沈阳药科大学化工原理第六章气体吸收(1)

1、1第六章第六章 气体吸收气体吸收Gas Absorption2第二节第二节 吸收的基本原理吸收的基本原理第一节第一节 概述概述第三节第三节 填料吸收塔的工艺计算填料吸收塔的工艺计算本章目录3概述概述第一节第一节一、传质过程简介一、传质过程简介二、吸收操作的基本概念二、吸收操作的基本概念三、吸收操作在工业生产中应用三、吸收操作在工业生产中应用4一、传质过程简介一、传质过程简介借助于借助于扩散扩散作用物质从一相进入到另一相的过程。作用物质从一相进入到另一相的过程。 传质传质研究方向与手段：研究方向与手段：1 1、相平衡。、相平衡。 2 2、过程速率。、过程速率。气体吸收气体吸收液体蒸馏液体蒸馏固体

2、干燥固体干燥萃萃 取取液液萃取液液萃取固液萃取固液萃取气相气相 液相液相液相液相 气相气相固相固相 液相液相液相液相1 1 液相液相2 2固相固相 气相气相5二、吸收过程的基本概念二、吸收过程的基本概念混合气体混合气体 O2，N2，NH3H2OO2，N2NH3 吸收吸收利用混合气体中各组分在某溶剂中利用混合气体中各组分在某溶剂中溶解度差异溶解度差异分分离气体混合物的单元操作。离气体混合物的单元操作。 操作时某些易操作时某些易溶组分进入液相形溶组分进入液相形成溶液，不溶或难成溶液，不溶或难溶组分仍留在气相溶组分仍留在气相中，从而实现混合中，从而实现混合气体的分离。气体的分离。6基本基本概念概念混

3、合气体混合气体 溶质溶质 A 气体中气体中 能够能够被溶解吸收的组分。被溶解吸收的组分。（吸收质）（吸收质）惰性气体惰性气体 B 气体中气体中 不能不能被溶解吸收的组分被溶解吸收的组分吸收剂吸收剂S 人为选定的能够溶解溶质人为选定的能够溶解溶质A的液体溶剂。的液体溶剂。吸收液吸收液 吸收操作后形成的溶解了溶质吸收操作后形成的溶解了溶质A的液相。的液相。吸收操作后的气相。吸收操作后的气相。吸收尾气吸收尾气惰性气体与吸收尾气间关系？惰性气体与吸收尾气间关系？思思 考考7 分类分类吸收组分多少吸收组分多少单组分吸收单组分吸收多组分吸收多组分吸收有无化学反应有无化学反应物理吸收物理吸收化学吸收化学吸收

4、温度变化情况温度变化情况等温吸收等温吸收非等温吸收非等温吸收应用应用1、净化气体、净化气体 2、制备溶剂、制备溶剂 3、回收有用物质。、回收有用物质。8 吸收基本原理吸收基本原理第二节第二节一、相组分的表示方法一、相组分的表示方法二、气体在液体中的溶解度二、气体在液体中的溶解度三、亨利定律三、亨利定律四、吸收速率四、吸收速率五、吸收机理五、吸收机理双膜理论双膜理论六、气膜、液膜扩散速率方程六、气膜、液膜扩散速率方程七、吸收速率方程七、吸收速率方程91质量分率与物质的量分率（摩尔分率）质量分率与物质的量分率（摩尔分率）混合物中某组分的质量占混合物中某组分的质量占总物质质量总物质质量的分率。的分率

5、。混合物中某组分的物质的量占混合物中某组分的物质的量占总物质的量总物质的量的分率。（摩尔分率）的分率。（摩尔分率）一、相组分的表示方法一、相组分的表示方法 质量分率质量分率物质的量物质的量 分率分率气相气相AwAmym液相液相nnxAAAwAmxmAm组分组分A质量，质量，kg气相或液相总质量，气相或液相总质量，kgm气相气相液相液相AAnynAn组分组分A物质的量，物质的量，moL总物质的量，总物质的量，moLn102质量比（比质量分率）与物质的量比（比摩尔分率）质量比（比质量分率）与物质的量比（比摩尔分率）一相中某组分的质量与该相一相中某组分的质量与该相其余组分其余组分质质量的之比。量的之

