吸收

null下册 第2章 吸收下册 第2章 吸收主讲：乔丽洁 专业：过程装备与控制工程null 蒸馏操作用来分离（ ）混合物，借助（ ）充分接触，实现部分（ ）、部分（ ）。 回顾引入 吸收操作用来分离（ ）混合物，借助（ ）充分接触，存在何种相平衡？§2-1 概述惰性组分 吸收剂 利用气体混合物中各组分在液体溶剂中溶解度的差异来分离气体混合物的操作称为吸收。一、什么是吸收（另一种气液分离过程）§2-1 概述null一些概念： 吸收剂——吸收操作所用的溶剂，S； 吸收物质——能够溶解的组分，A； 惰性组分——几乎不溶解的气体组分，B； 吸收液——吸收后得到的溶液=A+S； 吸收尾气——排出的气体=B+A。溶质载体惰性组分 组成！nullA+BA+SB+ASnull二、吸收的目的1．制取产品例如，用98%的硫酸吸收SO3气体制取98%硫酸；用水吸收氯化氢制取31%的工业盐酸；用氨水吸收CO2生产碳酸氢铵等。2．从气体中回收有用的组分例如，用硫酸从煤气中回收氨生成硫胺；用洗油从煤气中回收粗苯等。3．除去有害组分以净化气体主要包括原料气净化和尾气、废气的净化以保护环境。 例如用水或碱液脱除合成氨原料气中的二氧化碳； 燃煤锅炉烟气、冶炼废气等脱SO2等。null三、吸收分类惰性组分 吸收剂 本章要介绍的null非等温吸收：温度增加； 等温吸收： ①热效应较小； ②热效应虽大，但吸收剂量大，液相温度基本保持不变； ③吸收设备散热良好。注 意气体被吸收放出：溶解热 反应热近似等温null请点击观看动画四、吸收设备及流程1. 吸收设备-----塔设备 null2．吸收流程单一吸收塔流程： 吸收剂常常需 要回收再利用解决方法解吸（或脱吸） 其目的：获得较高纯度气体； 吸收剂需再生、循环利用。使溶解了的溶质由吸收液中释放出来效果：二者匹配实现工业化气体混合物较高纯度的分离。 null2．吸收流程多塔吸收流程 null五、与精馏的区别思考：同是分离过程，与精馏的区别？§2-2 吸收过程的相平衡关系相平衡——随温度压力不同，物质呈气、液、固三态，在一定温度压力下，几种状态处于平衡，系统中相的数目及两相的量将不随时间而改变； 平衡分压（饱和分压）： 在一定温度、压力下，气液两相经长时间充分接触后，两相趋于平衡；平衡时溶质组分在气相中的分压。 道尔顿分压定律（理想气体）：pi=Pyi 所以：分压值可用来表示气相中溶质的组成。回顾：§2-2 吸收过程的相平衡关系2.2.1 气体在液体中的溶解度null一、基本概念： 平衡组成（饱和组成）：平衡时溶质在液相中的浓度。 平衡溶解度：溶质在液相中的饱和组成，g/1000gH2O 由相律：F=C-P+2 F——平衡物系中的自由度数； C——独立组分数； P——相数。 可得： 重要结论：F=3，温度、压力一定，通过研究，溶解度只取决于气相中的组成（即分压）。null对于溶解度的说明： ①表示一定温度、压力下，气液相达平衡时，一定量吸收剂所能溶解的溶质的最大数量； ②影响因素： 对多数体系，温度影响很大，例如：固液溶解； 总压不很高时（<506.625kPa），总压并不影响溶质平衡分压与溶解度之间的对应关系。 气体如何呢？null二、溶解度曲线：表示溶解度与分压关系。 上述具体函数关系目前尚无法理论推得，需通过实验方法对具体物系进行测定。 如图，表示出气体在不同分压下在水中的溶解度曲线。 nullnull1. 气体在液体中溶解度随分压增大而增加，随温度升高而降低；所以加压降温有助于增大溶解度。 2. 不同气体组分在同一吸收剂中溶解度的显著差异是物理吸收法分离气体混合物的基本依据。由图可知：1.一定温度下，对应同样浓度的溶液，易溶气体分压小， 解释：pi=Pyi ，溶解度大，则液相中溶质多，而气相中溶质少；同理，难溶气体分压大； 2.