化工单元操作技术-第四章-吸收操作技术课件

知识目标理解吸收单元操作基本概念、吸收传质机理、相平衡与吸收的关系；了解吸收剂用量、填料层高度、塔径的计算；了解吸收装置的结构和特点。知识目标理解吸收单元操作基本概念、吸收传质机理、相平衡了解能力目标能正确选择吸收操作的条件，对吸收过程进行正确的调节控制;掌握典型吸收装置的正常开停车和事故处理。能力目标能正确选择吸收操作的条件，对吸收过程进行正确的掌握第四章吸收操作技术第三节吸收计算第一节吸收塔的结构及应用第二节吸收基础知识第四节吸收塔的操作第一节吸收塔的结构及应用第四章吸收操作技术第三节吸收计算第一节吸收塔的使混合气体与选择的某种液体相接触时,利用混合气体中各组分在该液体中溶解度的差异,有选择地使混合气体中一种或几种组分溶于此液体而形成溶液,其它未溶解的组分仍保留在气相中,以达到从混合气体中分离出某些组分的目的。吸收塔混合气体溶液尾气吸收剂吸收的定义使混合气体与选择的某种液体相接触时,利用混合气体中各组分在该3、吸收剂的再生循环使用。吸收塔解吸塔工业吸收过程必须解决的问题：1、选择合适的吸收剂；2、提供合适的气液传质设备；3、吸收剂的再生循环使用。吸收塔解吸塔工业吸收过程必须解决的净化或精制气体制备某种气体的溶液回收混合气体中的有用组分废气治理，保护环境吸收在工业生产中的应用净化或精制气体吸收在工业生产中的应用（1）结构简单，便于安装，小直径的填料塔造价低。（2）压力降较小，适合减压操作，且能耗低。（3）分离效率高，用于难分离的混合物，塔高较低。（4）适于易起泡物系的分离，因为填料对泡沫有限制和破碎作用。（5）适用于腐蚀性介质，因为可采用不同材质的耐腐蚀填料。（6）适用于热敏性物料，因为填料塔持液量低，物料在塔内停留时间短。（7）操作弹性较小，对液体负荷的变化特别敏感。当液体负荷较小时，填料表面不能和好地润湿，传质效果急剧下降；当液体负荷过大时，则易产生液泛。（8）不宜处理易聚合或含有固体颗粒的物料。填料塔的结构与特点（1）结构简单，便于安装，小直径的填料塔造价低。填料塔的结构1.比表面积单位体积填料层所具有的表面积2.空隙率单位体积填料层所具有的空隙体积3.填料因子有液体喷淋条件下实测的/

34.单位堆积体积的填料数目填料尺寸，数目填料特性1.比表面积填料特性实体填料实体填料网状填料网状填料填料塔的附件填料支承装置填料压紧装置填料塔的附件填料支承装置填料压紧装置液体的分布装置液体再分布装置填料塔的附件液体的分布装置液体再分布装置填料塔的附件填料塔的附件除沫装置填料塔的附件除沫装置液膜厚度不仅取决于液体流量，而且与气体流量有关。气量，液膜厚度，填料内的持液量。填料塔的流体力学性能当液体自塔顶向下借重力在填料表面作膜状流动时，膜内平均流速决定于流动的阻力。而此阻力来自于液膜与填料表面，及液膜与上升气流之间的摩擦。填料塔的流体力学性能当液体自塔顶向下借重力在填料表面作膜状流线A:气体通过干填料层时，压力降与空塔气速的关系，为直线气体通过填料层的压力降线B:有液体喷淋，液体量小线C:有液体喷淋，液体量大线A:气体通过干填料层时，压力降与气体通过填料层的压力降线Bu较低（点L以下）:线与A线大致平行。u，

