化工分离过程第15讲344化学吸收

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1、1 化工分离过程化工分离过程 Chemical Separation Processes第三章第三章 多组分多级分离过程多组分多级分离过程 分析与简捷计算分析与简捷计算2第三章第三章 多组分多级分离过程分析与简捷计算多组分多级分离过程分析与简捷计算3.1 设计变量设计变量3.2 多组分精馏过程（普通精馏）多组分精馏过程（普通精馏）3.3 萃取精馏和共沸精馏（特殊精馏）萃取精馏和共沸精馏（特殊精馏）3.4 吸收和蒸出（解吸）过程吸收和蒸出（解吸）过程 3.4.1 吸收和蒸出过程流程吸收和蒸出过程流程 3.4.2 多组分吸收和蒸出过程分析多组分吸收和蒸出过程分析 3.4.3 多组分吸收和蒸出的简捷

2、计算法多组分吸收和蒸出的简捷计算法 3.4.4 化学吸收化学吸收3第三章第三章 多组分多级分离过程分析与简捷计算多组分多级分离过程分析与简捷计算 3.4.4 化学吸收化学吸收 3.4.4.1 化学吸收的类型化学吸收的类型 3.4.4.2 化学吸收中的传质速率化学吸收中的传质速率 3.4.4.3 化学吸收计算化学吸收计算43.4.4 化学吸收化学吸收v工业上许多吸收过程都带有化学反应，称之为工业上许多吸收过程都带有化学反应，称之为化学吸收化学吸收。v化学吸收的目的是为了化学吸收的目的是为了利用化学反应增强吸收速率和吸收利用化学反应增强吸收速率和吸收率率。v在化学吸收中，溶质由气相主体向气液截面的

3、传质机理与在化学吸收中，溶质由气相主体向气液截面的传质机理与物理吸收相同，液相中的化学反应对传质速率的影响体现物理吸收相同，液相中的化学反应对传质速率的影响体现在三方面：在三方面：1.增强传质推动力；增强传质推动力；2.提高传质系数；提高传质系数；3.增大有效传质面积。增大有效传质面积。53.4.4 化学吸收化学吸收 在化学吸收中不仅存在液相中的扩散，而且在化学吸收中不仅存在液相中的扩散，而且还存在化学反应，两者交织在一起，使过程较为还存在化学反应，两者交织在一起，使过程较为复杂。不同反应类型决定了液膜和液相主体对化复杂。不同反应类型决定了液膜和液相主体对化学反应所起的作用，表现出各类化学吸收

4、过程具学反应所起的作用，表现出各类化学吸收过程具有不同的有不同的浓度分布特征浓度分布特征。6吸收过程的机理吸收过程的机理一、传质的基本方式一、传质的基本方式（1）分子扩散分子扩散 分子扩散的推动力主要是分子扩散的推动力主要是浓度差浓度差。（2）对流扩散对流扩散 对流扩散速率主要决定于流体的对流扩散速率主要决定于流体的 流动型态流动型态。3.4.4 化学吸收化学吸收7二、双膜理论二、双膜理论v(1)气液两相间有一稳定的气液两相间有一稳定的相界面相界面，在相界面的两侧分别，在相界面的两侧分别存在稳定的存在稳定的气膜气膜和和液膜液膜，膜内流体做，膜内流体做层流流动层流流动，双膜以，双膜以外的区域为外

5、的区域为气相主体气相主体和和液相主体液相主体，双膜主体内流体处于，双膜主体内流体处于湍动状态湍动状态；v(2)气液两相的界面上，吸收质在两相间总是处于平衡状气液两相的界面上，吸收质在两相间总是处于平衡状态，界面上无传质阻力；态，界面上无传质阻力；v(3)两膜主体内因湍动而两膜主体内因湍动而浓度分布均匀浓度分布均匀，双膜内流体做层，双膜内流体做层流流动，主要依靠流流动，主要依靠分子扩散分子扩散传递物质，浓度变化大，因传递物质，浓度变化大，因此，此，传质阻力传质阻力主要集中在气膜和液膜主要集中在气膜和液膜双膜内双膜内。3.4.4 化学吸收化学吸收8 气体溶质从气相主体到液相主体，共经历了三个过程，