要获同一浓度溶液，易溶气体需分压低，难溶气体需分压高。讨论：思考类比蒸馏，存在什么样的平衡关系？说明：难溶体系溶解度适中体系 易溶体系说明：（1）不同气体的溶解度差异很大（2）对于稀溶液或极稀溶液，溶解度曲线近似为直线，即-----亨利定律pA=723cApA=25.5cApA=0.36cApA=0.0136cAnull一、 Pi-xi关系： 亨利定律——在一定温度下，对于稀溶液，在气体总压不高（≯500kpa）的情况下，吸收质在液相中的浓度与其在气相中的平衡分压成正比： Pi*=Exi (2-1) Pi*——溶质在气相中的平衡分压，kPa； E ——亨利系数； xi——溶质在液相中的摩尔分数。 条件：（1）总压不大，小于506.625kPa； （2）理想稀溶液； 某些较难溶解系统，Pi≤1×105Pa，E为常数。2.2.2 亨利定律思考：E越大，表明越易溶还是越难溶？P对E影响可忽略。null某些气体水溶液的亨利系数值（E×10-6/kPa） 由表中的数值可知：不同的物系在同一个温度下的亨利系数不同；当物系一定时，亨利系数随温度升高而增大，温度愈高，溶解度愈小。所以亨利系数值愈大，气体愈难溶。在同一溶剂中，难溶气体的值很大，而易溶气体的值很小。 null1. 满足条件时（浓度足够低，压强不高），温度不变，E=P°（该温度下），则 Pi= P°xi，与拉乌尔定律一致； 2. T升高E减小→气体溶解度随温度升高而减少的变化趋势； 3. 亨利系数值愈大，气体愈难溶。讨论： 注：亨利定律其余形式均由式（2-1）推出。4.由于互成平衡的气、液两相组成各可采用不同的表示法，因而亨利定律有不同的表达形式； 各种形式的亨利定律有助于：据液相组成求平衡时气相组成或据气相组成求平衡时液相组成。 注：难溶气体E大，易溶气体E小。null二、Pi-ci关系： Pi*= （2-2） Pi*——气象中溶质的平衡分压，kPa； Ci——单位体积溶液中溶质的摩尔数，kmol/m3； H ——溶解度系数，kmol/（kN·m）， 说明：1、由实验测定，T升高H减小，H仍是温度的函数； 2、H值的大小反映气体溶解的难易程度，易溶气体H大，难溶气体H小。 思考：H越大，表明越易溶还是越难溶？null三、xi-yi关系： yi*=mxi （2-5） yi*——与液相成平衡的气相中溶质摩尔分数； m ——相平衡常数，无量纲。 说明：1. m= 书（2-6），是温度与总压的函数； 思考：m越大，表明越易溶还是越难溶？2. m大，溶解度小，所以T增加P减小（m大），不利于吸收操作。null四、Xi-Yi关系： 为计算方便，以B和S的量为基准分别表示A的xA、yA： Xi= ， Yi= Yi*=mXi （2-10） 说明:表明当液相中溶质组成足够低时，平衡关系在Xi-Yi图中可近似表示为一条通过原点的直线。null2.2.3 吸收剂的选择 2.2.3 吸收剂的选择 5．其它-----无毒、无腐蚀性、不易燃烧、 不发泡、价廉易得，并具有 化学稳定性等要求。1．溶解度-----对溶质组分有较大的溶解度；2．选择性-----对溶质组分有良好的选择性，即对其它组分基本不吸收或吸收甚微；3．挥发性----- 应不易挥发；4．黏性----- 黏度要低；null气体溶解度 亨利定律四种形式 吸收剂的选择小结作业：1、3Pi*=Exi Pi*= yi*=mxi Yi*=mXi nullThank you for listening！null1.升温会使气体在液体中的溶解度______，对吸收操作______。 A. 有利； B. 变大； C. 变小； D. 不利； E. 不变； F. 无影响； C、 D 2._________，对吸收操作有利。 