P，液体下流与流速无关u大于uL以后：线斜率增大，上升气流开始阻碍液体顺利下流，Pu大于uF以后：P与u成垂直关系，表明上升气体足以阻止液体下流，于是液体充满填料层空隙，气体只能鼓泡上升，随之液体被气流带出塔顶，发生液泛。气体通过填料层的压力降以线B为例:u较低（点L以下）:线与A线大致平行。u，P，液体下u增大到uF以后，P与u成垂直关系，上升气体阻止液体下流使液体填料层充满填料层空隙，气体只能鼓泡上升，随之液体被气流带出塔顶的现象称液泛，F点称为泛点。载点与泛点载点（L点）:空塔气速u增大到uL以后，上升气流与下降液体间的摩擦力使填料表面持液量增多，气体实际速度与空塔气速的比值显著提高，压力降比以前增加得快的现象称载液，L点称为载点。泛点（F点）:目前一般认为填料塔的正常操作状态只到泛点为止.u增大到uF以后，P与u成垂直关系，上升气体阻止液体下流使求泛点气速;根据工艺规定的允许压降值计算空塔气速，或根据选定的空塔气速计算压降。埃克特通用关联图的应用埃克特通用关联图的应用填料塔液泛与持液量填料塔液泛与持液量填料塔正常操作填料塔正常操作第四章吸收操作技术第三节吸收计算第一节吸收塔的结构及应用第二节吸收基础知识第四节吸收塔的操作第四章吸收操作技术第三节吸收计算第一节吸收塔的按是否有化学反应分:物理吸收、化学吸收按有无明显温度变化分:等温吸收、非等温吸收按组分数分:单组分吸收、多组分吸收按浓度分:低浓度气体吸收、高浓度气体吸收吸收操作的分类本章主要讨论低浓度单组分等温的物理吸收按是否有化学反应分:物理吸收、化学吸收吸收操作的分类本章主E:亨利系数，由实验测定，单位与压强单位一致。亨利定律当总压不高时,在一定温度下,稀溶液上方气体溶质的平衡分压与溶质在液相中的摩尔分率成正比。p*=ExTE溶解度同一溶剂中，难溶气体的E值很大，易溶气体的E值则很小。表达式为:E:亨利系数，由实验测定，单位与压强单位一致。亨利定律当p*=c/Hy*=mx亨利定律的不同表达形式H：溶解度系数，单位kmol/(kN·m)，H=/Emsm:相平衡常数p*=c/Hy*=mx亨利定律的不同表达形式H：溶解度系数，亨利定律的不同表达形式Y*=mX亨利定律的不同表达形式Y*=mXx=0.1y=0.05y*=0.1×0.94=0.094>y解吸x*=0.05/0.94=0.053<x解吸相平衡与吸收的关系1、判断过程进行方向x=0.05y=0.1y*=0.94xy*=0.94×0.05=0.047>y吸收x*=0.1/0.94=0.106>x吸收相平衡与吸收的关系1、判断过程进行方向x=0.05y=02、计算过程推动力吸收塔VY1LX1VY2LX2相平衡与吸收的关系(X,Y)X*-XY-Y*(X`,Y`)XYXYY*X*Y`*X`Y`X`*Y`*-YX`-X`*2、计算过程推动力吸收塔VY1LX1VY2LX23、判断过程进行极限吸收塔VY1LX1VY2LX2相平衡与吸收的关系设塔足够高，则：L减小，X1增大，X1max=X1*=Y1/m;L增大，Y2减小，Y2min=Y2*=mX23、判断过程进行极限吸收塔VY1LX1VY2LX在一相内部有浓度差的条件下，由于分子的无规则热运动而造成的物质传递现象，可由菲克定律描述。DAB:扩散系数,m2/s；dCA/dz:物质A的浓度梯度,kmol/m4;JA:分子扩散通量，kmol/(m2·

