气体吸收复习习题课PPT学习教案

1、会计学1气体吸收气体吸收(xshu)复习习题课复习习题课第一页，共45页。第1页/共45页第二页，共45页。气体吸收过程的应用吸收的目气体吸收过程的应用吸收的目的的（1）分离混合气体以获得一定的）分离混合气体以获得一定的组分或产物；组分或产物；（2） 除去有害组分以净化或精除去有害组分以净化或精制气体；制气体；（3）制备某种气体的溶液；）制备某种气体的溶液；（4）工业废气的治理；）工业废气的治理；实际吸收过程往往同时兼有净化实际吸收过程往往同时兼有净化和回收等多重目的。和回收等多重目的。第2页/共45页第三页，共45页。第3页/共45页第四页，共45页。第4页/共45页第五页，共45页。Exp

2、eHcp eSSmmMMHMHHcEmxyepEm 温度降低温度降低(jingd)或总或总压升高，则压升高，则m值变小，液相值变小，液相溶质的浓度溶质的浓度x增增加，有利于吸加，有利于吸收操作。收操作。第5页/共45页第六页，共45页。zcDJddAABA)(A2A1AccDJNA)(A2A1AppRTDN菲克扩散菲克扩散(kusn)等分子等分子(fnz)扩散扩散第6页/共45页第七页，共45页。)(A2A1BmAcccDcNMB1B2B1B2Bmlnccccc)(A2A1BmApppRTDpNB1B2B1B2Bmlnppppp1Bmpp1BmccM1Bmpp1BmccM漂流(pio li)因

3、子特点：当混合物中溶质(rngzh)A的浓度较低时第7页/共45页第八页，共45页。zcJDddAA1.81000()()pTDDTp000()()TDDT第8页/共45页第九页，共45页。)y(yKNeyA11yyxKmkk)(AxxKNex111xyxKk mk第9页/共45页第十页，共45页。处无扩散阻力。处无扩散阻力。n（3）在气膜和液膜以外的气液）在气膜和液膜以外的气液主体中，由于流体的充分湍动，主体中，由于流体的充分湍动，溶质溶质A的浓度均匀，溶质主要以的浓度均匀，溶质主要以涡流扩散的形式传质。涡流扩散的形式传质。第10页/共45页第十一页，共45页。x1=x2G（y1y2）/L第

4、11页/共45页第十二页，共45页。22)(yxxGLy2121minxmyyyGL12 dyyeyOGOGyyyaKGNHH12min12xxGLmxyP39例86第12页/共45页第十三页，共45页。第13页/共45页第十四页，共45页。任务所需填料层高度愈小任务所需填料层高度愈小.第14页/共45页第十五页，共45页。AmxymxyAAN111ln1112221OG2121mlnyyyyy111222(),()yymxyymx1mGAL第15页/共45页第十六页，共45页。2）改善填料的性能。）改善填料的性能。第16页/共45页第十七页，共45页。子传质通量有何影响子传质通量有何影响?

5、6）讨论传质的机理、吸收过程的）讨论传质的机理、吸收过程的机理的意义是什么机理的意义是什么? 7）双膜模型，溶质渗透模型和表）双膜模型，溶质渗透模型和表面更新模型的要点是什么，各面更新模型的要点是什么，各模型求得的传质系数与扩模型求得的传质系数与扩 散系散系数有何关系，其模型参数是什数有何关系，其模型参数是什么么?8）吸收速率方程为何具有不同的）吸收速率方程为何具有不同的表达形式表达形式? 9）传质单元高度和传质单元数有）传质单元高度和传质单元数有何物理意义何物理意义?第17页/共45页第十八页，共45页。习题课习题课第18页/共45页第十九页，共45页。操作条件操作条件指吸收设备和流程已给定