A.温度低，气体分压大时； B.温度低，气体分压小时； C.温度高，气体分压大时； C.温度高，气体分压小时； A 3.为使脱吸操作易于进行，通常可采用_____或_____。 A. 升温 B. 加压 C. 减压 D. 降温 A、C练习§2.3 传质机理与吸收速率§2.3 传质机理与吸收速率2.3.1 分子扩散与菲克定律 吸收： 气相 溶质借扩散作用 液相 结论：吸收过程是溶质从气相转移到液相的质量传递过程。 以上过程的进行分三个阶段： ①溶质由气相主体扩散到两相界面的气相一侧； ②溶质在界面上溶解，并由气相转移到液相； ③溶质由相界面的液相一侧扩散到液相主体。 概括为：吸收物质在单相中扩散——①、 ③； 吸收物质在相际间扩散——②。null 由于溶质从气相转移到液相是通过扩散进行的，因此传质过程也称为扩散过程。扩散的基本方式有两种：分子扩散及涡流扩散。实际过程是二者的结合。如何结合？分子扩散——分子无规则热运动，发生在静止、层流流体； 涡流扩散——流体质点的湍动和漩涡，发生在湍流流体，对流传质。null一、分子扩散： 1. 分子扩散定义：单相内部有组成差异的条件下，由于分子的无规则热运动而引起组分从浓度较高处传递至浓度较低处，直至各处浓度相同为止。 通常发生在：①静止流体内部； ②层流流体经过的垂直方向上存在浓度差。 实例： 2. 机理： 研究一带隔板的密封箱，条件：温度T、压力P相同； 分析（黑板图）结论：物质A自左向右，物质B自右向左各自沿其组成降低方向发生了传递。nullJA——单位时间内物质A扩散通过单位面积的物质量， kmol/（m2·s），物质A在z向上的分子扩散通量； DAB——物质A在介质B中的分子扩散系数，m2/s； ——组分A的浓度梯度，即cA在z向上的变化率，kmol/m4； 注：①DAB= DBA； ②JA=cA· u DA， c A—— kmol/m3，u DA ——m/s 3. 菲克定律：描述物质分子扩散现象的基本规律。null2.3.2 对流传质 一、涡流扩散： 在湍流主体中，凭借流体质点的湍动和漩涡进行物质传递的现象，称为涡流扩散。 实例：结论：涡流扩散速率比分子扩散速率大得多，涡流扩散速率主要决定于流体的流动形态。二、对流扩散 对流扩散亦称对流传质，对流传质包括湍流主体的涡流扩散和层流内层的分子扩散。结论：实际传质过程结合了涡流扩散（发生在湍流主体）与分子扩散（发生在层流内层）。null双膜理论：2.3.3 吸收过程的机理 1. 三个串联传质环节： 气体液体气体侧的对流传质界面溶解液体侧的对流传质null2. 三个基本假设： 1. 固定相界面：界面两侧各有一层虚拟薄膜（气膜、液膜），膜层厚度与流体流动状况有关； 2. 相界面上气液两相达平衡，即无传质阻力存在； 3. 气液主体内充分湍动，浓度基本均匀一致，不存在传质阻力，故传质阻力全部存在于相界面两侧的气膜、液膜内。 2.3.4 吸收速率方程2.3.4 吸收速率方程引言：吸收速率的讨论以双膜理论为基础。因为：即为“吸收系数”，得到：传质速率=推动力×吸收系数null根据气膜的推动力及阻力写出的速率方程式： 一、气膜吸收速率方程： 1.基本方程： 引入 kG —— 气膜吸收系数，kmol/(m2·s·kPa) D —— 扩散系数，m2/s R —— 8.31J/(mol·k) zG —— 虚拟气膜厚度，m —— 气相漂流因子，无因次 null所以： NA=k G（p A- p Ai ）= （2-33） NA—— 传质速率，kmol/(m2·s) 1/kG—— 吸收质通过气膜的传递阻力。 注：界面上pA>pAi 讨论：欲增加NA，则可采取： 增加kG； 提升流速； 减小阻力——降低气膜厚度zG。 null2.