传质过程与设备3.ppt

1、3 吸收速率,吸收过程中吸收速率是指单位时间内、在单位相际传质面积上被吸收的溶质量。 吸收速率可以表示为：,一、物质在单相中的扩散,3.1 吸收过程机理,二、双膜理论,一、物质在单相中的扩散,1分子扩散与费克定律,分子扩散速率：单位时间内通过单位截面积的量,1855年由费克（Fick）在实验的基础上提出,2涡流扩散,由于质点的湍流运动引起,湍流流体中进行涡流扩散的同时，也存在分子扩散， 因此总的扩散通量是两种传质作用的总和：,流动流体与相界面间的传质是湍流主体的涡流扩散与界面附近分子扩散的总的结果。这种传质称为对流传质。,2. 等分子反向扩散,费克定律的应用,在单纯的等分子反向扩散中，物质A的

2、传质速率等于A的扩散通量：,对上式分离变量积分得：,3. 一组分通过另一停滞组分的扩散,费克定律的应用,由于：,（等分子反向扩散）,气体：,积分：,由：,B组分分压的对数平均值,漂流因数（其值1）代表总体流动的影响,4. 液相中的稳定扩散,等分子反向扩散,组分A通过静止组分B的扩散,B组分浓度的对数平均值,液相漂流因数（其值1）,传质理论：,二、双膜理论,要点： (1)相界面两侧流体的对流传质阻力全部集中在界面两侧的两个停滞膜内，膜内传质方式为分子扩散。 (2)相界面上没有传质阻力，即可认为所需的传质推动力为零，或气液两相在相界面处达到平衡。 (3)两相主体中不存在浓度梯度。,1. 双膜理论,

3、一、气膜吸收速率方程,4. 吸收速率方程,二、液膜吸收速率方程,三、总吸收速率方程,四、总传质系数与膜传质系数的关系,吸收速率单位相际传质面积上单位时间内所吸收的溶质的量,一、气膜吸收速率方程（定态吸收）,令：,气膜吸收速率方程,气膜吸收速率方程其它形式：,ky以气相摩尔分数差表示推动力的气膜传质分系数， kmol/(m2s),kY以气相比摩尔分数差表示推动力的气膜传质分系数， kmol/(m2s),稀溶液：,总压不高时， 根据分压定律：,返回,二、液膜吸收速率方程（定态吸收）,令：,kL以浓度差表示推动力的液膜传质分系数， m/s,液膜吸收速率方程,液膜吸收速率方程其它形式：,kx以液相摩尔

4、分数差表示推动力的液膜传质分系数， kmol/(m2s),kX以液相比摩尔分数差表示推动力的液膜传质分系数， kmol/(m2s),稀溶液：,当kL/kG已知时，可求出界面的浓度PA i 、CA i,图：吸收的总推动力与单相推动力,ac总，ad气相，dc液相,界面浓度,(NA)G = (NA) L,kG (PA PA i ) = kL (CA iCA),(PAPA i)/(CA iCA)=kL/kG,流动对传质的贡献,1）气体静止（分子扩散） 若忽略漂流因子，则CAZ约为一直线关系,2）气体作层流流动（分子扩散）,3）气体作湍流流动 界面处的浓度梯度进一步增大,；,传质分系数的无因次关联式,Sherwood准数,Reynolds准数,Schmidt准数,Sh= Sh（Re；Sc）,降膜式吸收器内作湍流流动：,Re2100，Sc=0.63000； Sh=0.023 Re0.80 Sc0.33。kV0.83,返回,三、总吸收速率方程（定态吸收）,-以分压差