吸收过程中的传质速率.pptx

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1、环境工程原理主讲老师：李创举AB隔板第三节吸收过程中的传质速率一、分子扩散与费克定律分子扩散双组份等摩尔相互扩散（又称等摩尔逆向扩散）单方向扩散（又称组分A通过静止组分B的扩散）JBPPA1PB1PA2PB2PJATT由于总压不变，故两组分的扩散速率相等，但方向相反。二、等摩尔逆向扩散现有A、B双组分气体混合物与液体溶剂相接触，组分A溶于液相，而组分B不溶于液相，显然液相中不存在组分B。因此吸收过程是组分A通过“静止组分”B的单方向扩散。在气液界面附近的气相中，有组分A向液相溶解，其浓度降低，分压减小。因此在气相主体与气相界面之间产生分压力梯度。则组分A从气相主体向界面扩散。同时，界面附

2、近的气相总压力比气相主体的总压力稍微低一些，因此，将有A、B混合气体从主体向界面移动，又叫整体移动。三、组分A通过静止组分B的扩散界面单方向扩散气相主体液相0Z整体移动中B的传递NBM整体移动中A的传递NAMB的扩散JBA的扩散JA总压pppB1pA1pB2pA2pApB对于组分B来说,在界面附近不仅不被液相吸收,而且还随整体移动从气相主体向界面附近传递.,因此界面处组分B的浓度增大,在总压力恒定的条件下,则组分B的分压力必增大。则会有组分B从界面向主体扩散。其速率为JB从主体向界面的整体移动所携带的B组分，其传递速率为NBM∵表观上没有组分B的传递，故：JB=-NBM例题精讲：在20℃

3、及101.325kPa下CO2与空气的混合物缓慢沿Na2CO3溶液液面流过，空气不溶于Na2CO3溶液。CO2透过厚1mm的静止空气层扩散到Na2CO3溶液中。气体中CO2的摩尔分数为0.2，在溶液面上，CO2被迅速吸收，故相界面上CO2的浓度极小，可以忽略不计。20℃及101.325kPa时，CO2在空气中的扩散系数D为0.18cm2/s，CO2的扩散速率是多少？解：此题属于单方向扩散，空气在气相主体和界面上分压力的对数平均值为：两相间传质的双膜理论：1、在相界面两侧分别存在着有效层流膜层。在膜层之外的气液两相主体中呈湍流状态。而溶质以分子扩散的方式连续通过这两个膜层。2、在膜层之外的

4、主体内，没有浓度梯度3、在相界面上气液两相互成平衡。界面上没有传质阻力。传质方向液相主体气相主体气膜液膜界面PA(c*)y(x*)Y(X*)cA(PA*)x(y*)X(Y*)PiyiYicixiXi传质推动力界面组成确定YYiI(界面)OXXi平衡线以（Y-Y*)为推动力的总传质速率方程以(X*-X)为推动力的总传质速率方程(操作点)O气膜阻力液膜阻力YYiY*OXXiX*I(界面)平衡线斜率:m传质推动力与阻力二、气膜控制与液膜控制1、当溶质溶解度很大时，也即相平衡常数m很小时，则有m/kX比1/kY小很多。则有：KY≈kY此时，传质阻力集中于气膜中，称为气膜阻力控制，或气膜控制。1液

5、相界面组成Xi≈X气膜推动力（Y-Yi)为气相总推动力（Y-Y*）2相平衡常数很小，因此平衡线斜率很小。3气膜控制时，要提高总传质系数KY，应加大气相湍流程度。热力学第一定律的历史地位：解决了过程中能量相互转化的准则。P1P2图1-3气体膨胀示意图如用相同量的萃取剂，分成多次萃取比一次萃取的效率高得多！相变化过程中的ΔA和ΔG的求法1molH2O(l)T=273.15KP=101.325kPa1molH2O(s)T=273.15KP=101.325kPa恒T、P下ΔG=？因过程中T、P一定，故有：ΔG=ΔH-TΔS，而在题目所给条件中，液态水凝固成冰的过程是可逆相变过程。故液变固的可逆相

6、变化的熵变为：1molH2O(l)T=263.15KP=101.325kPa1molH2O(l)T=273.15KP=101.325kPa1molH2O(s)T=263.15KP=101.325kPa1molH2O(s)T=273.15KP=101.325kPa恒压可逆升温ΔH1ΔS1恒压可逆降温ΔH3ΔS3