浙大化工原理第九章-气体吸收-第四次课
- 格式:ppt
- 大小:1.06 MB
- 文档页数:30
第四部分气体吸收一、填空题1.物理吸收操作属于传质过程。
理吸收操作是一组分通过另一停滞组分的单向扩散。
2.操作中的吸收塔,若使用液气比小于设计时的最小液气比,则其操作结果是达不到要求的吸收分离效果。
3.若吸收剂入塔浓度X2降低,其它操作条件不变,吸收结果将使吸收率增大。
4.若吸收剂入塔浓度X2降低,其它操作条件不变,则出口气体浓度降低。
5.含SO2为10%(体积)的气体混合物与浓度c为0.02 kmol/m3的SO2水溶液在一个大气压下相接触。
操作条件下两相的平衡关系为p*=1.62c (大气压),则SO2将从气相向液相转移。
6.含SO2为10%(体积)的气体混合物与浓度c为0.02 kmol/m3的SO2水溶液在一个大气压下相接触。
操作条件下两相的平衡关系为p*=1.62c (大气压),以气相组成表示的传质总推动力为0.0676 atm 大气压。
7.总传质系数与分传质系数之间的关系为l/K L=l/k L+H/k G,其中l/k L为液膜阻力。
8.总传质系数与分传质系数之间的关系为l/K L=l/k L+H/k G,当气膜阻力H/k G 项可忽略时,表示该吸收过程为液膜控制。
9.亨利定律的表达式之一为p*=Ex,若某气体在水中的亨利系数E值很大,说明该气体为难溶气体。
10.亨利定律的表达式之一为p*=Ex,若某气体在水中的亨利系数E值很小,说明该气体为易溶气体。
11.低浓度气体吸收中,已知平衡关系y*=2x,k x a=0.2 kmol/m3.s,k y a =2 l0-4 kmol/m3.s,则此体系属气膜控制。
12.压力增高,温度降低,将有利于吸收的进行。
13.某操作中的吸收塔,用清水逆流吸收气体混合物中A组分。
若y1下降,L、V、P、T等不变,则回收率减小。
14.某操作中的吸收塔,用清水逆流吸收气体混合物中A组分。
若L增加,其余操作条件不变,则出塔液体浓度降低。
15.吸收因数A 在Y-X 图上的几何意义是 操作线斜率与平衡线斜率之比 。
第一节概述一、什么是吸收?吸收是利用气体混合物中各组分在某种溶剂中溶解度的差异,而将气体混合物中组分加以分离的单元操作。
溶质: 气体混合物中能溶解的组分称为溶质,以A表示;惰性组分: 不溶或微溶组分称为惰性组分或载体,以B表示;溶剂: 吸收过程所用的溶剂称为吸收剂,以S表示;吸收液: 所得的溶液称为吸收液。
二、吸收在石油化工中的应用(1)回收有用组分(2)制取液态产品(3)净化气体(废气治理)三、吸收的工艺流程四、吸收分类按溶质和溶剂之间是否发生明显的化学反应吸收按溶于溶剂的组分数吸收按吸收过程是否发生明显的温度变化吸收五、吸收剂的选择1.溶解度大;2.选择性好;3.挥发度低;4.粘度低;5.无毒、无腐蚀;6.吸收剂应尽可能不易燃、不易发泡、价廉易得、稳定。
第二节吸收过程的相平衡关系一、气体在液体中的溶解度在一定的温度与压力下、使气体混合物与一定量的溶剂接触,气相中的溶质便向液相中的溶质转移,直至液相中溶质达到饱和为止,这时,我们称之为达到了相平衡状态。
达到了相平衡状态时气相中溶质的分压,成平衡分压;液相中溶质的浓度称为平衡浓度(或溶解度)。
大量实验表明,溶解度和气相中溶质的分压有关。
从图上可以看出:分压高,溶解度大温度高,溶解度小吸收操作应在低温高压下进行,脱吸应在高温、低压下进行二、亨利定律1.亨利定律在一定的温度下,当总压不很高(<500kpa)时,稀溶液上方溶质的平衡分压与该溶质在液相中的摩尔分率成正比,其表达式如下式中------溶质在气相中的平衡分压,KN/m2;------溶质在液相中的摩尔分率;E------亨利系数,。
式(9-1)称为亨利(Henry)定律。
亨利系数E值由实验测定,常见物系的E值可由有关手册查出。
当物系一定时,亨利系数随温度而变化。
一般说来,值随温度升高而增大,这说明气体的溶解度随温度升高而减小,易溶气体值小,难溶气体的值大。