s)吸收传质机理（一）传质基本方式1、分子扩散菲克定律：在一相内部有浓度差的条件下，由于分子的无规则热运动而凭藉流体质点的湍动和旋涡来传递物质的现象。发生在流动着的流体与相界面之间的传质过程。传质基本方式2、涡流扩散3、对流传质在滞流内层主要是分子扩散；在过渡层既有分子扩散，也有对流扩散；在湍流主体中主要是对流扩散。凭藉流体质点的湍动和旋涡来传递物质的现象。发生在流动着的流体1.气液两流体相接触处为相界面，其两侧附近各有一层稳定的气膜和液膜，可以认为它们是由气液两流体的滞流层组成，即虚拟的层流膜层，吸收质以分子扩散方式通过这两个膜层。2.全部浓度变化集中在这两个膜层内。3.在相界面处，气液浓度达成平衡，即界面上没有阻力。吸收传质机理（二）双膜理论通过以上假设，就把整个吸收过程简化为吸收质经过双膜层的过程，吸收阻力就是双膜的阻力。故该理论又称为双膜阻力理论。1.气液两流体相接触处为相界面，其两侧附近各有一层稳定的气膜kG:气膜吸收系数，单位kmol/kN·s。与扩散系数、操作压力、温度、气膜厚度以及惰性组分的分压有关。1/kG:与推动力p-pi相对应的气膜阻力吸收速率方程1、气膜吸收速率方程NA=kg（p-pi）kG:气膜吸收系数，单位kmol/kN·s。吸收速率方程1ky:气膜吸收系数，单位kmol/(m2·

s)；1/ky:与推动力y-yi相对应的气膜阻力。NA=ky（y-yi）气膜吸收速率方程ky:气膜吸收系数，单位kmol/(m2·s)；NA=kkL:液膜吸收系数，单位m/s；1/kL:与推动力（ci-c）相对应的液膜阻力。kx:液膜吸收系数，单位kmol/(m2·

s)；1/kL:与推动力（xi-x）相对应的液膜阻力。吸收速率方程2、液膜吸收速率方程NA=kL（ci-c）NA=kx（xi-x）kL:液膜吸收系数，单位m/s；kx:液膜吸收系数，单位km3、总吸收速率方程（1）以（p-p*）表示总推动力的吸收速率方程KG:气相吸收总系数,单位kmol/（m2·s·kPa）吸收速率方程3、总吸收速率方程（1）以（p-p*）表示总推动力的吸收速（2）以(c*-c)表示总推动力的总吸收速率方程KL:液相吸收总系数，单位m/s，KG=H·KL同理可有：总吸收速率方程（2）以(c*-c)表示总推动力的总吸收速率方程KL:液对于易溶气体，吸收阻力主要集中在气膜中，这种吸收称为气膜控制。对于难溶气体，吸收阻力主要集中在液膜，这种吸收称为液膜控制。传质阻力的控制例如:用水吸收氨，氯化氢气体例如:用水吸收氧气，二氧化碳等对于易溶气体，吸收阻力主要集中在气膜中，这种吸收称为气膜控溶解度:溶解度越大，吸收速率越大，吸收剂用量越越少。选择性：吸收剂要对溶质组分有良好的吸收能力，对其它组分基本上不吸收或吸收甚微，否则不能实现有效的分离。挥发度：挥发度越大，则溶剂损失量越大，分离后气体中含溶剂量也越大。粘度：粘度越小，流动性越好，吸收速率越大，泵的功耗越小，且传质阻力减小。其它：要求无毒、无腐蚀性、不易燃、不发泡、冰点底、价廉易得、具有化学稳定性。

吸收剂的选择对吸收剂的要求：溶解度:溶解度越大，吸收速率越大，吸收剂用量越越少。吸收第四章吸收操作技术第三节吸收计算第一节吸收塔的结构及应用第二节吸收基础知识第四节吸收塔的操作第四章吸收操作技术第三节吸收计算第一节吸收塔的（1）吸收剂用量的计算（2）塔底排除液浓度的计算（3）填料层高度的计算（4）塔径的计算吸收塔的设计计算主要计算任务:（1）吸收剂用量的计算吸收塔的设计计算主要计算任务:VY1+LX2=VY2+LX12、吸收操作线吸收塔VY1LX1VY2LX2吸收塔的物料衡算与操作线方程1、物料衡算V(Y1-Y2)=L(X1-X2)Y2=Y1(1-A)或VY1+LX2=VY2+LX12、吸收操作线吸收塔VY1L1、吸收剂用量的影响吸收剂用量的确定2、最小液气比和液气比1、吸收剂用量的影响吸收剂用量的确定2、最小液气比和液气比VS---操作条件下混合气体的体积流量m3/s，由生产条件决定u----空塔气速,即按空塔截面积计算的混合气体的线速度，塔底气量最大，一般以塔底气量计算，在设计时规定吸收塔塔径的计算VS---操作条件下混合气体的体积流量m3/s，由生产条件决适宜空塔气速与泛点气速之比。