6、比。 质量比质量比 物质的量比物质的量比AABnYn溶质物质的量惰性气体物质的量AASnXn溶质物质的量吸收剂物质的量ABWAmYm溶质质量惰性气体质量气相气相ASWAmXm溶质质量吸收剂的质量液相液相一相中某组分的物质的量与该相一相中某组分的物质的量与该相其余组分其余组分物质的量的之比。物质的量的之比。11质量分率与质量比间的关系：质量分率与质量比间的关系：物质的量分率与物质的量比间的关系：物质的量分率与物质的量比间的关系：XXx1-xxX11WwWXxX1wWwxX- xYYy1-yyY1液相液相液相液相气相气相推导：推导：Anxn总1 XXAAsnnn1AsAsnnnn123质量浓度与物

7、质的量浓度（摩尔浓度）质量浓度与物质的量浓度（摩尔浓度）一相中单位体积含有混合物中某组分一相中单位体积含有混合物中某组分A的质的质量多少。量多少。 AA mCV一相中单位体积含有混合物中某组分一相中单位体积含有混合物中某组分A的的物质的量的多少。物质的量的多少。AA nCV 质量浓度质量浓度 物质的量浓度物质的量浓度两者间的关系两者间的关系AAACCM质量浓度与质量分率关系质量浓度与质量分率关系AACx（Kg/m3）（mol/m3）134气体总压气体总压 P与组分的分压与组分的分压 pA总压与某组分的分压间的关系总压与某组分的分压间的关系物质的量比与分压间的关系物质的量比与分压间的关系AAAY

8、pPp物质的量浓度与分压间的关系物质的量浓度与分压间的关系AAAnpCVRTAApPynRTPVRTnVpAA nnPpAA Ay 14吸收速率解吸速率吸收速率解吸速率 吸收吸收过程，溶质过程，溶质( (气体气体) )向液相转移。向液相转移。吸收速率解吸速率吸收速率解吸速率 动态平衡动态平衡，无净溶质转移。，无净溶质转移。吸收速率解吸速率吸收速率解吸速率 解吸解吸过程，溶质向气相转移。过程，溶质向气相转移。二、气体在液体中溶解度二、气体在液体中溶解度气体溶解度：气体溶解度：一定温度，压力下，气液两相接触达到一定温度，压力下，气液两相接触达到 平衡时，气体溶质组分在液相中的平衡时，气体溶质组分在

9、液相中的平衡平衡 浓度（或饱和浓度）。浓度（或饱和浓度）。15 表明一定条件下吸收过程可能达到的表明一定条件下吸收过程可能达到的极限极限程度，程度，最最 大大程度。程度。平衡分压和饱和浓度间关系可用平衡分压和饱和浓度间关系可用“溶解度曲线溶解度曲线”表表示示.平衡分压：平衡分压：平衡时气相中溶质的分压。平衡时气相中溶质的分压。饱和浓度：饱和浓度：平衡时溶质在液相中的浓度。平衡时溶质在液相中的浓度。二、气体在液体中溶解度二、气体在液体中溶解度二、气体在液体中溶解度二、气体在液体中溶解度16二、气体在液体中溶解度二、气体在液体中溶解度温度，压力恒定，一定量溶剂和混合气体充分接触。温度，压力恒定，一

10、定量溶剂和混合气体充分接触。气相气相液相液相吸吸 收收解解 吸吸( (气体吸收的相平衡）气体吸收的相平衡）平衡状态：平衡状态： 一定压力和温度，一定量的吸收剂与一定压力和温度，一定量的吸收剂与 混合气体混合气体充分接触，气相中的溶质向溶剂中转移，长期充分充分接触，气相中的溶质向溶剂中转移，长期充分接接 触后，液相中溶质组分的浓度不再增加，此时，触后，液相中溶质组分的浓度不再增加，此时，气液两相达到平衡。气液两相达到平衡。17几种气体在水中的溶解度曲线几种气体在水中的溶解度曲线t=293KCO2NH3液相中溶质的物质的量分率液相中溶质的物质的量分率pA, kPa气相中溶质的分压气相中溶质的分压o

