化工原理下2-3 吸收速率方程式

化工原理下册《第二版》天津大学出版社,,这是我们学习化工原理时,部分参考资料,有兴趣的可以看一下!!

吸收过程用液体吸收剂吸收气体中某一组分，是该组分 从气相转移到液相的传质过程。它包括三个过程 骤： 1)该组分从气相主体传递到气、液两相的界面； 2)在相界面上溶解而进入液相； 3)再从液相一侧界面向液相主体传递；

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2.2.6 吸收过程机理一 、双膜理论 1.气液两相间存在稳定的相界面，界面两侧 各有一层有效膜，溶质以分子扩散的传质方式 由气相主体进入液相主体。 2.在相界面处，气液两相达到平衡。 3.在气液两相主体中，溶质浓度均匀。 二、溶质渗透理论 三、表面更新理论

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2.2.7 吸收速率方程一、膜吸收速率方程式1.气膜分吸收速率方程令 则 仿效上式， 得

D P kG RTzG pBm

气膜分传质(吸收)系数， kmol/(m2 s kPa)。

N A kG ( p A p A i )

N A k y ( y A y Ai )

N A kY (YA YAi )

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N A kG ( pA pAi )

NA k y yA yAi yA yAi NA 1/ ky

1/ kG1/ k y

pA pAi NA 1/ kG

气膜阻力

由道尔顿分压定律

pA pyA

pAi pyAi

N A kG ( pA pAi ) kG ( pyA pyAi ) kG p ( yA yAi )比较得4

k y pkG

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1.液膜分吸收速率方程 令

D' C kL z L CSm

液膜分传质(吸收)系数， kmol/(m2 s kmol/m3)。

则 仿效上式， 得

N A k L (C Ai C A )

N A k x ( x Ai x A )

N A k X ( X Ai X A )

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cAi cA NA 1/ kL 1/ kL

N A kL (cAi cA )

NA kx xAi xA

xAi xA NA 1/ k x

1/ k x由

液膜阻力

cA cxA

cAi cxAi

N A kL (cAi cA ) kL (cxAi cxA ) kL c( xAi xA )比较得6

k x ckL

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3.界面组成的确定稳态下，气、液两膜中的传质速率相等，即

NA kG pA pAi kL cAi cA

kL pA pAi (c A cAi ) kG通过定点A (c,p) 斜率——kL / kG 直线

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kL pA pAi (c A cAi ) kG

界面组成的确定8

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二、总吸收速率方程式1. 以(p- p*)表示总推动力的吸收速率方程式 (KG与kG、kL关系) 设吸收系统服从亨利定律或平衡关系在过程 所涉及的浓度范围内为直线，则

cA p H* A

根据双膜模型，相界面上两相互成平衡

pAi9

cAi H

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二、总吸收速率方程式由此得 整理得 由

N A kL cAi cA kL H pAi pNA * pAi pA kL HN A kG ( pA pAi )

* A

NA ( pA pAi ) kG

1 1 * 相加得 N A pA pA HkL kG 10

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二、总吸收速率方程式令

1 1 1 KG HkL kG总阻力 液膜阻力* A

气膜阻力

则

N A K G pA p

气相总吸收 速率方程式

s· 式中：KG ——气相总吸收系数，kmol/(m2· kPa)。

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二、总吸收速率方程式对于易溶气体，H值很大1 1 1 KG HkL kG

1 1 = HkL kG

1 1 K G kG

液膜阻力

=

气膜

阻力 气膜 控制

气膜阻力控 制整个吸收 过程的速率 示例：水吸收氨12

气膜控制示意图* pA pA pA pAi

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二、总吸收速率方程式2. 以(c*- c)表示总推动力的吸收速率方程式 (KL与kG、kL关系) 设吸收系统服从亨利定律或平衡关系在过程 所涉及的浓度范围内为直线，则* cA pA H 根据双膜模型，相界面上两相互成平衡，则

cAi pAi H13

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二、总吸收速率方程式由此得 整理得 由* N A kG pA pAi kG / H cA cAi

NA H * cA cAi kG

N A k L (cAi cA )

NA (cAi cA ) kL

1 H * 相加得 N A cA cA k L kG 14

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二、总吸收速率方程式令

1 KL总阻力

H 1 kG kL气膜阻力 液膜阻力

则

* N A K L cA cA

液相总吸收 速率方程式

式中：KL——液相总吸收系数，m/s。

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二、总吸收速率方程式1 1 1 KG HkL kG

1 KL

H 1 kG kL

对于难溶气体，H值很小

H 1 kG kL气膜阻力

1 1 K L kL液膜阻力液膜 控制液膜控制示意图* cA cA cAi cA

液膜阻力控 制整个吸收 过程的速率

示例：水吸收氧16

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二、总吸收速率方程式3. 以(y –y*)表示总推动力的吸收速率方程式同理，可导出

N A K y yA y

* A

气相总吸收 速率方程式

K y KG p式中：Ky——气相总吸收系数，kmol/(m2· 。 s)

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二、总吸收速率方程式4. 以(x*- x)表示总推动力的吸收速率方程式 同理，可导出

N A K x x xA * A

液相总吸收 速率方程式

K x KLc式中：Kx ——液相总吸收系数，kmol/(m2· 。 s)

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二、总吸收速率方程式5. 以(Y- Y* )表示总推动力的吸收速率方程式同理，可导出

N A KY YA Y对于低浓度吸收

* A

气相总吸收 速率方程式

KY K y K G p式中：KY ——气相总吸收系数，kmol/(m2· 。 s)19

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二、总吸收速率方程式6. 以( X*- X)表示总推动力的吸收速率方程式同理，可导出

NA K X X X A * A

液相总吸收 速率方程式

对于低浓度吸收

K X K x KLcs) 式中：KX ——液相总吸收系数，kmol/(m2· 。20

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三、吸收速率方程式小结

以气相总吸收系数表示 以液相总吸收系数表示

N A KG ( pA pA )

*

N A K L (c A c A )*

N A K y ( yA yA )*

K G , K y , KY

N A K x ( xA xA )*

KL , Kx , K X

N A KY (YA YA )*

NA KX (X A X A)*

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/yvm1.html