6、，考察操作条件指吸收设备和流程已给定，考察操作条件的变化对吸收效果的影响的变化对吸收效果的影响 操作型操作型设计型设计型指吸收任务给定，求塔径、塔高等。指吸收任务给定，求塔径、塔高等。 y2 x2 G y1 L x1 习题课习题课操作操作(cozu)条件：条件：气液流量、气液流量、气液进口浓度、气液进口浓度、操作操作(cozu)温度、压力等温度、压力等第19页/共45页第二十页，共45页。mOGyyyN21SmxymxySSNOG22211ln112211yxxGLyaKGHyOG OGOGNHH min)0 . 22 . 1( GLGL习题课习题课公式公式(gngsh)：或第20页/共45页

7、第二十一页，共45页。解解 属于低浓气体吸收属于低浓气体吸收aKDGy 3600412 m03. 1015. 036001 . 141532 例例1 常压下，用煤油从苯蒸汽和空气混合物中吸收苯，吸收率为常压下，用煤油从苯蒸汽和空气混合物中吸收苯，吸收率为99%，混合气量为，混合气量为53kmol/h。入塔气中含苯。入塔气中含苯2%（体积（体积 %），入塔），入塔煤油中含苯煤油中含苯0.02%（摩尔（摩尔(m r)分率）。溶剂用量为最小用量的分率）。溶剂用量为最小用量的1.5倍，在操作温度倍，在操作温度50下，相平衡关系为下，相平衡关系为y* = 0.36x，总传质系数，总传质系数Kya=0.0

8、15kmol/(m3s)，塔径为，塔径为1.1米。试求所需填料层高度。米。试求所需填料层高度。OGOGNHH 设计设计(shj)型举例型举例aKGHyOG y2 x2=0.02% =99% D=1.1m G= 53kmol/h L y1=0.02 x1 溶剂溶剂(rngj)用量为最小用量的用量为最小用量的1.5倍倍y* = 0.36x第21页/共45页第二十二页，共45页。121yy0002. 0%99102. 0112yy2121minxmyyyGLGLmS 537. 0358. 05 . 1 67. 0537. 036. 0 98.1167. 00002. 036. 00002. 0000

9、2. 036. 002. 067. 01ln67. 011 设计设计(shj)型举例型举例溶剂溶剂(rngj)用量为最小用量的用量为最小用量的1.5倍倍y* = 0.36xmin5 . 1 GLGL358. 00002. 036. 002. 00002. 002. 0 SmxymxySSNOG22211ln11 y2 x2=0.02% =99% D=1.1m G= 53kmol/h L y1=0.02 x1 第22页/共45页第二十三页，共45页。mNHHOGOG4 .1298.1103. 1 设计设计(shj)型举例型举例第23页/共45页第二十四页，共45页。操作操作(cozu)型举例型举

10、例例例2 在逆流操作的填料吸收在逆流操作的填料吸收塔中，对某一低浓气体中的溶质组塔中，对某一低浓气体中的溶质组分进行吸收，现因故分进行吸收，现因故 (1)吸收剂入塔浓度变大，吸收剂入塔浓度变大， (2)吸收剂用量变小，吸收剂用量变小，而其它操作条件均不变，试分析出而其它操作条件均不变，试分析出塔气体、液体浓度如何塔气体、液体浓度如何(rh)变化变化？1定性分析定性分析(dngxngfnx)快速分析快速分析作图作图+排除法排除法吸收因数法吸收因数法 y2? x2 G y1 L x1? y2? L x2 G y1 L x1? 第24页/共45页第二十五页，共45页。操作操作(cozu)型举例型举例

11、 (1)吸收剂入塔浓度变大吸收剂入塔浓度变大解法一：快速分析解法一：快速分析(fnx) x2变大时，将使传质推动变大时，将使传质推动力变力变 小，故不利于吸收，因此，小，故不利于吸收，因此，y2 变大，变大， y2? x2 G y1 L x1? 第25页/共45页第二十六页，共45页。 Y y1 B 原原 E y2 A O x 当当 x2变大时，原、新状况下操作线变大时，原、新状况下操作线 Kya 不不变变，aKGHyOG 不不变变。作作图图知知，NOG H 与与 H 不变相矛盾，故假设不成立不变相矛盾，故假设不成立 1 y-y* 0 y2 y1 y 传质单元数传质单元数 操作操作(cozu)