11、2 溶解度曲线：在一定温度或压力下，平衡时溶质在溶解度曲线：在一定温度或压力下，平衡时溶质在气相和液相中的浓度的关系曲线。气相和液相中的浓度的关系曲线。二、气体在液体中溶解度二、气体在液体中溶解度SO2 在相同条件下，在相同条件下，NH3 在水中的溶解度较在水中的溶解度较 SO2 大大得多。得多。 用水作吸收剂时，称用水作吸收剂时，称 NH3 为易溶气体，为易溶气体，SO2为为中等溶解气体，溶解度更小的气体则为难溶气体中等溶解气体，溶解度更小的气体则为难溶气体(如如O2 在在 30 和溶质的分压为和溶质的分压为 40kPa 的条件下，的条件下，1kg 水中溶解的质量仅为水中溶解的质量仅为 0.

12、014g)。 二、气体在液体中溶解度二、气体在液体中溶解度氨在水中的溶解度液相中氨的摩尔数气相中氨的分压60504030二、气体在液体中溶解度二、气体在液体中溶解度20下SO2在水中的溶解度101.3kPa202.6kPaxy二、气体在液体中溶解度二、气体在液体中溶解度211 1、影响气体溶解度的因素、影响气体溶解度的因素（1 1）气体溶质）气体溶质 同一种溶剂中，溶质不同，溶解同一种溶剂中，溶质不同，溶解 度是不同的。度是不同的。（2 2）液体溶剂）液体溶剂 同一种溶质在不同的溶剂中的溶解度同一种溶质在不同的溶剂中的溶解度 也是不同的。也是不同的。（3 3）操作温度）操作温度（4 4）操作压

13、力）操作压力对于气体而言，温度升高，溶解度降低。对于气体而言，温度升高，溶解度降低。 低温有利于吸收操作进行。而高温利于解吸过程。低温有利于吸收操作进行。而高温利于解吸过程。总压增加总压增加, ,溶质溶解度增加，有利于吸收溶质溶解度增加，有利于吸收 。二、气体在液体中溶解度二、气体在液体中溶解度二、气体在液体中溶解度二、气体在液体中溶解度222 2、溶解度曲线对吸收操作的意义、溶解度曲线对吸收操作的意义（2 2）表明吸收操作进行的方向和限度。）表明吸收操作进行的方向和限度。pApA*CA CA*pApA*CACA*吸收过程吸收过程解吸过程解吸过程pApA*CACA*平衡状态平衡状态（1 1）表

14、明气液两相）表明气液两相平衡平衡浓度是一一对应的。浓度是一一对应的。（3 3）表明吸收过程推动力的大小。）表明吸收过程推动力的大小。推动力推动力cccppp*二、气体在液体中溶解度二、气体在液体中溶解度23CpABpACApA*CA*CBCB*pB二、气体在液体中溶解度二、气体在液体中溶解度24三、亨利三、亨利（Henry）定律定律Exp*A 总压不高总压不高（P P5atm5atm）时，在一定温度下，时，在一定温度下，稀溶稀溶液液上方气相中溶质组成与溶质在液相中组成成上方气相中溶质组成与溶质在液相中组成成正比正比。 1. px关系关系*Ap溶质在气相中的平衡分压，溶质在气相中的平衡分压，kP

15、a； x 溶质在液相中的物质的量分率；溶质在液相中的物质的量分率； E亨利常数，亨利常数， kPa； 式中式中pxE25讨讨 论论（1）亨利系数与溶解度关系）亨利系数与溶解度关系 E小，溶解度大，易溶气体小，溶解度大，易溶气体E大，溶解度小，难溶气体大，溶解度小，难溶气体 E大大pxE小小（2）影响）影响E的因素：溶质、溶剂、温度的因素：溶质、溶剂、温度T、 物系等。物系等。 ET（3）E的来源：实验测得、查手册等的来源：实验测得、查手册等思思 考考Exp*AApEx*ApE x间关系？间关系？三、亨利三、亨利（Henry）定律定律26HcpA*A溶解度系数溶解度系数H与亨利系数与亨利系数E关

