第十八讲传质理论与传质系数
- 格式:pdf
- 大小:353.44 KB
- 文档页数:21
第三章 传质引言:1。
传质。
传质(Mass Transfer )又称“物质传递”。
传质属于扩散,它与扩散的区别在于:传质多对应于多相反应中的扩散,如液-气反应、气-固反应、固-液反应、固-固反应、不互溶的液-液反应等。
2.传质系数。
对如图**********的情况,2O 扩散到Fe 中,设2O 在Fe 表面的浓度为2C ,离开Fe 表面距离大于d 处浓度不变且为1C (1C >2C )。
则扩散通量d C C D x C DJ 12-≈=∂∂-=。
定义“传质系数”dDk =,则 k C C J )(21-= 式3-1传质系数的单位是sec /cm 。
扩散通量可以用高浓度与低浓度之差乘以传质系数来计算,而这浓度差就是传质的驱动力。
3.浓度边界层。
发生传质的物质在反应表面的浓度和离开表面很远处的浓度是不同的。
设物质A 在表面与B 反应,则浓度随离开表面的距离增大而降低,表面处的A 浓度As C 应低于无穷远处的A 浓度∞A C 。
实际上,离开表面一定距离后,A 的浓度就接近不变了。
如图*************,在x C A ~图上的(As C ,0)点处做曲线的切线,与∞=A A C C 的反向延长线交与一点,则此点到纵轴的距离δ为“浓度边界层”厚度,它表示:当离开表面的距离超过δ后,我们就认为浓度不再随距离增大而降低了。
或者说,浓度随距离的降低只发生在δ厚度内。
这个δ和我们在介绍“传质系数”时用到的d 是一个概念,这样可以简化问题。
当然,“浓度边界层”厚度不是固定的,它还随反应液体或气体的流速、密度、粘度和温度而变化,这也很好理解:我们把一块方糖放入水中,在糖的每一个于水接触的表面,就有上述的“浓度边界层”。
当我们搅拌水时,相当于加快了水的流动速度,则δ因此下降,k 增加,由式3-1可知传质通量增大,传质速度加快。
4.控速环节。
假设气态的A 扩散到固态的C 表面,与C 反应生成气态的B 。
这一反应实际上由三个步骤组成:1)A 扩散到C 表面;2)A 反应生成B ;3)B 离开C 表面扩散到气相中。
第三章 传质引言:1。
传质。
传质(Mass Transfer )又称“物质传递”。
传质属于扩散,它与扩散的区别在于:传质多对应于多相反应中的扩散,如液-气反应、气-固反应、固-液反应、固-固反应、不互溶的液-液反应等。
2.传质系数。
对如图**********的情况,2O 扩散到Fe 中,设2O 在Fe 表面的浓度为2C ,离开Fe 表面距离大于d 处浓度不变且为1C (1C >2C )。
则扩散通量d C C D x C DJ 12-≈=∂∂-=。
定义“传质系数”dDk =,则 k C C J )(21-= 式3-1传质系数的单位是sec /cm 。
扩散通量可以用高浓度与低浓度之差乘以传质系数来计算,而这浓度差就是传质的驱动力。
3.浓度边界层。
发生传质的物质在反应表面的浓度和离开表面很远处的浓度是不同的。
设物质A 在表面与B 反应,则浓度随离开表面的距离增大而降低,表面处的A 浓度As C 应低于无穷远处的A 浓度∞A C 。
实际上,离开表面一定距离后,A 的浓度就接近不变了。
如图*************,在x C A ~图上的(As C ,0)点处做曲线的切线,与∞=A A C C 的反向延长线交与一点,则此点到纵轴的距离δ为“浓度边界层”厚度,它表示:当离开表面的距离超过δ后,我们就认为浓度不再随距离增大而降低了。
或者说,浓度随距离的降低只发生在δ厚度内。
这个δ和我们在介绍“传质系数”时用到的d 是一个概念,这样可以简化问题。
当然,“浓度边界层”厚度不是固定的,它还随反应液体或气体的流速、密度、粘度和温度而变化,这也很好理解:我们把一块方糖放入水中,在糖的每一个于水接触的表面,就有上述的“浓度边界层”。
当我们搅拌水时,相当于加快了水的流动速度,则δ因此下降,k 增加,由式3-1可知传质通量增大,传质速度加快。
4.控速环节。
假设气态的A 扩散到固态的C 表面,与C 反应生成气态的B 。