12、型举例型举例(1)当吸收剂入塔浓度当吸收剂入塔浓度(nngd)x2变大时变大时解法二：作图解法二：作图+排除法排除法L/G不变不变 y2? x2 G y1 L x1? 第26页/共45页第二十七页，共45页。 Y y1 B 原原 E y2 A O x 当当 x2变大时，原、新状况下操作线变大时，原、新状况下操作线 Kya 不不变变，aKGHyOG 不不变变。作作图图知知，NOG H 与与 H 不不变变相相矛矛盾盾，故故假假设设不不成成立立操作操作(cozu)型举例型举例第27页/共45页第二十八页，共45页。 Y y1 B 原原 E y2 A O x 当当 x2变大时，原、新状况下操作线变大时

13、，原、新状况下操作线 操作(cozu)型举例关于关于(guny)x1：排除法：排除法假设假设x1不变、变小，作图不变、变小，作图可知可知(k zh)NOG将变小将变小，故，故H将变小，与将变小，与H一定一定相矛盾，因此相矛盾，因此第28页/共45页第二十九页，共45页。操作(cozu)型举例(1)当吸收当吸收(xshu)剂入塔浓度剂入塔浓度x2变大时变大时解法三：吸收解法三：吸收(xshu)因数法因数法 NOG与（yb-mxa）/（ya-mxa）关系曲线 NOG（y1-mx2）/（y2-mx2） S增大增大(zn d)由题意可知：由题意可知：不变不变LmGS 不变不变aKGHyOG NOGH/

14、HOG不变不变不变2221mxymxy由右图可知，由右图可知，又又x2变大，故变大，故y2 变大变大 y2? x2 G y1 L x1? 第29页/共45页第三十页，共45页。至于至于x1： 仍需用仍需用(x yn)排除法判定，下略。排除法判定，下略。第30页/共45页第三十一页，共45页。操作操作(cozu)型举型举例例(2)当吸收剂用量变当吸收剂用量变(lingbin)小时小时解法解法(ji f)一：快速分析一：快速分析吸收剂用量变小时，不利于吸收，吸收剂用量变小时，不利于吸收，因此，因此，y2 变大。变大。 y2? L x2 G y1 L x1? 第31页/共45页第三十二页，共45页。

15、L/G Y y1 B 原原 E y2 A O x 作作图图知知，NOG H 与与 H 不变相矛盾，故假设不成立不变相矛盾，故假设不成立L 变变小小， ReL变变小小， 液液膜膜变变厚厚或或不不变变 （气气膜膜控控制制） ，故故aKy1变变大大或或不不变变，aKGHyOG 或或不不变变 操作(cozu)型举例(2) 当吸收剂用量变当吸收剂用量变(lingbin)小时小时解法二：作图解法二：作图+排除法排除法 y2? L x2 G y1 L x1? 第32页/共45页第三十三页，共45页。 Y y1 B 原原 E y2 A O x 作作图图知知，NOG H 与与 H 不不变变相相矛矛盾盾，故故假假

16、设设不不成成立立aKy1变变大大或或不不变变，aKGHyOG 或或不不变变操作操作(cozu)型举例型举例b假设假设(jish)y2变小变小第33页/共45页第三十四页，共45页。 Y y1 B 原原 E y2 A O x OLOLNHH作作图图知知，NOG ，NOL 与与 H 不不变变相相矛矛盾盾，故故假假设设不不成成立立作作图图知知，NOG ，NOL OLOLNHH与与 H 不不变变相相矛矛盾盾，故故假假设设不不成成立立操作操作(cozu)型型举例举例a假设假设(jish)x1不变不变b假设假设(jish)x1变小变小L变变小小， ReL变变小小， 液液膜膜变变厚厚或或不不变变 （气气膜膜