6、气体溶质从气相主体到液相主体，共经历了三个过程，即：即：气膜扩散气膜扩散溶解（反应）溶解（反应）液膜扩散液膜扩散三、化学吸收溶质传递机理三、化学吸收溶质传递机理气膜扩散气膜扩散液膜扩散液膜扩散化学反应化学反应共同决定共同决定吸收过程吸收过程的总速率的总速率3.4.4 化学吸收化学吸收9 定义：定义：组分组分A与吸收剂中的活性组分与吸收剂中的活性组分B一旦相遇立即完成反应。一旦相遇立即完成反应。特点：特点：反应速率远大于传质速率反应速率远大于传质速率3.4.4.1 化学吸收的类型化学吸收的类型图图3-41aQBA1.瞬时反应瞬时反应AAN不可逆反应：不可逆反应：反应在膜内某个面瞬时完成；反应在膜

7、内某个面瞬时完成；（如果活性组分（如果活性组分B的浓度很高，传递速度的浓度很高，传递速度又快，反应面将与液膜界面重合）又快，反应面将与液膜界面重合）可逆反应：可逆反应：在膜内达到平衡。在膜内达到平衡。膜内反应膜内扩散 fNA10 定义：定义：当组分当组分A与活性组分与活性组分B反应速度反应速度足够快时，反应速率大于传质速率。足够快时，反应速率大于传质速率。特点：特点：反应速率大于传质速率反应速率大于传质速率3.4.4.1 化学吸收的类型化学吸收的类型图图3-41b2.快速反应快速反应 被吸收组分被吸收组分A在液膜中在液膜中边扩散边反应边扩散边反应，被吸收组分的浓度随液膜厚度的变化不是被吸收组分

8、的浓度随液膜厚度的变化不是直线关系，在液膜内存在一个反应物直线关系，在液膜内存在一个反应物A和和B的的共存区共存区，反应在该区域内完成。，反应在该区域内完成。QBAAAN膜内反应膜内扩散 fNA11特点：特点：反应速率与传质速率相当反应速率与传质速率相当3.4.4.1 化学吸收的类型化学吸收的类型图图3-41c3.中速反应中速反应QBAAAN 反应从液膜开始，反应从液膜开始，边扩散边反应边扩散边反应、反应区反应区一直一直扩散到液相主体扩散到液相主体。主体反应膜内反应膜内扩散 fNA12特点：特点：反应速率远远小于传质速率反应速率远远小于传质速率3.4.4.1 化学吸收的类型化学吸收的类型图图3

9、-41d4.慢速反应慢速反应QBAAAN 组分组分A通过液膜扩散来不及反应就通过液膜扩散来不及反应就进入液相主体，进入液相主体，反应在液相主体中进行反应在液相主体中进行，液膜的传质阻力是整个化学吸收过程的液膜的传质阻力是整个化学吸收过程的阻力的组成部分。阻力的组成部分。主体反应膜内扩散 fNA13 化学吸收过程中，化学反应的存在不仅影响了化学吸收过程中，化学反应的存在不仅影响了汽液汽液相平衡相平衡关系，而且也影响关系，而且也影响传质速率传质速率，由于化学反应是在，由于化学反应是在液相中进行的，故它仅影响液相中进行的，故它仅影响液相传质速率液相传质速率。一般情况下，化学反应的结果会使一般情况下，

10、化学反应的结果会使液相传质系数增液相传质系数增加加，但由于影响传质系数的因素很复杂，即有动力学方，但由于影响传质系数的因素很复杂，即有动力学方面的原因，也有在界面上影响物理传质的因素，因此，面的原因，也有在界面上影响物理传质的因素，因此，虽然进行了许多研究，但要从理论上出发预测液相传质虽然进行了许多研究，但要从理论上出发预测液相传质系数还不成熟，解决这个问题的有效方法是引入了系数还不成熟，解决这个问题的有效方法是引入了“增增强因子强因子”的概念来表示化学反应对传质速率的增强程度。的概念来表示化学反应对传质速率的增强程度。3.4.4.2 化学吸收中的传质速率化学吸收中的传质速率1 传质速率和增强