吸收塔塔径的计算泛点率:u适宜=（50~80）u泛点一般填料塔的操作气速大致在0.2~1.0m/s。此法算出的塔径还需调整，且要验算塔内液体的喷淋密度是否大于最小喷淋密度.喷淋密度Umin=（LW）min适宜空塔气速与泛点气速之比。吸收塔塔径的计算泛点率:u适宜=（LW）min可由经验公式计算，也可采用一些经验值。指塔的横截面上，单位长度的填料周边上，液体的体积流量润湿率LW:LW=U/吸收塔塔径的计算为保证填料均匀润湿，避免壁流现象，需要对塔径与填料直径之比作校和。（LW）min可由经验公式计算，也可采用一些经验值。指塔的横吸收塔VY1LX1VY2LX2填料层高度的计算1、基本计算式吸收塔VY1LX1VY2LX2填料层高度的计算1将两式从塔顶至塔底积分，得：填料层高度的计算将两式从塔顶至塔底积分，得：填料层高度的计算气相总传质单元数，无单位。与气相进出口浓度及平衡关系有关。反映吸收过程进行的难易程度，与吸收塔的结构以及气液流动状况无关。气相总传质单元高度，单位m；与操作条件、设备形式有关。反映吸收设备效能高低。传质单元高度与传质单元数气相总传质单元数，无单位。与气相进出口浓度及平衡关系有关。反适用范围：平衡关系为Y*=mX，符合亨利定律称为“脱吸因数”。传质单元数的计算（1）解析法将相平衡关系、操作线方程代入传质单元数式，积分得到：适用范围：平衡关系为Y*=mX，符合亨利定律称为“脱吸因数”反映吸收率的高低对传质单元数的影响。S反映吸收推动力的大小。传质单元数的计算反映吸收率的高低对传质单元数的影响。S适用范围：平衡线为直线,或在吸收操作范围内近似为直线.传质单元数的计算（2）对数平均推动力法适用范围：平衡线为直线,或在吸收操作范围内近似为直线.传质单（1）陶瓷填料（2）金属填料（3）塑料填料填料塔的设计原则（一）填料的选择1．填料种类的选择2．填料规格的选择3．填料材质的选择（1）填料的传质效率（2）填料的通量（3）填料层的压降（4）填料的使用性能即填料的抗污垢、堵塞性能及是否方便拆装与检修。（1）陶瓷填料填料塔的设计原则（一）填料的选择1．填料种类的填料塔的设计原则（二）填料塔的工艺尺寸计算原则（三）填料层压降的计算1．塔径计算2．填料层高度计算根据填料填充类型采用计算方法不同。散装填料压降可从有关填料手册中的实测数据查取，也可由埃克特通用关联图来计算。整装填料可通过关联公式计算，也可查填料手册填料塔的设计原则（二）填料塔的工艺尺寸计算原则（三）填料层压填料塔的设计原则包括塔体设计及塔内件设计两部分。参考有关专业书籍。（四）填料塔结构设计填料塔可广泛地应用于吸收、萃取、精馏等单元操作过程中，各种单元操作中填料塔的设计方法有所不同，上述设计过程只是一般原则.填料塔的设计原则（四）填料塔结构设计填料塔可广泛地应用于吸收第四章吸收操作技术第三节吸收计算第一节吸收塔的结构及应用第二节吸收基础知识第四节吸收塔的操作第四章吸收操作技术第三节吸收计算第一节吸收塔的吸收温度对塔的吸收率影响很大。吸收剂的温度降低，气体的溶解度增大，溶解度系数增大。