其他表示方法： NA= ky ( yA- yAi) (2-34) Ky =p·kG,气膜吸收系数，kmol/(m2·s) yA ——溶质A在气相主体中的mol分数 yAi ——溶质A在相界面处的mol分数null二、液膜吸收速率方程： NA=kL (cAi -cA)= （2-37） kL ——液膜吸收系数，kmol/(m2·s·kmol、m3)或m/s 其他形式： NA=kx (xAi - xA)= （2-38） 其中：kx=c kL ，液膜吸收系数，kmol/(m2·s) 讨论：欲增大NA，则可通过增加湍动程度来实现。null三、总吸收速率方程： 分析：上述以kG、kL表示的方程，因为相界面上pAi、cAi难以测定，所以可采用两主体中某一相的实际浓度与平衡浓度的差值，作为吸收总推动力；例如：（pA-pA*）。 1、以气相组成差表示的方程： （NA）G= kG（pA-pAi）=KG (pA-pA*） = ky (yA-yAi)=KY(YA-YA*) (2-41)及（2-47） 其中Y=（溶质摩尔数）/（溶剂摩尔数）null2.以液相组成差表示的方程： （NA）L= kL（cAi-cA）=KL (cA*-cA） = kx（xAi-xA） =Kx (XA*-XA) (2-44)及（2-50） 说明： KG、KY 、KL 、KX：气（液）相总吸收系数，kmol/(m2·s)null四、总传质系数与膜传质系数的关系： 1、以（pA-pA*）表示时： （2-31a） 总阻力=气膜阻力+液膜阻力 讨论：对于易溶气体，H 值大（溶解度系数），所以 →0，故 KG ≈kG，意味着液膜阻力很小，传质阻 力几乎全部集中于气膜中—— “气膜控制”；null气膜控制----如图，气膜较厚，液膜较薄，即阻力主要由气 膜决定。易溶体系属于这种情况。例如：null2、以(cA*-cA）表示时： （2-43a） 讨论：对于难溶气体，H值小， →0，故KL ≈kL，意 味着气膜阻力很小，传质阻力几乎全部集中于液膜中——“液 膜控制”； null----如图，液膜较厚，气膜较薄，即阻力主要由液 膜决定。难溶体系属于这种情况。例如：null（NA）G= kG（pA-pAi）=KG (pA-pA*） = ky (yA-yAi)=KY(YA-YA*) （NA）L= kL（cAi-cA）=KL (cA*-cA） = kx（xAi-xA） =Kx (XA*-XA)null1.根据双膜理论，当吸收组分在液体中溶解度很小时，以液相浓度表示的总传质系数（ ） 练习 A 大于液相传质分系数； B 近似等于液相传质分系数； C 小于气相传质分系数； D 近似等于气相传质分系数。 2.用气相浓度△y为推动力的传质速率方程有两种，以传质分系数表达的速率方程为_________，以传质总系数表达的速率方程为___________。 NA = ky (y-yi) NA = Ky (y-y*) 3.吸收速度取决于__________，因此，要提高气－液两流体相对运动速率，可以_______来增大吸收速率。 双膜的扩散速率 减少气膜、液膜厚度 null4.当吸收质在液相中的溶解度甚大时，吸收过程主要受_______控制，此时，总吸收系数Ky近似等于_________。 气膜 B. kx C. 气液膜同时 D. ky E. 液膜 F. Kx A、 D 5.双膜理论认为吸收过程的阻力集中在_________。 两膜层中； B. 界面上； C. 液膜之中； D. 气膜之中； A 6.实验室中用水吸收 CO2基本属于（ ）控制，其气膜中浓度梯度（ ）（大于，小于，等于）液膜浓度梯度，气膜阻力（ ）液膜阻力。（清华97） 答：液膜 小于 小于 7.压力（ ），温度（ ），将有利于解吸的进行。