2.用溶解度系数表示的亨利定律若将亨利定律表示成溶质在液相中的摩尔浓度与其在气相中的平衡分压之间的关系,则可写成如下形式(9-2)式中C──液相中溶质的摩尔浓度,kmol/m3H──溶解度系数,溶液中溶质的摩尔浓度和摩尔分率及溶液的总摩尔浓度之间的关系为(9-3)把上式代入式(9-2)可得将上式与式(9-1)比较,可得(9-4)溶液的总摩尔浓度可用1m3溶液为基准来计算,即(9-5)式中──溶液的密度(kg/m3)──溶液的摩尔质量。
气体吸收单元自测题一、填空题1、吸收操作的依据是,以达到分离气体混合物的目的。
2、Henry定律的表达式为p e=E·x,若某气体在水中的亨利系数E值很大,说明该气体为气体。
3、由于吸收过程中气相中溶质分压总是溶质的平衡分压,因此吸收操作线总是在平衡线的。
4、在1atm、20℃下某低浓度气体混合物被清水吸收,若气膜传质系数为k G=0.1kmol/(m2.h.atm),液膜传质系数k L=0.25kmol/(m2.h.atm),溶质的溶解度系数H=150kmol/(m3.atm),则该溶质为气体,气相总传质系数K Y= kmol/(m2.h.△Y)。
5、解吸时,溶质由向传递,压力温度将有利于解吸。
6、双膜理论的基本论要点。
对气膜控制体系,传质阻力主要集中在相中,对液膜控制体系,传质阻力主要集中在相中。
7、在吸收过程中,若提高吸剂用量,对气膜控制的物系,体积总传质系数K Y a,对液膜控制的物系,体积总传质系数K Y a。
8、吸收操作中增加吸收剂用量,操作线的斜率,吸收推动力。
9、当吸收剂用量为最小用量时,则所需填料层高度将为。
10、在常压逆流操作的填料塔中,用纯溶剂吸收混合气中的溶质。
已知进塔气相组成Y1为0.02(摩尔比),操作液气比为(L/G)=0.9,气液平衡关系为Y=1.0X,则溶质组分的回收率最大可达。
11、脱吸因数可表示为,吸收因数可表示为。
12、低浓度逆流吸收操作中,当气体进口含量y1下降,其它条件不变时,则气体出口含量y2,液体出口含量x1,被吸收溶质总量,回收率η,平均推动力△y m,N OL。
(增大、减小、不变、不确定)13、低浓度逆流吸收操作中,其它条件不变而入塔液体含x2下降,则N OL,出塔液体x1,出塔气体y2。
(增大、减小、不变、不确定)14、低浓度逆流吸收塔设计中,若气体流量、进出口组成及液体进口组成一定,减小吸收剂用量,传质推动力将,设备费用将。
(增大、减小、不变)二、选择题1、吸收操作的作用是分离( )。
第一章流体流动质点含有大量分子的流体微团,其尺寸远小于设备尺寸,但比起分子自由程却要大得多。
连续性假定假定流体是由大量质点组成的、彼此间没有间隙、完全充满所占空间的连续介质。
拉格朗日法选定一个流体质点,对其跟踪观察,描述其运动参数(如位移、速度等)与时间的关系。
欧拉法在固定空间位置上观察流体质点的运动情况,如空间各点的速度、压强、密度等,即直接描述各有关运动参数在空间各点的分布情况和随时间的变化。
定态流动流场中各点流体的速度u、压强p不随时间而变化。
轨线与流线轨线是同一流体质点在不同时间的位置连线,是拉格朗日法考察的结果。
流线是同一瞬间不同质点在速度方向上的连线,是欧拉法考察的结果。
系统与控制体系统是采用拉格朗日法考察流体的。
控制体是采用欧拉法考察流体的。
理想流体与实际流体的区别理想流体粘度为零,而实际流体粘度不为零。
粘性的物理本质分子间的引力和分子的热运动。
通常液体的粘度随温度增加而减小,因为液体分子间距离较小,以分子间的引力为主。
气体的粘度随温度上升而增大,因为气体分子间距离较大,以分子的热运动为主。
总势能流体的压强能与位能之和。
可压缩流体与不可压缩流体的区别流体的密度是否与压强有关。
有关的称为可压缩流体,无关的称为不可压缩流体。
伯努利方程的物理意义流体流动中的位能、压强能、动能之和保持不变。
平均流速流体的平均流速是以体积流量相同为原则的。
动能校正因子实际动能之平均值与平均速度之动能的比值。
均匀分布同一横截面上流体速度相同。
均匀流段各流线都是平行的直线并与截面垂直,在定态流动条件下该截面上的流体没有加速度,故沿该截面势能分布应服从静力学原理。
层流与湍流的本质区别是否存在流体速度u、压强p的脉动性,即是否存在流体质点的脉动性。
稳定性与定态性稳定性是指系统对外界扰动的反应。