工艺操作指标的调节1．温度2．压力提高操作压力，可以提高混合气体中溶质组分的分压，增大吸收的推动力，有利于气体吸收。但压力过高，操作难度和生产费用会增大，因此，吸收一般在常压下操作。吸收温度对塔的吸收率影响很大。工艺操作指标的调节1．温度2．稳定操作中，气速不大时，液体作层流流动，流体阻力小，吸收速率低；当气速增大流体为湍流流动时，气膜变薄，气膜阻力减小，吸收速率增大；当气速增大到液泛速度时，液体不能顺畅向下流动，造成雾沫夹带，甚至造成液泛现象。工艺操作指标的调节3．气体流量工艺操作指标的调节3．气体流量改变吸收剂用量是吸收过程最常用的方法。当气体流量一定时，增大吸收剂流量，吸收速率增大，溶质吸收量增加，气体的出口浓度减小，回收率增大。工艺操作指标的调节4．吸收剂用量

想一想:液气比的影响改变吸收剂用量是吸收过程最常用的方法。当气体流量一定时，增大吸收剂入塔浓度升高，使塔内的吸收推动力减小，气体出口浓度Y2升高。吸收剂的再循环会使吸收剂入塔浓度提高，对吸收过程不利。但有时采用吸收剂再循环可能有利，某些有显著热效应的吸收过程，吸收剂经塔外冷却后再循环可降低吸收剂的温度，相平衡常数减小，全塔吸收推动力有所提高，吸收效果好。工艺操作指标的调节5．吸收剂入塔浓度X2吸收剂入塔浓度升高，使塔内的吸收推动力减小，气体出口浓度Y2吸收塔开车时应先进吸收剂，待其流量稳定后，再将混合气体送入塔中；开停车操作停车时应先停混合气体，再停吸收剂，长期不操作时应将塔内液体卸空。操作过程中注意维持塔内的温度、压力、气液流量稳定，维持塔釜恒定的液封高度。吸收塔开车时应先进吸收剂，待其流量稳定后，再将混合气体送入塔知识目标理解吸收单元操作基本概念、吸收传质机理、相平衡与吸收的关系；了解吸收剂用量、填料层高度、塔径的计算；了解吸收装置的结构和特点。知识目标理解吸收单元操作基本概念、吸收传质机理、相平衡了解能力目标能正确选择吸收操作的条件，对吸收过程进行正确的调节控制;掌握典型吸收装置的正常开停车和事故处理。能力目标能正确选择吸收操作的条件，对吸收过程进行正确的掌握第四章吸收操作技术第三节吸收计算第一节吸收塔的结构及应用第二节吸收基础知识第四节吸收塔的操作第一节吸收塔的结构及应用第四章吸收操作技术第三节吸收计算第一节吸收塔的使混合气体与选择的某种液体相接触时,利用混合气体中各组分在该液体中溶解度的差异,有选择地使混合气体中一种或几种组分溶于此液体而形成溶液,其它未溶解的组分仍保留在气相中,以达到从混合气体中分离出某些组分的目的。吸收塔混合气体溶液尾气吸收剂吸收的定义使混合气体与选择的某种液体相接触时,利用混合气体中各组分在该3、吸收剂的再生循环使用。吸收塔解吸塔工业吸收过程必须解决的问题：1、选择合适的吸收剂；2、提供合适的气液传质设备；3、吸收剂的再生循环使用。吸收塔解吸塔工业吸收过程必须解决的净化或精制气体制备某种气体的溶液回收混合气体中的有用组分废气治理，保护环境吸收在工业生产中的应用净化或精制气体吸收在工业生产中的应用（1）结构简单，便于安装，小直径的填料塔造价低。（2）压力降较小，适合减压操作，且能耗低。（3）分离效率高，用于难分离的混合物，塔高较低。（4）适于易起泡物系的分离，因为填料对泡沫有限制和破碎作用。（5）适用于腐蚀性介质，因为可采用不同材质的耐腐蚀填料。（6）适用于热敏性物料，因为填料塔持液量低，物料在塔内停留时间短。（7）操作弹性较小，对液体负荷的变化特别敏感。当液体负荷较小时，填料表面不能和好地润湿，传质效果急剧下降；当液体负荷过大时，则易产生液泛。（8）不宜处理易聚合或含有固体颗粒的物料。填料塔的结构与特点（1）结构简单，便于安装，小直径的填料塔造价低。填料塔的结构1.比表面积单位体积填料层所具有的表面积2.空隙率单位体积填料层所具有的空隙体积3.填料因子有液体喷淋条件下实测的/

