个要点)3、以摩尔分率表示气、液组成的传质速率方程y*——与液相组成x呈平衡的气相组成,摩尔分率;x*——与气相组成y呈平衡的液相组成,摩尔分率;Ky、Kx——以气相、液相摩尔分率差为推动力的总传质系数,kmol/(m2.s)。(9-31)4、总传质速率方程的分析(1)易溶气体(气膜控制)(2)难溶气体(液膜控制)(3)中等溶解度气体(双膜控制)(1)易溶气体(气膜控制)传质速率方程的表达形式很多,要注意传质阻力与传质推动力的对应关系:(1)传质系数与传质推动力表示方式之间必须对应;(2)各传质系数的单位和对应的基准;(3)传质阻力的表达形式必须与传质推动力的对应。例9-4:已知p=310kPa,ky=1.07×10-2kmol/m2.h,ky=22kmol/m2.h,p=10.67×103x(相平衡关系)求:(1)Ky、Kx、KG、KL。(2)以气相摩尔分率差作为推动力的总传质阻力、气相分传质阻力、液相分传质阻力;以液相摩尔分率差作为推动力的总传质阻力、气相分传质阻力、液相分传质阻力。(3)总传质速率,液相主体浓度0.005kmol/m3,气相分压60kPa。E用摩尔比表示的传质速率方程:并流操作的吸收塔C定义:吸收因子(因数):A=L/(mG)或A=LS/(mGB)几何意义:操作线斜率与平衡线斜率之比解吸因子(因数):S=mG/L或S=mGB/LSa——单位体积填料的有效传质面积,m2/m3;h——填料层高度,m;——塔截面积(即填料层截面),m2;D——塔直径,m微元体积:——气相总体积传质系数,kmol/(m3·s)——液相总体积传质系数,kmol/(m3·s)(3)(3)0(1)平均推动力法(9-50)同理:(2)吸收因数法同理可得:S≠1③⑤相平衡关系符合y*=mx,且为纯溶剂吸收xa=0⑥当S=1或A=1时,操作线与相平衡线平行对数平均推动力法和吸收因数法均不成立,此时NOG、NOL如何求?讨论:A、S大小对吸收影响2、平衡线为曲线——图解积分法或数值积分法(2)液膜控制时(难溶气体)①传质单元数(NOG、NOL)的大小反映吸收过程进行的难易程度,它与吸收塔的结构因素以及气液流动状况无关。②传质单元高度可理解为一个传质单元所需的填料层高度,是吸收设备效能高低的反映。1、解吸过程的特点①解吸是吸收的逆过程,推动力与吸收相反。气相推动力:Δy=y*-y液相推动力:Δx=x–x*②解吸塔的浓端与稀端与吸收塔相反,塔顶为浓端,塔底为稀端。③操作线位于平衡线下方。2、常见的解吸方法①通入惰性气体②通入直接水蒸气③降低压力4、最小气液比解吸L一定,G↓,L/G↑,C点5、填料层高度的计算基本关系式:全塔物料衡算式:G(ya-yb)=L(xa-xb)相平衡方程式:y*=f(x)(本章多是y*=mx或y*=mx+b)吸收过程基本方程式例15-1在一填料塔中,用含苯0.00015(摩尔分率,下同)的洗油逆流吸收混合气体中的苯。已知混合气体的流量为1600m3/h,进塔气体中含苯0.05,要求苯的吸收率为90%,操作温度为25℃,操作压强为101.3kPa,塔径D=0.6m,相平衡关系Y*=26X,操作液气比为最小液气比的1.3倍,KYa=0.045kmol/(m3.s),洗油分子量为170kg/kmol。试求:(1)吸收剂用量LS(kg/h);(2)出塔洗油中苯的含量xb;(3)所需的填料层高度;(4)每小时回收苯的量(kg/h);(5)欲提高苯的吸收率,可采用哪些措施(定性分析)?例在一逆流吸收塔中,用清水吸收氨—空气混合气,混合气流量0.025kmol/s,混合气入塔组成0.02(摩尔分率,下同),吸收率为95%,常压操作,温度为20℃,y=1.2x,塔径为1m,总体积传质系数Kya=0.0522kmol/(m3.s),kya∝G0.7,操作液气比为最小液气比的1.2倍,试求:(1)h0=?(2)气体质量增大15%,h0=?(3)若yb=0.05,η=95%,h0怎么变化?若yb=0.02,η=99%,h0怎么变化?例