16、系关系2. pC关系关系H溶解度系数，溶解度系数， kmol/（m3kPa） cA液相中溶质物质的量浓度，液相中溶质物质的量浓度，kmol/m3； 式中式中pC1/H 溶解度系数溶解度系数H表示气相分压等于表示气相分压等于1KPa时，溶质在溶时，溶质在溶 液中能达到的最大物质的量浓度。液中能达到的最大物质的量浓度。SSHMEssM溶剂的密度溶剂的密度溶剂的分子量溶剂的分子量三、亨利三、亨利（Henry）定律定律27LLSA(1)AnxmxxxcVVMMMxM xSSAS1(1)EMxMx HHMx很 小（1）H大，溶解度大，易溶气体大，溶解度大，易溶气体 H小，溶解度小，难溶气体小，溶解度小，

17、难溶气体推导如下：推导如下：讨讨 论论（2）温度升高，）温度升高，H降低，溶解度降低。降低，溶解度降低。H小小pcH大大c小小c大大三、亨利三、亨利（Henry）定律定律HcpA*AExp*A283. yx 关系关系*ymx m相平衡常数，无因次。相平衡常数，无因次。yxmm与与E关系关系*ApPy*y PExEmP*EyxP（1）m大，溶解度小，难溶气体大，溶解度小，难溶气体（2）温度升高，）温度升高，m增加，溶解度降低增加，溶解度降低讨讨 论论P总压，总压，KPaExp*A三、亨利三、亨利（Henry）定律定律294. YX 关系关系 m相平衡常数，无因次。相平衡常数，无因次。*YmX*A

18、pE x*AAcpH*ymx*YmX 亨利定律的各种表达式所描述亨利定律的各种表达式所描述的都是的都是互成平衡互成平衡的气液两相组成间的气液两相组成间的关系，既可根据液相组成计算平的关系，既可根据液相组成计算平衡的气相组成，也可根据气相组成衡的气相组成，也可根据气相组成计算平衡的液相组成。计算平衡的液相组成。三、亨利三、亨利（Henry）定律定律30某吸收过程，气体入口的溶质浓度为某吸收过程，气体入口的溶质浓度为6（V），出口为），出口为0.4（同上），液体出口为（同上），液体出口为0.012KmoLNH3/KmoLH2O，入口为纯溶剂，平衡关系为入口为纯溶剂，平衡关系为 Y * 0.76X，

19、求：塔顶、塔底的推动力大小？求：塔顶、塔底的推动力大小？例例 题题气体入口气体入口Y1气体出口气体出口Y2液体入口液体入口X2液体出口液体出口X11110.060.063811 0.06yYy32220.0044.02 1011 0.004yYy110.0120.76 0.0120.00912X已知，则Y220,0X已知则Y32224.02 10YYY塔顶气相推动力1110.0638 0.00912=0.0547YY Y 塔 底 气 相 推 动 力31 四、吸收速率四、吸收速率吸收过程吸收过程（1）溶质）溶质A由气相主体到相界面，由气相主体到相界面，气相内传递；气相内传递；（2）溶质）溶质A在

20、相界面上溶解，溶解过程；在相界面上溶解，溶解过程；（3）溶质）溶质A自相界面到液相主体，自相界面到液相主体，液相内传递。液相内传递。气相扩散气相扩散液相扩散液相扩散相界面相界面单相内传递的两种基本方式单相内传递的两种基本方式分子扩散分子扩散涡流扩散涡流扩散 分子扩散现象分子扩散现象 33费克（费克（Fick）定律）定律 静止的或层流流动的流体内部，若某组分存在静止的或层流流动的流体内部，若某组分存在浓浓度差度差，借助于，借助于分子无规则分子无规则的热运动，组分由浓度较的热运动，组分由浓度较高处迁移至浓度较低处的过程。高处迁移至浓度较低处的过程。 温度、总压一定，在扩散方向上任一温度、总压一定，

21、在扩散方向上任一 点处组分点处组分A的扩散速率与该处的扩散速率与该处A的浓度梯度成的浓度梯度成正比正比。AddcNDA 费克定律费克定律 四、吸收速率四、吸收速率34AddcNDA (kmol/s)NA 组分组分A扩散速率，扩散速率， kmol/s； 组分在扩散方向上的浓度梯度，组分在扩散方向上的浓度梯度，kmol/m4 ddc D 组分组分A的分子扩散系数，的分子扩散系数，m2/s。 负号负号表示扩散方向与浓度梯度方向表示扩散方向与浓度梯度方向相反相反，扩散沿，扩散沿 浓度降低的方向进行浓度降低的方向进行 。式中式中A 扩散接触面积，扩散接触面积，m2 四、吸收速率四、吸收速率AcNDA稳态