工程上常用水 –空气系统进行氧解吸，这种系统属于（ ）系统，传质阻力主要在（ ）一侧。（北化96） 答：降低 升高 易解吸，气膜控制 气膜 nullThank you for listening！作业：7、8null回顾结论：实际传质过程结合了涡流扩散（发生在湍流主体）与分子扩散（发生在层流内层）。null气体液体三个基本假设： 1. 固定相界面：界面两侧各有一层虚拟薄膜（气膜、液膜），膜层厚度与流体流动状况有关； 2. 相界面上气液两相达平衡，即无传质阻力存在； 3. 气液主体内充分湍动，浓度基本均匀一致，不存在传质阻力，故传质阻力全部存在于相界面两侧的气膜、液膜内。 null思考题1.下列说法中错误的是（ ） A 理想溶液满足拉乌尔定律，也满足亨利定律； B 理想溶液满足拉乌尔定律，但不满足亨利定律； C 非理想稀溶液满足亨利定律，但不满足拉乌尔定律； D 服从亨利定律并不说明溶液的理想性，服从拉乌尔定律才表 明溶液的理想性。2.A，B两组分等摩尔扩散的代表单元操作是（ ），A在B中单向扩散的代表单元操作是（ ）。 答：满足恒摩尔流假定的精馏操作 吸收 3.双膜理论认为吸收过程的阻力集中在_________。 A. 两膜层中； B. 界面上； C. 液膜之中； D. 气膜之中； A null3.含SO2 为10%（体积 ）的气体混合物与浓度C= 0.02 Kmol/m3 的SO2水溶液在一个大气压下接触，操作条件下两相的平衡关系为 p*=1.62 C (大气压)，则 SO2 将从（ ）相向（ ）转移，以气相组成表示的传质总推动力为（ ）大气压，以液相组成表示的传质总推动力为（ ） Kmol/m3 。 答：气 液 0.0676 0.0417 §2.4 吸收塔的计算一般选择填料塔——采用逆流完成气液连续接触。§2.4 吸收塔的计算计算项目主要有： 出塔气体组成Y2、液相出塔浓度X1 塔的主要工艺尺寸： 塔径D、填料层高度H或塔板数N 2.4.1 吸收塔的物料衡算与操作线方程V-----单位时间内通过吸收塔的惰气量， kmol（B）/s ； L -----单位时间内通过吸收塔的溶剂量， kmol S /s ； Y1, Y2 -----进、出塔气体中A的摩尔比， kmol (A)/ kmol (B) ； X1, X2 -----进、出塔液体中A的摩尔比， kmol (A)/ kmol (S)。一、全塔物料衡算-----可求解液相出塔浓度X12.4.1 吸收塔的物料衡算与操作线方程null（2-51）对溶质A, 列衡算式有：一般情况下，进塔混合气的组成与流量是吸收任务规定了的，如果吸收剂的组成与流量已经确定，则Y1、V 、X2及L皆为已知数；又根据吸收操作的分离指标吸收率，可以得知气体出塔时的浓度 ：（2-52）null思考题 在逆流吸收塔中，用纯溶剂吸收混合气中溶质。平衡关系符合亨利定律。当进塔气相组成Y1增大，其他条件不变，则出塔气体组成Y2和吸收率的变化为（ ） A. Y2增大， 减小； B. Y2减小， 增大； C. Y2增大， 不变； D. Y2增大， 不确定。null二、操作线及其方程对塔下部任一段作质量衡算（A组分）-----可求解全塔浓度分布mn在图示塔内任取m -n截面与塔底作溶质的物料衡算，得：整理，得吸收塔的操作线方程（2-53）LXVYnull说明：1. 表明塔内任一截面上的气相组成Y与液相组成 X之间成直线关系，直线的斜率为L/V，且此直线通过B（X1，Y1) 及T(X2,Y2)两点； 2. 画图，直线TB，即为操作线；操作线上任何一点，代表塔内相应截面上的液、气组成， 端点T：塔顶稀端， 端点B：塔底浓端； 3. 操作线方程式及操作线都是由物料衡算得来的，与系统的平衡关系、操作温度和压力、塔的结构型式等无关。