研究生精品课程建设教案第四章传质及曝气（一）教学设计1.1本章节内容归纳本章节主要内容包括以下几个方面①气-液传质模型、数学模型来描述传质过程（Whitman、Higbie、Danckwerts理论）②曝气设备的传质分析③吹脱塔原理与设计1.2本章节重点本章节重点：双膜理论、曝气设备充氧能力、气泡传质、机械曝气、鼓风曝气、水膜的传质、氨吹脱本章节难点：双模理论理解、气泡与水膜的传质过程与应用1.3本章节教学内容本章教学内容如下4.传质及曝气4-1亨利定律4-2气一液传质模型4-3相似现象与相似准数4-4曝气设备的充氧能力4-5气泡的传质性能4-6鼓风曝气4-7机械曝气4-8水膜的传质性能4-9吹脱塔1.4本章节教学方法1.情景导入以鱼塘增氧机、曝气管入手、吹脱塔的图片入手，引入传质、曝气、吹脱塔概念。2.双案例关联传质在基础研究方面的应用（案例七）传质在工程设计方面的应用（案例八）1.4本章节教学互动与考核在课程双案例教学过程中，引导研究生进行相关的教学讨论。研究生在进行教学讨论之前，主动加强与指导老师的沟通，明确以后研究方向所需要的本门课1
1 研究生精品课程建设教案 第四章 传质及曝气 （一）教学设计 1.1本章节内容归纳 本章节主要内容包括以下几个方面 ①气-液传质模型、数学模型来描述传质过程（Whitman、Higbie、Danckwerts 理论） ②曝气设备的传质分析 ③吹脱塔原理与设计 1.2本章节重点 本章节重点：双膜理论、曝气设备充氧能力、气泡传质、机械曝气、鼓风 曝气、水膜的传质、氨吹脱 本章节难点：双模理论理解、气泡与水膜的传质过程与应用 1.3 本章节教学内容 本章教学内容如下 4.传质及曝气 4-1 亨利定律 4-2 气一液传质模型 4-3 相似现象与相似准数 4-4 曝气设备的充氧能力 4-5 气泡的传质性能 4-6 鼓风曝气 4-7 机械曝气 4-8 水膜的传质性能 4-9 吹脱塔 1.4 本章节教学方法 1. 情景导入 以鱼塘增氧机、曝气管入手、吹脱塔的图片入手，引入传质、曝气、吹脱塔 概念。 2.双案例关联 传质在基础研究方面的应用（案例七） 传质在工程设计方面的应用（案例八） 1.4 本章节教学互动与考核 在课程双案例教学过程中，引导研究生进行相关的教学讨论。研究生在进行 教学讨论之前，主动加强与指导老师的沟通，明确以后研究方向所需要的本门课
程的相关理论知识，了解这些理论知识在研究过程中的意义、地位、作用及如何应用，了解基础理论在创新工作中的作用。利用本课程建立的教学网站，并将这类问题变成启发问答式用来和学生互动，通过互动了解研究生对各个知识点掌握情况、学习的主动性、创新性等，并将互动情况作为课程成绩考核的一个部分，主要问题有：①传质的类型、②鱼塘增氧原理、③曝气充氧原理、④高氨氮废水处理、③抽风机尾气处理、③吹脱设计相关问题、填料与传质等。结合最后的理论课闭卷考试完成对课程教学的考核。（二）教学内容1.传质及曝气原理传质概念、气液传质模型、相似准数、机械曝气、鼓风曝气与吹脱2.传质及曝气与应用（1）机械曝气与鼓风曝气的原理与设计（2）氨氮吹脱原理与吹脱塔设计；s4.1亨利定律水溶液的亨利定律对水溶液亨利定律为：CA=HAPA式中：HA为亨利常数的另一形式，单位为mol/L-Pa，享利常数KA与温度间的关系：igkA=+KRTS4.2气一液传质模型用数学模型来描述传质过程，常用有：（1）1926年由Whitman提出的双膜理论，（2）1935年由Higbie提出的浅渗理论，（3）1951年由Danckwerts提出的表面更换理论。1.双膜理论双膜模型三个假定：A.在气一水交界面的两边各有一层不动的膜：B.氧的传递过程是稳定的，即通过气膜通量与通过水膜的通量是相等的；C.在交界面上，气与水立即达到平衡状态。2
2 程的相关理论知识，了解这些理论知识在研究过程中的意义、地位、作用及如何 应用，了解基础理论在创新工作中的作用。利用本课程建立的教学网站，并将这 类问题变成启发问答式用来和学生互动，通过互动了解研究生对各个知识点掌握 情况、学习的主动性、创新性等，并将互动情况作为课程成绩考核的一个部分， 主要问题有：①传质的类型、②鱼塘增氧原理、③曝气充氧原理、④高氨氮废水 处理、⑤抽风机尾气处理、⑥吹脱设计相关问题、⑦填料与传质等。结合最后的 理论课闭卷考试完成对课程教学的考核。 （二）教学内容 1. 传质及曝气原理 传质概念、气液传质模型、相似准数、机械曝气、鼓风曝气与吹脱 2. 传质及曝气与应用 （1）机械曝气与鼓风曝气的原理与设计 （2）氨氮吹脱原理与吹脱塔设计； §4.1 亨利定律 水溶液的亨利定律 对水溶液亨利定律为：cA=HApA 式中：HA 为亨利常数的另一形式，单位为 mol/L·Pa， 亨利常数 KA 与温度间的关系：lgkA= RT H − +K §4.2 气—液传质模型 用数学模型来描述传质过程，常用有：（1）1926 年由 Whitman 提出的双膜 理论，（2）1935 年由 Higbie 提出的浅渗理论，（3）1951 年由 Danckwerts 提出 的表面更换理论。 1.双膜理论 双膜模型三个假定： A.在气—水交界面的两边各有一层不动的膜； B.氧的传递过程是稳定的，即通过气膜通量与通过水膜的通量是相等的； C.在交界面上，气与水立即达到平衡状态