22、条件稳态条件35AddNDcA （）由费克定律得由费克定律得 沿着扩散方向，当物质浓度梯度为沿着扩散方向，当物质浓度梯度为1 1时，单位时间单时，单位时间单位面积上扩散过物质的量的多少。位面积上扩散过物质的量的多少。量纲量纲2A24/Nkmol sDmsAm kmol m（dc/d ）（1）表示物质扩散能力大小，）表示物质扩散能力大小，D越大，扩散能力越强。越大，扩散能力越强。（2 2）物性参数，受物质种类、温度压力、浓度等影响。）物性参数，受物质种类、温度压力、浓度等影响。（3 3）可通过手册、实验测定、半经验公式等获得。）可通过手册、实验测定、半经验公式等获得。讨讨 论论 四、吸收速率四、

23、吸收速率36NANBT PpA2pB2T PpA1pB112ABNN ApNDARTpVnRTApC RTApCRT费克定律费克定律用用分压分压表示表示 四、吸收速率四、吸收速率ACNDA37ABmBmpDAPNDAppRTpRTP斯蒂芬公式斯蒂芬公式 四、吸收速率四、吸收速率式中：式中：BmaapP 扩散层中惰性气体的平均分压，kP ；总压，kP 。 考虑到扩散考虑到扩散A组分穿过静止的惰性分子，惰组分穿过静止的惰性分子，惰性气体分子占总量的性气体分子占总量的 对扩散距离进行校对扩散距离进行校正正B mpP38AddEcND A 2 2、涡流扩散、涡流扩散 流体作流体作湍流湍流运动时，若内部

24、存在浓度梯度，流运动时，若内部存在浓度梯度，流体质点靠湍动的无规则运动，相互体质点靠湍动的无规则运动，相互碰撞碰撞和和混合混合，从，从高浓度向低浓度方向传递过程。高浓度向低浓度方向传递过程。涡流扩散速率涡流扩散速率DE 组分涡流扩散系数，组分涡流扩散系数， m2/s； （1 1）非物性参数，不仅受物质物性，还受流体湍动程）非物性参数，不仅受物质物性，还受流体湍动程 度，所处位置的影响。度，所处位置的影响。（2 2）可实验测定获得。）可实验测定获得。讨讨 论论 四、吸收速率四、吸收速率393 3、对流扩散（对流传质）、对流扩散（对流传质）定义：定义：发生在运动着的流体与相界面之间的传质过程。发生

25、在运动着的流体与相界面之间的传质过程。（1）靠近相界面层流内层）靠近相界面层流内层 浓度变化大，接近直线变化，质点运浓度变化大，接近直线变化，质点运动速度慢，动速度慢，分子扩散分子扩散。 （2）过渡区：）过渡区：浓度变化趋缓，曲线变化，浓度变化趋缓，曲线变化，分子扩散和涡流扩散分子扩散和涡流扩散.（3）湍流主体（中心）：）湍流主体（中心）：浓度均一化，几浓度均一化，几乎水平，质点剧烈混合，乎水平，质点剧烈混合，涡流扩散涡流扩散远大于分远大于分子扩散。子扩散。Ad()dEcNDD A 四、吸收速率四、吸收速率 对流扩散速率，既有分子扩散又有涡流扩散。40有效滞流膜模型有效滞流膜模型ZG有效膜有效

26、膜 1、对流传质的、对流传质的传质阻力传质阻力全部集中全部集中在一层在一层虚拟的膜虚拟的膜内，膜内的传质形内，膜内的传质形式为式为分子扩散分子扩散 。2、有效膜厚、有效膜厚等于层流层厚度加等于层流层厚度加与湍流主体、过渡区阻力相当的与湍流主体、过渡区阻力相当的流体厚度。流体厚度。3、膜外湍流主体浓度均匀，、膜外湍流主体浓度均匀，无传无传质阻力质阻力。 四、吸收速率四、吸收速率41 四、吸收速率四、吸收速率相界面气相主体/GzGz 有效滞流膜模型对比传热中的传热边界层模型对比传热中的传热边界层模型42 五、吸收机理双膜理论五、吸收机理双膜理论ppicic气相气相液相液相传质方向传质方向气膜气膜液