11、因子传质速率和增强因子14 增强因子的定义：增强因子的定义：在相同的条件下，与纯物理吸在相同的条件下，与纯物理吸收比较，由于化学反应而使传质系数增加的倍数。收比较，由于化学反应而使传质系数增加的倍数。ALAiLALAiLAccEkcckN0。质系数，无化学吸收的液相分传系数，化学吸收的液相分传质smksmkkkELLLL00;9733.4.4.2 化学吸收中的传质速率化学吸收中的传质速率对应的传质速率方程为：对应的传质速率方程为：增强因子的定义式：增强因子的定义式：（3-98）15v对于对于慢反应慢反应，在反应发生之前，在反应发生之前A已扩散进入液相主体，由于已扩散进入液相主体，由于反应的结果

12、，液相主体中反应的结果，液相主体中A的浓度降低了，因此传质推动力的浓度降低了，因此传质推动力（cAi-cAL）比没有化学反应时提高了。在这种情况下，化学比没有化学反应时提高了。在这种情况下，化学反应的存在是反应的存在是影响了传质推动力影响了传质推动力。对。对液相传质分系数没有液相传质分系数没有影响影响，因此，因此E=1。v对于对于瞬时可逆反应瞬时可逆反应，由于反应瞬时完成，在液相中反应达，由于反应瞬时完成，在液相中反应达到了化学平衡，在该情况下，传质速率到了化学平衡，在该情况下，传质速率与化学动力学无关与化学动力学无关，而与反应物和产物的而与反应物和产物的传递过程有关传递过程有关。增强因子。增

13、强因子E很大很大，其数，其数量级为量级为102104。v在上述两者之间存在一个很宽的范围，一般包括在上述两者之间存在一个很宽的范围，一般包括快速反应快速反应和中速反应和中速反应，在这种情况下，分传质系数是反应速率的函，在这种情况下，分传质系数是反应速率的函数，同时也受到传质过程的影响。数，同时也受到传质过程的影响。3.4.4.2 化学吸收中的传质速率化学吸收中的传质速率16 1 八田数（八田数（Hatta Number)（反映扩散与反应二者作用的大小，其数（反映扩散与反应二者作用的大小，其数值越大，则溶质从界面扩散到液相主体过程中在液膜内的反应量越大）值越大，则溶质从界面扩散到液相主体过程中在

14、液膜内的反应量越大）MHa 2201HakkDMLA3.4.4.2 化学吸收中的传质速率化学吸收中的传质速率增强因子的数值常表示为下列两个无因次参数的函数：增强因子的数值常表示为下列两个无因次参数的函数：为了表示反应与扩散两者作用的相对大小，定义为了表示反应与扩散两者作用的相对大小，定义化学吸收化学吸收参数参数（M）。八田数为：）。八田数为：对于不同级数的反应，化学吸收参数的表达式不同：对于不同级数的反应，化学吸收参数的表达式不同：v若反应为溶质若反应为溶质A与溶剂中活性组分与溶剂中活性组分B的的一级不可逆反应一级不可逆反应：17v若反应为溶质若反应为溶质A与溶剂中活性组分与溶剂中活性组分B的

15、的二级不可逆反应二级不可逆反应：2202HakckDMLBLAAiBLABDccDDZ化学计量比化学计量比3.4.4.2 化学吸收中的传质速率化学吸收中的传质速率 八田数八田数（或化学吸收参数）的数值（或化学吸收参数）的数值越大越大，则溶质从截面，则溶质从截面扩散到液相主体过程中在扩散到液相主体过程中在膜内的反应量越大膜内的反应量越大；此值为；此值为零零，表，表示在膜内示在膜内无反应无反应（即为物理吸收）。（即为物理吸收）。v2 浓度浓度-扩散参数：扩散参数：为了表示为了表示液膜内液膜内B向界面扩散的速度与向界面扩散的速度与A向向液相主体扩散速度的相对大小液相主体扩散速度的相对大小，定义了如下