这一反应实际上由三个步骤组成:1)A 扩散到C 表面;2)A 反应生成B ;3)B 离开C 表面扩散到气相中。
鼓泡塔传质系数鼓泡塔传质系数是指鼓泡塔内流体与鼓泡物质之间传递物质的速率。
这个系数可以通过实验测定或者通过理论计算得到,通常用来描述气液系统中的传质性能。
在设计和优化工业鼓泡塔过程中,了解鼓泡塔传质系数的相关参考内容非常重要。
1. 传质理论:鼓泡塔传质系数的理论基础主要是质量传递理论。
传质理论主要涉及气液两相界面物质传递的基本原理,包括浓度梯度、质量传递系数和物质相互作用等方面的内容。
鼓泡塔传质理论常用的模型有无规模模型和规模模型。
其中无规模模型是基于无量纲分析的方法,通过将参数归一化,将各种影响因素合并到无量纲组合中,从而得到传质系数的理论表达式。
2. 实验测定方法:鼓泡塔传质系数的测定可以通过实验方法进行。
常用的实验装置包括直接法、间接法和差压法等。
直接法通过在鼓泡塔中添加示踪剂,测定示踪剂浓度的变化来计算传质系数。
间接法主要是通过测定溶质从鼓泡塔中脱液到气相或液相的速率来计算传质系数。
而差压法则是通过测定气相和液相之间的压差来计算传质系数。
3. 关键影响因素:鼓泡塔传质系数的大小会受到多种因素的影响,包括物理性质、操作条件和鼓泡塔设计等。
鼓泡塔传质系数与流体物性有关,如气体和液体的浓度、温度、粘度等。
操作条件如气体和液体流速、鼓泡塔填料形状和尺寸等也会影响传质系数。
此外,鼓泡塔传质系数还与鼓泡物质的性质有关,如溶质的分子量、溶剂性质、溶剂与鼓泡物质的反应速率等。
4. 相关文献和研究资料:关于鼓泡塔传质系数的相关研究文献有很多,可以查阅一些专业期刊、学术论文和专著。
一些著名的期刊如《化工学报》、《工程热物理学报》、《传质学报》等都会有相关的研究成果。
此外,很多大学的化工工程系也会有相关的研究团队,他们的研究成果也是比较具有参考价值的。
总之,鼓泡塔传质系数是描述鼓泡塔气液传质性能的重要参数,了解鼓泡塔传质系数的相关参考内容有助于工程师们更好地设计和优化鼓泡塔过程。
通过传质理论、实验测定方法和关键影响因素的了解,可以更好地理解和应用鼓泡塔传质系数。
9.吸收9.1概述利用不同组分在溶剂中溶解度的差异,分离气体混合物的过程,称为吸收; 能被溶解的组分——溶质A ;不能被溶解的组分——惰性组分(载体)B ;所用溶剂——吸收剂S 。
吸收液)(A S 。
一.工业生产中的吸收过程1.工业上的应用(1)原料气的净化:如煤气中的H 2S 除去。
(2)有用组分的回收:如合成氨厂的放空气中用水回收氨。
(3)某些产品的制取:将气体中需要的成份以指定的溶剂吸收出来,成为液态的产品或半成品,如:从含HC l气体中盐酸(4) 废气的治理:如含SO 2,NO ,NO 2等废气中,要除去这些有害成份。
2.吸收的分类 (1) 按性质划分物理吸收:溶质不发生明显的化学反应,如水吸收CO 2,SO 2等。
化学吸收:溶质与溶剂或溶液中其它物质进行化学反应。
(如用NaOH 吸收 CO 2) (2) 温度是否变化等温吸收:当溶剂用量很大,温升不明显时 非等温吸收:(3) 被吸收组分数目分单组分吸收:只吸收一种组分 多组分吸收二.吸收过程的极限及方向极限:气液两相呈平衡状态;方向或推动力:一相浓度与同另一相浓度呈平衡的该相浓度之差;比如:溶质A 在气相中的分压为A P ,液相中溶质浓度为A c ,与A c 呈平衡的气相分压为*AP ,则推动力为(*-A A P P )。
三.吸收的流程流程说明:1. 气液流向:——逆流(推动力大)2. 多塔吸收:单塔所需太高时,可分解成几个塔串联使用。
3. 加压吸收:提高总压,可以提高传质推动力,同时提高溶解度,有利于吸收。
4. 脱吸(解吸)过程:吸收的逆过程。
1.具有选择性:对溶质A的溶解度应尽可能大2.不易挥发性:减少溶剂的损失及避免在气体中引入新的杂质 3.腐蚀性小:减少设备费和维修费 4.粘度低:以利于传质及输送5.毒性小,不易燃,以利于保证安全生产 6.来源丰富,价格低廉,易于再生五.本章重点及学习方法本章主要讨论单组分、等温、常压、物理吸收,以掌握基本原理和方法。