27、膜液膜dttWtTWT传热壁传热壁冷冷流流体体热热流流体体传热方向传热方向传热边界层传热边界层43双膜理论要点双膜理论要点1、相互接触的气、液两相存在、相互接触的气、液两相存在稳定的相界面稳定的相界面，界面，界面 两侧存在很薄的两侧存在很薄的气膜和液膜气膜和液膜。膜内为。膜内为层流层流流动，流动， 吸收质以吸收质以分子扩散分子扩散方式通过两膜。方式通过两膜。3、在、在相界面相界面处，气液两相达平衡，处，气液两相达平衡，无扩散阻力无扩散阻力。 2、两膜外气、液两相主体中，、两膜外气、液两相主体中，湍流湍流流动，浓度均匀，流动，浓度均匀， 无无传质阻力，溶质主要以传质阻力，溶质主要以涡流涡流扩散的

28、形式传质。全扩散的形式传质。全 部阻力都集中在两膜内部阻力都集中在两膜内“双阻力理论双阻力理论”。 4、气膜推动力为、气膜推动力为 ，液膜推动力为，液膜推动力为ippiCC 五、吸收机理双膜理论五、吸收机理双膜理论AiGBmDPNAppRTzp对于气相对于气相对于液相对于液相0LAiLBmD CNAccz C 四、吸收速率双膜理论四、吸收速率双膜理论根据分子扩散理论根据分子扩散理论45GZ气膜气膜LZ液膜液膜pipCiC气膜分子气膜分子扩散扩散液膜分子液膜分子扩散扩散气气相相主主体体液液相相主主体体相界面相界面 五、吸收机理双膜理论五、吸收机理双膜理论 单向扩散：单向扩散：设由设由A、B两组分

29、组成的二元混合物中，两组分组成的二元混合物中，组分组分A为扩散组分，组分为扩散组分，组分B为停滞组分，（不扩散组为停滞组分，（不扩散组分），则分），则组分组分A通过停滞组分通过停滞组分B的扩散的扩散，称为单向扩散，称为单向扩散或或A通过停滞组分通过停滞组分B的扩散。的扩散。 界面阻界面阻留组分留组分BcBicB组分组分B反反向扩散向扩散组分组分A在在界面溶解界面溶解p主体主体p界面界面混合物由气相主混合物由气相主体向界面移动体向界面移动主体流动：主体流动：混合物由主体向界面的流动。混合物由主体向界面的流动。 五、吸收机理双膜理论五、吸收机理双膜理论47由费克定律和双膜理论得由费克定律和双膜理论

30、得“气膜扩散速率方程气膜扩散速率方程”AGpNDARTZP总压，总压，P=pA+pB, PaGZ气膜厚度，气膜厚度，mD气膜分子扩散系数，气膜分子扩散系数，m2/s()BmPp漂流因子，无因次漂流因子，无因次p溶质溶质A在气相主体分压，在气相主体分压，Paip溶质溶质A在界面处分压，在界面处分压，Pa式中式中 宏观上，气膜中溶质宏观上，气膜中溶质A穿过了穿过了“静止静止”的惰性气体的惰性气体B到相界面溶解进入液相。到相界面溶解进入液相。 ()BmPp()()iGBmppPDARTZp 五、吸收机理双膜理论五、吸收机理双膜理论48BiBBmBiBln()pppppBp惰性气体惰性气体B在气相主体

31、分压，在气相主体分压，PaBip惰性气体惰性气体B在界面处分压，在界面处分压，Pa()BmP p漂流因子漂流因子()()()ln()iiPpPpPpPp 漂流因数大小反映了总体流动对传质速率的影响漂流因数大小反映了总体流动对传质速率的影响程度，其值为总体流动使传质速率较单纯分子扩散增程度，其值为总体流动使传质速率较单纯分子扩散增大的倍数。主要受浓度影响。大的倍数。主要受浓度影响。 五、吸收机理双膜理论五、吸收机理双膜理论492 2、液膜扩散速率方程、液膜扩散速率方程 宏观上液膜中溶质宏观上液膜中溶质A穿过了穿过了“静止静止”的吸收剂的吸收剂S.00()()()iALLLBmLBmCCCCCND