16、的，定义了如下的浓度浓度-扩散参数扩散参数：18 为了研究化学吸收中为了研究化学吸收中的液相传质，必须要建立的液相传质，必须要建立反应反应-扩散微分方程，然后扩散微分方程，然后根据具体的反应过程进行根据具体的反应过程进行积分求解，最终求得积分求解，最终求得增强增强因子因子和伴有化学反应的和伴有化学反应的液液相传质分系数相传质分系数。根据图。根据图3-42，化学吸收中单位面积，化学吸收中单位面积的微元的传质分析建立反的微元的传质分析建立反应扩散方程应扩散方程。3.4.4.2 化学吸收中的传质速率化学吸收中的传质速率2 反应反应-扩散方程扩散方程图图3-42 化学吸收微元液膜化学吸收微元液膜积累量

17、反应量扩散流出量扩散进入量-19v在在Z+dZ处扩散离开微元液膜处扩散离开微元液膜组分组分A速率为：速率为：ZcDAAdZZcZcDAAA22图图3-42 化学吸收微元液膜化学吸收微元液膜3.4.4.2 化学吸收中的传质速率化学吸收中的传质速率v在在Z处扩散进入微元液膜的处扩散进入微元液膜的组分组分A的速率为：的速率为：20v在在dZ之间组分之间组分A的积累速率为：的积累速率为：图图3-42 化学吸收微元液膜化学吸收微元液膜3.4.4.2 化学吸收中的传质速率化学吸收中的传质速率v在在dZ之间组分之间组分A的反应速率为的反应速率为：dZAdZcAAAAAcZcD22v 根据物料平衡可以得出根据

18、物料平衡可以得出 扩散扩散反应微分方程：反应微分方程：21 扩散扩散反应微分方程反应微分方程关联了关联了被吸收组分浓度被吸收组分浓度随体随体系的系的空间，时间和化学反应空间，时间和化学反应之间的变化规律。之间的变化规律。在具体求解时需要根据不同的在具体求解时需要根据不同的传质机理传质机理和和反应机理反应机理进行进行分析，同一化学吸收过程可用不同的分析，同一化学吸收过程可用不同的传质模型传质模型求解，对不同求解，对不同的化学吸收系统可以区分为的化学吸收系统可以区分为瞬时、快速和慢速反应瞬时、快速和慢速反应等不同类等不同类型。在型。在反应机理反应机理上可以是一级、二级和上可以是一级、二级和n级反应

19、，也可以是级反应，也可以是可逆反应和不可逆反应，以及单一反应和复杂反应等。因此，可逆反应和不可逆反应，以及单一反应和复杂反应等。因此，求解化学吸收要比物理吸收复杂许多。求解化学吸收要比物理吸收复杂许多。3.4.4.2 化学吸收中的传质速率化学吸收中的传质速率22 在很多情况下，以在很多情况下，以膜模型、渗透模型和表面更新模型膜模型、渗透模型和表面更新模型所所解得的结果，其相互之间的差异要小于在计算中所用的物理解得的结果，其相互之间的差异要小于在计算中所用的物理量的不可靠性，因此，对模型的选用通常都以量的不可靠性，因此，对模型的选用通常都以使用方便使用方便为依为依据。据。一般来说，一般来说，膜模

20、型膜模型的计算较简单，因它只需处理常微分的计算较简单，因它只需处理常微分方程而不需处理偏微分方程。方程而不需处理偏微分方程。3.4.4.2 化学吸收中的传质速率化学吸收中的传质速率233.4.4.2 化学吸收中的传质速率化学吸收中的传质速率3 一级不可逆反应一级不可逆反应AAck1AAAAckcZcD122AAAckZcD122v 对于一级不可逆反应：对于一级不可逆反应：v 反应速率方程为：反应速率方程为：v 该反应的扩散该反应的扩散反应微分方程为：反应微分方程为：v 在稳态下，上式变为：在稳态下，上式变为：PAk1（3-100）（3-101）243.4.4.2 化学吸收中的传质速率化学吸收中