34.单位堆积体积的填料数目填料尺寸，数目填料特性1.比表面积填料特性实体填料实体填料网状填料网状填料填料塔的附件填料支承装置填料压紧装置填料塔的附件填料支承装置填料压紧装置液体的分布装置液体再分布装置填料塔的附件液体的分布装置液体再分布装置填料塔的附件填料塔的附件除沫装置填料塔的附件除沫装置液膜厚度不仅取决于液体流量，而且与气体流量有关。气量，液膜厚度，填料内的持液量。填料塔的流体力学性能当液体自塔顶向下借重力在填料表面作膜状流动时，膜内平均流速决定于流动的阻力。而此阻力来自于液膜与填料表面，及液膜与上升气流之间的摩擦。填料塔的流体力学性能当液体自塔顶向下借重力在填料表面作膜状流线A:气体通过干填料层时，压力降与空塔气速的关系，为直线气体通过填料层的压力降线B:有液体喷淋，液体量小线C:有液体喷淋，液体量大线A:气体通过干填料层时，压力降与气体通过填料层的压力降线Bu较低（点L以下）:线与A线大致平行。u，

P，液体下流与流速无关u大于uL以后：线斜率增大，上升气流开始阻碍液体顺利下流，Pu大于uF以后：P与u成垂直关系，表明上升气体足以阻止液体下流，于是液体充满填料层空隙，气体只能鼓泡上升，随之液体被气流带出塔顶，发生液泛。气体通过填料层的压力降以线B为例:u较低（点L以下）:线与A线大致平行。u，P，液体下u增大到uF以后，P与u成垂直关系，上升气体阻止液体下流使液体填料层充满填料层空隙，气体只能鼓泡上升，随之液体被气流带出塔顶的现象称液泛，F点称为泛点。载点与泛点载点（L点）:空塔气速u增大到uL以后，上升气流与下降液体间的摩擦力使填料表面持液量增多，气体实际速度与空塔气速的比值显著提高，压力降比以前增加得快的现象称载液，L点称为载点。泛点（F点）:目前一般认为填料塔的正常操作状态只到泛点为止.u增大到uF以后，P与u成垂直关系，上升气体阻止液体下流使求泛点气速;根据工艺规定的允许压降值计算空塔气速，或根据选定的空塔气速计算压降。埃克特通用关联图的应用埃克特通用关联图的应用填料塔液泛与持液量填料塔液泛与持液量填料塔正常操作填料塔正常操作第四章吸收操作技术第三节吸收计算第一节吸收塔的结构及应用第二节吸收基础知识第四节吸收塔的操作第四章吸收操作技术第三节吸收计算第一节吸收塔的按是否有化学反应分:物理吸收、化学吸收按有无明显温度变化分:等温吸收、非等温吸收按组分数分:单组分吸收、多组分吸收按浓度分:低浓度气体吸收、高浓度气体吸收吸收操作的分类本章主要讨论低浓度单组分等温的物理吸收按是否有化学反应分:物理吸收、化学吸收吸收操作的分类本章主E:亨利系数，由实验测定，单位与压强单位一致。亨利定律当总压不高时,在一定温度下,稀溶液上方气体溶质的平衡分压与溶质在液相中的摩尔分率成正比。p*=ExTE溶解度同一溶剂中，难溶气体的E值很大，易溶气体的E值则很小。表达式为:E:亨利系数，由实验测定，单位与压强单位一致。