null思考： 操作线与平衡线位置的关系？操作线斜率越小，越靠近平衡线，传质推动力越小，对传质越不利。 吸收塔内任一截面处气液两相间的传质推动力是由操作线和平衡线的相对位置决定的。 任意截面上以气相组成表示的吸收总推动力： ；液组成表示的吸收总推动力： 。 结论2.4.2 吸收剂用量的确定2.4.2 吸收剂用量的确定仅从能耗上看，希望吸收剂用量越小越好，但是实际中却要考虑之后决定。若确定V，减少L：（ΔY变小） 所需吸收设备尺寸增大，设备费用增大。这种极限情况下的吸收剂用量称为最小吸收剂用量，用Lmin表示，相应的液气比称为最小液气比，用（L/V) min表示。分析2.4.2 吸收剂用量的确定null可以， 能， 但达不到指定的吸收要求。思考：实际操作时的液气比可否小于或等于最小液气比？此时吸收塔是否能操作？将会发生什么现象？结论：显然，实际生产中无意义。null分析 2.若增大L： （ΔY变大） 即操作线的斜率L/V增大，则操作线向远离平衡线方向偏移，如图，此时操作线与平衡线间的距离增大；若在单位时间内吸收同样数量的溶质时，设备尺寸可以减小，设备费用降低；但是，吸收剂消耗量增加，出塔液体中溶质含量降低，操作费（吸收剂）均增大，吸收剂再生所需的设备费增大。null 由以上分析可见，吸收剂用量的大小，从设备费与操作费两方面影响到生产过程的经济效益，应选择一个适宜的液气比，使两项费用之和最小。据实践经验，即：3. 吸收剂用量的确定为了保证填料表面能被液体充分润湿，还应考虑到喷淋密度不得小于某一最低允许值。如果按式(2-54a)算出的吸收剂用量不能满足充分润湿填料的起码要求，则应采用更大的液气比。(2-54a)注 意null4. 最小液气比的求法 最小液气比可用图解或计算法求出： （1）图解法 （2-55）null（2）计算法 若平衡线为直线并可表示为 时，则上式可表示为(2-56)利用了相平衡方程——亨利定律。nullThank you for listening！作业：7、8总结操作线方程——由物料衡算得来； 吸收剂用量的确定——最小液气比；null回顾操作线方程——由物料衡算得来： 吸收剂用量的确定——最小液气比：null练习： 1.吸收剂用量增加，操作线斜率___，吸收推动力___。（增大，减小，不变） 增大、增大 2.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。组成Y1为0.02（摩尔比），操作液气比为L/V=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多少？ 解题要点：1. 列回收率式，分析其中参数； 2. 既然涉及操作线斜率和相平衡关系，绘图分析，据已知条件求取满足最大回收率的值。学习学习内容填料塔径的计算 填料层高度的基本计算式 传质单元高度和传质单元数 传质单元数的求法 理论塔板数的计算2.4.3 塔径的计算2.4.3 塔径的计算吸收塔的塔径可根据圆形管道直径计算公式确定，即式中 D——吸收塔的内径，m ； Vs——操作条件下混合气体的体积流量，m3/s ； u——空塔气速，即按空塔截面积计算的混合气速 度，m /s 。适宜的数值由实验或经 验式求得。 在实际吸收过程中，由于吸收质不断进入液相，故 混合气量由塔底至塔顶逐渐减小。 在计算塔径时，一般应以入塔时气量为依据。 求出D应圆整：≤1m——100mm增加； ＞1m——200mm增加。（2-58）注 意2.4.3 塔径的计算2.4.4 填料层高度的计算 引言2.4.4 填料层高度的计算一、填料层高度的计算其中——塔截面积Ω已由塔径确定，填料层体积V则取决于完成规定任务所需的总传质面积A和每m3填料层所能提供的气液有效接触面积 。