21、的传质速率ALAAiAALADkZkDcDkZcMc101sinhsinhsinh1 2201HakkDMLA根据双膜模型得出初始的边界条件为：根据双膜模型得出初始的边界条件为：扩散扩散反应方程在上述边界条件下积分获得：反应方程在上述边界条件下积分获得：其中：化学吸收参数（其中：化学吸收参数（M）对一级反应为：）对一级反应为：ALALAiAccZccZ0（3-102）253.4.4.2 化学吸收中的传质速率化学吸收中的传质速率 在化学吸收时，界面上在化学吸收时，界面上A的扩散量包括通过液膜的传递的扩散量包括通过液膜的传递量和与吸收剂组分的反应量，根据费克定律：量和与吸收剂组分的反应量，根据费克

22、定律：0ZAAAZcDN（3-103）MMMcckNALAiLAtanhcosh0将式（将式（3-102）代入式（）代入式（3-103）解得：）解得：（3-104）261tanhM1kDcNAAiA3.4.4.2 化学吸收中的传质速率化学吸收中的传质速率对于快速反应，对于快速反应，M1，则：，则：则溶质到达液相主体之前已完全反应，在这种情况下，则溶质到达液相主体之前已完全反应，在这种情况下，cAL=0，则有：，则有：（3-105）吸收率与流体力学条件没有关系，任何加剧液相吸收率与流体力学条件没有关系，任何加剧液相流动的措施均不能提高吸收速率，只有改善反应流动的措施均不能提高吸收速率，只有改善反

23、应条件和界面浓度以及增加传质面积才能提高吸收条件和界面浓度以及增加传质面积才能提高吸收率。率。双曲余弦：双曲余弦：2coshMMeeM双曲正切：双曲正切：MMMMeeeeMtanh27AiLAckN0MkkDkkELALL010,1cosh,tanh),3.0(1MMMMM或如果没有反应发生：如果没有反应发生：则有：则有：对于慢反应：对于慢反应：此时，吸收过程的液相分传质系数与物理吸收相同。此时，吸收过程的液相分传质系数与物理吸收相同。3.4.4.2 化学吸收中的传质速率化学吸收中的传质速率1:E则（3-106）28PbBAk2ABBAAbcck;2BABBBBAAAAccbkcZcDcckc

24、ZcD2222224 二级不可逆反应二级不可逆反应3.4.4.2 化学吸收中的传质速率化学吸收中的传质速率对二级不可逆反应：对二级不可逆反应：动力学方程为：动力学方程为：扩散反应方程为扩散反应方程为：（3-109）（3-108）（3-107）29AiABLBAiABLBAiLAcbDcDEcbDcDckN110BLAiccABLBLAbDcDkN0（1）瞬时反应）瞬时反应 吸收速率由吸收速率由A和和B 各自扩散到反应面上的速率决定，各自扩散到反应面上的速率决定，反应速率的大小对吸收速率无关紧要。反应速率的大小对吸收速率无关紧要。如果：如果：则有：则有：3.4.4.2 化学吸收中的传质速率化学吸

25、收中的传质速率（3-110）（3-111）（3-112）吸收速率与吸收速率与cAi无关，即与溶质的界面分压无关，而无关，即与溶质的界面分压无关，而由由B 向界面的扩散速率控制。向界面的扩散速率控制。30AiLAcEkN0 21211tanh1EEEMEEEME（2）快速反应）快速反应 在这种情况下反应扩散方程没有解析解，在这种情况下反应扩散方程没有解析解，Krevelen 和和Hoftijzer 导出了近似解为：导出了近似解为：3.4.4.2 化学吸收中的传质速率化学吸收中的传质速率其中：其中：（3-113）（3-114）（3-115）（3-116）对于二级不可逆反应2202)(HakckDM

26、LBLAAiABLBcbDcDE131EHa10AiABLBLBLAcbDcDkckD11002EckcEkNAiLAiLA00 式（式（3-114）是隐函数，求解复杂。在应用中常表示为）是隐函数，求解复杂。在应用中常表示为图图3-43，由图可见：对于给定的，由图可见：对于给定的E随随Ha的增加，的增加，E逐渐趋向逐渐趋向极限值极限值E。如果：如果：或或 即即反应速率常数很大反应速率常数很大，或液相反应物浓度远大于气体溶，或液相反应物浓度远大于气体溶解度，或液相分传质系数很小，则有：解度，或液相分传质系数很小，则有：3.4.4.2 化学吸收中的传质速率化学吸收中的传质速率32EHa5.0AiA