亨利定律当p*=c/Hy*=mx亨利定律的不同表达形式H：溶解度系数，单位kmol/(kN·m)，H=/Emsm:相平衡常数p*=c/Hy*=mx亨利定律的不同表达形式H：溶解度系数，亨利定律的不同表达形式Y*=mX亨利定律的不同表达形式Y*=mXx=0.1y=0.05y*=0.1×0.94=0.094>y解吸x*=0.05/0.94=0.053<x解吸相平衡与吸收的关系1、判断过程进行方向x=0.05y=0.1y*=0.94xy*=0.94×0.05=0.047>y吸收x*=0.1/0.94=0.106>x吸收相平衡与吸收的关系1、判断过程进行方向x=0.05y=02、计算过程推动力吸收塔VY1LX1VY2LX2相平衡与吸收的关系(X,Y)X*-XY-Y*(X`,Y`)XYXYY*X*Y`*X`Y`X`*Y`*-YX`-X`*2、计算过程推动力吸收塔VY1LX1VY2LX23、判断过程进行极限吸收塔VY1LX1VY2LX2相平衡与吸收的关系设塔足够高，则：L减小，X1增大，X1max=X1*=Y1/m;L增大，Y2减小，Y2min=Y2*=mX23、判断过程进行极限吸收塔VY1LX1VY2LX在一相内部有浓度差的条件下，由于分子的无规则热运动而造成的物质传递现象，可由菲克定律描述。DAB:扩散系数,m2/s；dCA/dz:物质A的浓度梯度,kmol/m4;JA:分子扩散通量，kmol/(m2·

s)吸收传质机理（一）传质基本方式1、分子扩散菲克定律：在一相内部有浓度差的条件下，由于分子的无规则热运动而凭藉流体质点的湍动和旋涡来传递物质的现象。发生在流动着的流体与相界面之间的传质过程。传质基本方式2、涡流扩散3、对流传质在滞流内层主要是分子扩散；在过渡层既有分子扩散，也有对流扩散；在湍流主体中主要是对流扩散。凭藉流体质点的湍动和旋涡来传递物质的现象。发生在流动着的流体1.气液两流体相接触处为相界面，其两侧附近各有一层稳定的气膜和液膜，可以认为它们是由气液两流体的滞流层组成，即虚拟的层流膜层，吸收质以分子扩散方式通过这两个膜层。2.全部浓度变化集中在这两个膜层内。3.在相界面处，气液浓度达成平衡，即界面上没有阻力。吸收传质机理（二）双膜理论通过以上假设，就把整个吸收过程简化为吸收质经过双膜层的过程，吸收阻力就是双膜的阻力。故该理论又称为双膜阻力理论。1.气液两流体相接触处为相界面，其两侧附近各有一层稳定的气膜kG:气膜吸收系数，单位kmol/kN·s。与扩散系数、操作压力、温度、气膜厚度以及惰性组分的分压有关。1/kG:与推动力p-pi相对应的气膜阻力吸收速率方程1、气膜吸收速率方程NA=kg（p-pi）kG:气膜吸收系数，单位kmol/kN·s。吸收速率方程1ky:气膜吸收系数，单位kmol/(m2·

s)；1/ky:与推动力y-yi相对应的气膜阻力。NA=ky（y-yi）气膜吸收速率方程ky:气膜吸收系数，单位kmol/(m2·s)；NA=kkL:液膜吸收系数，单位m/s；1/kL:与推动力（ci-c）相对应的液膜阻力。kx:液膜吸收系数，单位kmol/(m2·

s)；1/kL:与推动力（xi-x）相对应的液膜阻力。吸收速率方程2、液膜吸收速率方程NA=kL（ci-c）NA=kx（xi-x）kL:液膜吸收系数，单位m/s；kx:液膜吸收系数，单位km3、总吸收速率方程（1）以（p-p*）表示总推动力的吸收速率方程KG:气相吸收总系数,单位kmol/（m2·s·kPa）吸收速率方程3、总吸收速率方程（1）以（p-p*）表示总推动力的吸收速（2）以(c*-c)表示总推动力的总吸收速率方程KL:液相吸收总系数，单位m/s，KG=H·KL同理可有：总吸收速率方程（2）以(c*-c)表示总推动力的总吸收速率方程KL:液对于易溶气体，吸收阻力主要集中在气膜中，这种吸收称为气膜控制。