定态性是指有关运动参数随时间的变化情况。
边界层流动流体受固体壁面阻滞而造成速度梯度的区域。
边界层分离现象在逆压强梯度下,因外层流体的动量来不及传给边界层,而形成边界层脱体的现象。
《化工原理》课程学习资料继续教育学院《化工原理》课程复习大纲一、考试要求本课程是在学生学完预修课程: 高等数学、物理学和物理化学等课程学习的基础上开设的一门专业基础课,是一门工程学科的课程。
使学生掌握研究化工生产中各种单元操作的基本原理,过程设备和计算方法。
培养学生具有运用课程有关理论来分析和解决化工生产过程中常见实际问题的能力。
并为后续专业课程的学习打下必要的基础。
教学要求:熟练掌握最基本的单元操作的基本概念和基础理论,对单元过程的典型设备具备基础的判断和选择能力;掌握本大纲所要求的单元操作的常规计算方法,常见过程的计算和典型设备的设计计算或选型;熟悉运用过程的基本原理,根据生产上的具体要求,对各单元操作进行调节;了解化工生产的各单元操作中的故障,能够寻找和分析原因,并提出消除故障和改进过程及设备的途径。
据此,本课程的考试着重基本知识考查和应用能力考查两个方面,包括识记、理解、应用三个层次。
各层次含义如下:识记:指学习后应当记住的内容,包括概念、原则、方法的含义等。
这是最低层次的要求。
理解:指在识记的基础上,全面把握基本概念、基本原则、基本方法,并能表达其基本内容和基本原理,能够分析和说明相关问题的区别与联系。
这是较高层次的要求。
应用:指能够用学习过的知识分析、计算和处理涉及一两个知识点或多个知识点的会计问题,包括简单应用和综合应用。
二、考试方式闭卷笔试,时间120分钟三、考试题型●选择题:20%●填空题:20%●计算题:60%四、考核的内容和要求(基本要求、重点、难点)第一章流体流动基本要求:熟练掌握流体静力学基本方程式,连续性方程式和柏努利方程式及其应用;正确理解流体的流动类型和流动阻力的概念;掌握流体流动阻力的计算,简单管路的设计型计算和输送能力的核算。
了解测速管,文丘里流量计,孔板流量计和转子流量计的工作原理和基本计算。
重点:流体流动过程中的基本原理及流体在管内的流动规律;柏努利方程式的应用;流体在管道内的流动阻力产生的原因和摩擦阻力的计算;简单管路的计算。
《化工原理》课程教学大纲第一部分大纲说明一、课程性质及任务《化工原理》是化学工程专业极为重要的的专业基础课,通过本课程的学习,使学生掌握化工单元操作的基本原理、计算方法、典型设备以及有关的化学工程实用知识。
并能用以分析和解决工程技术中的一般问题。
以便对现行的化学工业生产过程进行管理,使设备能正常运转,进而对现行的生产过程及设备作各种改进以提高其效率,从而使生产获得最大限度的经济效益。
为深入学习本专业后续课程及从事化工专业的实际工作打下基础。
二、与其他课程的关系先修高等数学、无机化学、有机化学、分析化学、物理化学等课程。
后续课程为化工设备机械基础、化工仪表、有机化工、石油炼制等专业课程。
三、教学总体要求基本概念:流体流动、输送机械、沉降、过滤、传热、精馏、吸收、干燥等。
基本知识:化工单元操作的基本原理基本技能:一般单元操作的操作能力、典型设备计算选用能力、因次分析法、实验测定法等重点:流体流动、传热、精馏、吸收等难点:阻力计算、对流传热计算、吸收速率计算等四、课程的教学方法和教学形式建议1、本课程的工程性、实践性较强,环节多,因此,教学形式以讲授为主。
2、为加强和落实动手能力的培养,充分重视实践性教学环节,保证上机操作、实验等不少于36课时,课程设计不少于60课时。
五、教学要求的层次课程的教学要求在每一章教学内容之后给出,大体分为了解、理解和熟练掌握三个层次。
了解一般为扩展知识面,知道即可;理解是能正确表达有关概念、掌握定律、计算、结构和方法;熟练掌握是在理解的基础上加以灵活运用。
第二部分教学内容及要求一、课程教学总学时数课程教学总学时数144学时(不含课程设计60课时),其中实验36学时。
二、教材与教学环节1、参考教材:天津大学《化工原理》、李云倩编《化工原理》2、授课内容以教材为主,教材担负起形成整个课程体系系统性和完整性的任务,是学生学习的主要媒体形式。
因此教材要概念清晰、条理分明、深入浅出、便于自学,并要注意加强导学。