27、BLBLBLAcbDcDkckD15.002如果：如果：或或3.4.4.2 化学吸收中的传质速率化学吸收中的传质速率 由图由图3-43可见，表示增强因子的点将落在非常靠近对角线上。可见，表示增强因子的点将落在非常靠近对角线上。在这些情况下，反应是拟一级的，其增强因子可由下式给出：在这些情况下，反应是拟一级的，其增强因子可由下式给出：MMMcckNALAiLAtanhcosh0EckNAiLA0在在cAL=0时时,上式可转化为：上式可转化为：（3-104）333MHaAiABLBLBLAcbDcDkckD15.002如果：如果：同时有同时有:3.4.4.2 化学吸收中的传质速率化学吸收中的传质速

28、率则有：则有：（3-119）023LBLAkckDME BLAAiAckDcN2即即:由图由图3-43，可以近似认为：，可以近似认为：快速拟一级反应快速拟一级反应34PAkk112/12/1012/12010)/()1(/)/()1(tanh(1)1)(KkKkDKkKkDKKcckNLALAALAiLA11)(kkcpKAA平衡（1）一级可逆反应）一级可逆反应5 可逆反应可逆反应3.4.4.2 化学吸收中的传质速率化学吸收中的传质速率对于组分对于组分A和和P为等扩散系数的情况，吸收速率可以表示为：为等扩散系数的情况，吸收速率可以表示为：其中：其中：（3-120）35这与这与cAL=0时的一级

29、不可逆反应的吸收速率方程式一样的。时的一级不可逆反应的吸收速率方程式一样的。3.4.4.2 化学吸收中的传质速率化学吸收中的传质速率式（式（3-120）可简化为：）可简化为：如果：如果：（3-121）0,ALcK21201212010tanhLALAAiLAkkDkkDckN36（2）瞬时可逆反应）瞬时可逆反应5 可逆反应可逆反应3.4.4.2 化学吸收中的传质速率化学吸收中的传质速率（3-122）cPbBADanckwerts 推导得：推导得：cDcDccDcDckNAPLPALAPiPAiLA0373.4.4.2 化学吸收中的传质速率化学吸收中的传质速率对于组分对于组分A和和P为等扩散系数

30、的情况，吸收速率可以表示为：为等扩散系数的情况，吸收速率可以表示为：或：或：（3-123）cccccckNPLALPiAiLA0)(0TALTAiLAcckNALAiTALTAiccccE反应速率无限大并假设所有组分的扩散系数相等，则有：反应速率无限大并假设所有组分的扩散系数相等，则有：（3-124）（3-125）38 伴有化学反应的传质方程还没有广泛用于吸收和解吸的伴有化学反应的传质方程还没有广泛用于吸收和解吸的设计上。对化学吸收和解吸的设计计算，更常用的方法是以设计上。对化学吸收和解吸的设计计算，更常用的方法是以相同的化学系统相同的化学系统和在相似的设备上取得的和在相似的设备上取得的实验数

31、据实验数据为基础。为基础。化学吸收的计算方法化学吸收的计算方法原则上与物理吸收相同原则上与物理吸收相同，只是由于，只是由于有化学反应发生，必须要考虑由此引起的吸收速率的变化。有化学反应发生，必须要考虑由此引起的吸收速率的变化。既要考虑既要考虑增强因子增强因子。基本原则是。基本原则是联解物料平衡方程、相平衡联解物料平衡方程、相平衡关系式、传质方程和动力学方程关系式、传质方程和动力学方程。3.4.4.3 化学吸收计算化学吸收计算39 化学吸收计算的任务是计算在化学吸收计算的任务是计算在一定的回收率时最小吸收一定的回收率时最小吸收剂用量剂用量，确定，确定实际吸收剂用量实际吸收剂用量；计算吸收塔的；计