对于难溶气体，吸收阻力主要集中在液膜，这种吸收称为液膜控制。传质阻力的控制例如:用水吸收氨，氯化氢气体例如:用水吸收氧气，二氧化碳等对于易溶气体，吸收阻力主要集中在气膜中，这种吸收称为气膜控溶解度:溶解度越大，吸收速率越大，吸收剂用量越越少。选择性：吸收剂要对溶质组分有良好的吸收能力，对其它组分基本上不吸收或吸收甚微，否则不能实现有效的分离。挥发度：挥发度越大，则溶剂损失量越大，分离后气体中含溶剂量也越大。粘度：粘度越小，流动性越好，吸收速率越大，泵的功耗越小，且传质阻力减小。其它：要求无毒、无腐蚀性、不易燃、不发泡、冰点底、价廉易得、具有化学稳定性。

吸收剂的选择对吸收剂的要求：溶解度:溶解度越大，吸收速率越大，吸收剂用量越越少。吸收第四章吸收操作技术第三节吸收计算第一节吸收塔的结构及应用第二节吸收基础知识第四节吸收塔的操作第四章吸收操作技术第三节吸收计算第一节吸收塔的（1）吸收剂用量的计算（2）塔底排除液浓度的计算（3）填料层高度的计算（4）塔径的计算吸收塔的设计计算主要计算任务:（1）吸收剂用量的计算吸收塔的设计计算主要计算任务:VY1+LX2=VY2+LX12、吸收操作线吸收塔VY1LX1VY2LX2吸收塔的物料衡算与操作线方程1、物料衡算V(Y1-Y2)=L(X1-X2)Y2=Y1(1-A)或VY1+LX2=VY2+LX12、吸收操作线吸收塔VY1L1、吸收剂用量的影响吸收剂用量的确定2、最小液气比和液气比1、吸收剂用量的影响吸收剂用量的确定2、最小液气比和液气比VS---操作条件下混合气体的体积流量m3/s，由生产条件决定u----空塔气速,即按空塔截面积计算的混合气体的线速度，塔底气量最大，一般以塔底气量计算，在设计时规定吸收塔塔径的计算VS---操作条件下混合气体的体积流量m3/s，由生产条件决适宜空塔气速与泛点气速之比。吸收塔塔径的计算泛点率:u适宜=（50~80）u泛点一般填料塔的操作气速大致在0.2~1.0m/s。此法算出的塔径还需调整，且要验算塔内液体的喷淋密度是否大于最小喷淋密度.喷淋密度Umin=（LW）min适宜空塔气速与泛点气速之比。吸收塔塔径的计算泛点率:u适宜=（LW）min可由经验公式计算，也可采用一些经验值。指塔的横截面上，单位长度的填料周边上，液体的体积流量润湿率LW:LW=U/吸收塔塔径的计算为保证填料均匀润湿，避免壁流现象，需要对塔径与填料直径之比作校和。（LW）min可由经验公式计算，也可采用一些经验值。指塔的横吸收塔VY1LX1VY2LX2填料层高度的计算1、基本计算式吸收塔VY1LX1VY2LX2填料层高度的计算1将两式从塔顶至塔底积分，得：填料层高度的计算将两式从塔顶至塔底积分，得：填料层高度的计算气相总传质单元数，无单位。与气相进出口浓度及平衡关系有关。反映吸收过程进行的难易程度，与吸收塔的结构以及气液流动状况无关。气相总传质单元高度，单位m；与操作条件、设备形式有关。反映吸收设备效能高低。传质单元高度与传质单元数气相总传质单元数，无单位。与气相进出口浓度及平衡关系有关。反适用范围：平衡关系为Y*=mX，符合亨利定律称为“脱吸因数”。传质单元数的计算（1）解析法将相平衡关系、操作线方程代入传质单元数式，积分得到：适用范围：平衡关系为Y*=mX，符合亨