32、 AD AZCZC0C液相物质总浓度，液相物质总浓度，mol/m3LZ液膜厚度，液膜厚度，mLD液膜分子扩散系数，液膜分子扩散系数，m2/s0()BmCC漂流因子，无因次漂流因子，无因次C溶质溶质A在液相主体浓度，在液相主体浓度，mol/m3iC溶质溶质A在界面处浓度，在界面处浓度，mol/m3式中式中 五、吸收机理双膜理论五、吸收机理双膜理论50BiBmBiln()BBCCCCCBC吸收剂吸收剂S在液相主体浓度，在液相主体浓度，mol/m3BiC吸收剂吸收剂S在界面处浓度，在界面处浓度，mol/m30()BmCC漂流因子漂流因子0000()()()ln()AiAAiACCCCCCCC 五、吸

33、收机理双膜理论五、吸收机理双膜理论51 六、吸收速率方程六、吸收速率方程1 1、气膜吸收速率方程、气膜吸收速率方程由气膜扩散速率方程得由气膜扩散速率方程得()()iAGBmppPND ARTZp扩散速率吸收速率扩散速率吸收速率GGBm()DPkRTZp令令气膜吸收分系数气膜吸收分系数,mol/(m2sPa)GkAGi()ANkpp-气膜吸收速率方程气膜吸收速率方程-气膜吸收速率方程气膜吸收速率方程=推动力吸收速率吸收系数 推动力吸收阻力52因为因为iipPypPyAGi()ANkPyPyAGi()ANPkyyGykPk令令Ayi()ANkyy-气膜吸收速率方程气膜吸收速率方程yk气膜吸收分系数

34、，气膜吸收分系数，mol/m2s其中其中 六、吸收速率方程六、吸收速率方程53由液膜扩散速率方程得由液膜扩散速率方程得0LLBm()LCDkZC令令AL()AiNkCC-液膜吸收速率方程液膜吸收速率方程-液膜吸收速率方程液膜吸收速率方程2 2、液膜吸收速率方程、液膜吸收速率方程0()()iALLBmCCCND AZC液膜吸收分系数，液膜吸收分系数，m/sLk因为因为00iiCC xCC x0LxkC k令令Ax()AiNkxx-液膜吸收速率方程液膜吸收速率方程液膜吸收分系数，液膜吸收分系数，mol/(m2s)xk 六、吸收速率方程六、吸收速率方程54稳定吸收传质过程：稳定吸收传质过程：气膜吸收

35、速率液膜吸收速率气膜吸收速率液膜吸收速率 总吸收速率总吸收速率()()iAGBmppPND ARTZpAGi()ANkppAL()AiNkCC0()()iALLsmCCCND AZCAx()AiNkxxAyi()ANkyy问问 题题气液两相相界面如何界定气液两相相界面如何界定? ?界面浓度如何获得界面浓度如何获得? ? 六、吸收速率方程六、吸收速率方程553 3、总吸收速率方程、总吸收速率方程AGi()ANkpp气膜气膜AL()AiNkCC液膜液膜AiGANppkALAiNCCk由双膜理论相界面处两相达到平衡由双膜理论相界面处两相达到平衡*iiCCppHH*AL()AiNH ppk*ALAiN

36、ppkHALAiNCCk整理整理 六、吸收速率方程六、吸收速率方程56AiGANppk气膜气膜*ALAiNppkH液膜液膜两式相加两式相加*11()AGLNppAkk H111GGLKkk H令令*()AGNKppA因为因为pPypPyG(1)(1)YGPKKPKYY*()AYNKYYA 六、吸收速率方程六、吸收速率方程1YyY又57总吸收速率方程总吸收速率方程*()AGNKppA*()AYNKYYA气相吸收总系数气相吸收总系数,mol/(m2sPa)GKYK气相吸收总系数，气相吸收总系数，mol/m2s其中其中111GGLKkk H总阻力气膜阻力总阻力气膜阻力+ +液膜阻力液膜阻力讨讨 论论