32、算吸收塔的传质单元数或传质单元数或容积容积。此外，由于化学吸收过程涉及的热效应比物理吸收大，此外，由于化学吸收过程涉及的热效应比物理吸收大，所以，还要通过所以，还要通过热量衡算热量衡算确定适合的确定适合的换热换热方式，以保证过程方式，以保证过程在适宜的条件下完成。在适宜的条件下完成。本章节仅讨论本章节仅讨论的基本公式。的基本公式。3.4.4.3 化学吸收计算化学吸收计算403.4.4.3 化学吸收计算化学吸收计算填料塔吸收塔设计的基本公式填料塔吸收塔设计的基本公式v对组分对组分A，单位体积填料的气膜和液膜吸收方程分别为：，单位体积填料的气膜和液膜吸收方程分别为：)()(AiAGAiAGAyya

33、pkppakaN)()(0ALAiLALAiLAccaEkccakaNAAAcHp汽液平衡关系：)(*AAGAyyaPKaNv联立以上三式可以消去界面浓度后得到：联立以上三式可以消去界面浓度后得到：（3-126）（3-127）（3-129）（3-128）413.4.4.3 化学吸收计算化学吸收计算（3-130）式式(3-129)是用是用气相总传质系数气相总传质系数表示的化学吸收速率方程，表示的化学吸收速率方程，其中气相总传质系数为：其中气相总传质系数为：对物理吸收，气相总传质系数为：对物理吸收，气相总传质系数为：akHakaKLAGG0011aEkHakaKLAGG011（3-131）423.

34、4.4.3 化学吸收计算化学吸收计算如果令：如果令：则有：则有：以下根据利用这些基本公式完成吸收塔设计计算。以下根据利用这些基本公式完成吸收塔设计计算。0LAGkHkB aKEBBaKGG011（3-132）433.4.4.3 化学吸收计算化学吸收计算计算化学吸收填料塔高度的通用方程计算化学吸收填料塔高度的通用方程 设填料塔的截面积为设填料塔的截面积为S，在高度为，在高度为dZ的填料层的填料层体积内，组分体积内，组分A的吸收速率为：的吸收速率为：吸收速率也可以表示为：吸收速率也可以表示为：211)(AAAAAydyGSyyGSdSyGdSdzyyaPkEBBaSdzNAAGA)(11*0（3-

35、133）（3-134）dZ443.4.4.3 化学吸收计算化学吸收计算 联立求解联立求解(3-133)和和(3-134)两式积分后得到计算化学吸收两式积分后得到计算化学吸收填料塔高度的通用方程：填料塔高度的通用方程：12111*20yyAAAAGEBByyydyaPKGZ（3-135）传质单元数传质单元数物理吸收过程的传质单元高度物理吸收过程的传质单元高度45本章思考题本章思考题1、基本概念：设计变量；关键组分；清晰分割；、基本概念：设计变量；关键组分；清晰分割；FUG简捷法；简捷法；特殊精馏；萃取精馏；共沸精馏；吸收过程；吸收因子；特殊精馏；萃取精馏；共沸精馏；吸收过程；吸收因子；解析因子；

36、化学吸收等。解析因子；化学吸收等。2、怎样用简捷法计算精馏过程的理论板板数和物料分配。、怎样用简捷法计算精馏过程的理论板板数和物料分配。3、萃取精馏的原理是什么？画出液相进料的萃取精馏流程。、萃取精馏的原理是什么？画出液相进料的萃取精馏流程。4、溶剂的作用？选择溶剂时考虑因素有哪些？、溶剂的作用？选择溶剂时考虑因素有哪些？5、共沸精馏的基本原理？理想共沸剂的要求？分离均相共沸物、共沸精馏的基本原理？理想共沸剂的要求？分离均相共沸物 的双塔双压法？画出一个二元非均相共沸精馏流程。的双塔双压法？画出一个二元非均相共沸精馏流程。6、请指出萃取精馏与共沸精馏的主要异同。、请指出萃取精馏与共沸精馏的主要异同。7、吸收的分类？吸收塔内组分分布特点？、吸收的分类？吸收塔内组分分布特点？8、简述精馏和吸收过程的主要异同。、简述精馏和吸收过程的主要异同。46阅读课本阅读课本 巩固知识巩固知识作业：作业：P119 习题习题3-19