17、控控制制） ，故故aKx1变变大大或或不不变变， mxOLLaKLH 第34页/共45页第三十五页，共45页。操作(cozu)型举例解法解法(ji f)三：吸收因数法三：吸收因数法(2)当吸收剂用量变当吸收剂用量变(lingbin)小时小时由题意可知：由题意可知：变大变大LmGS 变大或不变变大或不变aKGHyOG NOGH/HOG变小或不变变小或不变变小2221mxymxy由右图可知，由右图可知，故故y2变大变大 NOG与（yb-mxa）/（ya-mxa）关系曲线 NOG（y1-mx2）/（y2-mx2） S增大增大 y2? L x2 G y1 L x1? 第35页/共45页第三十六页，共4

18、5页。至于至于x1： 仍需用仍需用(x yn)排除法判定，下略。排除法判定，下略。第36页/共45页第三十七页，共45页。 Y y1 B 原原 E y2 A O x 练习练习 在逆流操作的填料吸收塔中，对某一低浓气体中的溶质在逆流操作的填料吸收塔中，对某一低浓气体中的溶质(rngzh)组组分进行吸收，现因故分进行吸收，现因故 (1)气体入塔浓度气体入塔浓度y1变小，变小， (2)G变小，变小，而其它操作条件均不变，试分析出塔气体、液体浓度如何变化？而其它操作条件均不变，试分析出塔气体、液体浓度如何变化？第37页/共45页第三十八页，共45页。L/G 不不变变 Y y1 B 原原 E y2 A

19、O x Kya 不不变变，aKGHyOG 不不变变。作作图图知知，NOG H 解法一：快速解法一：快速(kui s)分析分析 y1变小，变小，y2必变小。必变小。解法解法(ji f)二：作图二：作图+排除法排除法(1)气体入塔浓度气体入塔浓度(nngd)y1变小变小与与H不变相矛盾，故假设不成立不变相矛盾，故假设不成立第38页/共45页第三十九页，共45页。 Y y1 B 原原 E y2 A O x 关于关于(guny)x1：排除法排除法假设假设x1不变、变大，作图可知不变、变大，作图可知NOG将变大，故将变大，故H将变大，与将变大，与H一定相矛盾一定相矛盾(modn)，因此，因此， x1将变

20、小。将变小。解法三：吸收解法三：吸收(xshu)因数法因数法不不变变SL/G 不不变变不不变变mKya 不不变变，aKGHyOG 不不变变。不不变变OGOGHHN 查图可知：不变2221mxymxy2y至于至于x1 的变化仍需用作图与排除法的变化仍需用作图与排除法第39页/共45页第四十页，共45页。12xy， (2)G变小时变小时(xiosh)第40页/共45页第四十一页，共45页。思考：思考： 在逆流在逆流(nli)操作的填料吸收塔中，对某一操作的填料吸收塔中，对某一低浓气体中的溶质组分进行吸收，现因故低浓气体中的溶质组分进行吸收，现因故 (1) 气体入塔浓度气体入塔浓度y1变大，变大，

21、(2) G变大，变大，而其它操作条件均不变，试分析出塔气体、而其它操作条件均不变，试分析出塔气体、液体浓度如何变化？液体浓度如何变化？第41页/共45页第四十二页，共45页。操作(cozu)型举例例例2 某吸收塔在某吸收塔在101.3kPa、293K下用清水逆流吸收丙下用清水逆流吸收丙酮酮空气混合气体（可视为低浓气体）中的丙酮。当操作液空气混合气体（可视为低浓气体）中的丙酮。当操作液气比为气比为2.1时，丙酮回收率可达时，丙酮回收率可达95%。已知物系平衡关系为。已知物系平衡关系为y=1.18x，吸收过程大致为气膜控制，气相总传质系数，吸收过程大致为气膜控制，气相总传质系数Kya G0.8。今气体流量