有效接触面积2.4.4 填料层高度的计算 填料层高度的计算将涉及物料衡算、传质速率与相平衡这三种关系式的应用。2.4.4 填料层高度的计算分析思路对于传质速率，若利用前式，如：NA=KY(YA-YA*)是不能得到全塔的吸收速率的。为什么方法故选微元填料层研究，对微元段填料dz作物料衡算：？要点nullVdY= LdX = dGA （1） 其中：dGA= NA·dA （2） 而dA = a· ΩdZ （3）说明： a——单位体积填料层所提供的有效接触面积，有效比表面积，m2/m3; ΩdZ——塔内微元填料层体积。把(1)、(3)代入(2)： VdY=NA a· ΩdZ =KY(YA-YA*) a· ΩdZ 则dZ=Ω在全塔内积分，得： （2-63）null （2-64）或者：说明KYa——气相总体积吸收系数 KXa——液相总体积吸收系数 单位：kmol/m3·s （推导） 物理意义：单位推动力下，单位时间单位体积填料层内所传递的物质量。 2. a（有效比表面积）<比表面积（说明） 。 null二、传质单元高度与传质单元数 由式（2-63）：传质单元高度 传质单元数 填料层高度=传质单元高度×传质单元数 Z=HOGNOG （2-63a）null什么是传质单元？ 如图，将填料层分成若干段，1、2、……、N段。每一段填料均需满足以下条件：＝该段气相（或液相）总的平均推动力每一段气相（或液相）组成的变化量这一段填料就是一个传质单元null传质单元数NOG的几何意义？越小越好思考：NOG越大越好，还是越小越好？---阴影部分面积思考：如何使NOG变小？如图所示，要使阴影面积变小，可以将传质推动力变大，或将分离要求降低，即Y2变大。特征：反映吸收过程的难度。nullnullZ=HOGNOG 结论：求Z的关键在于NOG 。三、传质单元数的求法传质单元数NOG的两种计算方法：吸收因数法 对数平均推动力法（1）平衡线为直线时图解（或数值）积分法 近似梯级法（2）平衡线为非直线时null1. 脱吸因数式： 重点：解析法 令（2-69）两斜率之比2. 对数平均推动力法： （2-71）操作型定性分析举例操作型定性分析举例【例】在逆流操作的填料吸收塔中，对某一低浓气体中的溶质组分进行吸收，现因故 (1)吸收剂入塔浓度变大； (2)吸收剂用量变小； 而其它操作条件均不变，试分析出塔气体、液体浓度如何变化？快速分析法 作图+排除法 吸收因数法【解】 (1)吸收剂入塔浓度变大 X2变大，将使全塔浓度均变大，因此X1也将变大。而且全塔传质推动力将变小，故不利于吸收，因此，Y2 变大。快速分析法：null (1)吸收剂入塔浓度变大作图+排除法L/V不变 影响因素：流动状况、物系、 填料特性和操作条件与Z不变相矛盾，故假设不成立。 a．假设Y2不变作图知此时操作线为红线，可见NOGZnull(1)吸收剂入塔浓度变大作图+排除法与Z不变相矛盾，故假设不成立。 b．假设Y2变小作图知此时操作线为红线，可见NOGZ结论：Y2只能增大。null (1)吸收剂入塔浓度变大作图+排除法关于X1：与Y2的分析类似 假设X1不变、变小，作图可知NOG将变小，故Z将变小，与Z 一定相矛盾，因此， X1增大。null吸收因数法：（自行练习）建议：上述三种方法中，首先推荐使用“快速分析法”；如果此法不行，建议使用“吸收因数法”；如果还不行，再使用“作图＋排除法”。2.4.5 填料塔理论板层数的计算 2.4.5 填料塔理论板层数的计算图解法 与精馏的M-T法一样，从A点开始，在平衡线与操作线之间画梯级，梯级数即为塔板数。填料塔高=理论板层数×等板高度null总结Thank you for listening！作业：9、11、12