交界面交界面、cj浓度c一气主体一水主体—16. :图4-1传质的膜示意图4-2双膜理论KL为总传质系数1_Hk,+kg_H,1(4-1)K,-k,kikgk,式中，1/KL代表总阻力，H/kg及1/k1分别代表气膜及水膜的阻力，即总阻力为两者之和，这是双膜理论的基本点。KeKL=(4-2)H水膜的阻力控制了整个传递过程，氧气在水中的传递即属于这种情形。2.浅渗理论基本点是在气液相重复短暂的接触中不能达到稳态。3.表面更换理论面积微元在相应的接触时间内所传递的质量总和作为传质量。通量按这个概念来计算。s4.3相似现象与相似准数1.相似现象vl雷诺数Re=(4-3)D3
3 KL 为总传质系数 1 1 k1 k k H k K g g L + = = 1 1 k k H g + （4-1） 式中，l/KL 代表总阻力，H/kg及 1/k1 分别代表气膜及水膜的阻力，即总阻力 为两者之和，这是双膜理论的基本点。 KL= H Kg (4-2) 水膜的阻力控制了整个传递过程，氧气在水中的传递即属于这种情形。 2.浅渗理论 基本点是在气液相重复短暂的接触中不能达到稳态。 3.表面更换理论 面积微元在相应的接触时间内所传递的质量总和作为传质量。通量按这个概 念来计算。 §4.3 相似现象与相似准数 1.相似现象 雷诺数 vl Re = （4-3）
12弗劳德数Fr=(4-4)gl相似理论三条定理：(a)相似的现象，其相似准数的数值相等。(b)在相似现象的相似准数Kl，K2，K3，，Kn间可以得出一函数关系：(4-5)f(K1.K2.K3...,Kn)=0(c)两现象的单值量（即构成现象的决定量，如流体运动中的长度、速度、g及U等）一样，由这些单值量组成的准数数值相等时，则两现象相似。一般常把相似准数表达为下列函数形式：K,=cK'Kb...Ki(4-6)式中，c、a、b...等均为常数，常指只略受系统的几何形状的影响，c受几何形状的影响则很大，它实际上是一个形状系数。2.颗粒物或气泡在流体中的沉降或浮升速度d(p,p)g(4-7)颗粒在流体中所受的重力F=6yp.d,?(4-8)颗粒下沉时水的阻力F,=CpP,·24y2.d,dyp-1"d,pdtd,(P-)g-Cp(4-9)?4664Pp-pi一般终速度指加速度为0时的vp可得v(4-10)gd.3CDPiVpdppv,dp雷诺数为Re=(4-11)UCD值可划分为层流、过渡及紊流三个区。24层流区的Cp与雷诺数之间呈直线关系变化：Cp=(4-12)Re1 P,-pgd,?(4-13)Stokes公式：V,=18u（适用于Re<0.2）18.5过渡区（0.2<Re<500），C(4-14)Re0.6(Pp-pi)gd,1.61 1.4(4-15)相应的沉降速度为vPa4u0.613.94
4 弗劳德数 gl v Fr 2 = （4-4） 相似理论三条定理： (a)相似的现象，其相似准数的数值相等。 (b)在相似现象的相似准数 K1，K2，K3，.，Kn间可以得出一函数关系： f(K1,K2,K3.,Kn)=0 （4-5） (c)两现象的单值量（即构成现象的决定量，如流体运动中的长度、速度、g 及 等）一样，由这些单值量组成的准数数值相等时，则两现象相似。 一般常把相似准数表达为下列函数形式： a b i K1 cK2 K3 Kn = • • • （4-6） 式中，c、a、b.等均为常数，常指只略受系统的几何形状的影响，c 受几何 形状的影响则很大，它实际上是一个形状系数。 2.颗粒物或气泡在流体中的沉降或浮升速度 颗粒在流体中所受的重力 d ( - )g 6 1 p 1 3 F1 = p （4-7） 颗粒下沉时水的阻力 2 4 v 2 2 p 2 1 p D d F C = • • （4-8） 2 4 ( ) 6 1 6 2 2 1 1 3 3 p p p p D p p p v d d g C dt dv d = − − • （4-9） 一般终速度指加速度为 0 时的 vp 可得 p p D p gd C v 1 2 1 3 4 − = （4-10） 雷诺数为 p p p d p v d v Re = = （4-11） CD 值可划分为层流、过渡及紊流三个区。 层流区的 CD 与雷诺数之间呈直线关系变化： Re 24 CD = （4-12） Stokes 公式： 1 2 18 1 p p v p gd − = （4-13） （适用于 Re<0.2） 过渡区（0.2<Re<500）, 0.6 Re 18.5 CD = (4-14) 相应的沉降速度为 0.4 0.6 1 1.6 1.4 1 ( ) 13.9 1 p p p gd v − = （4-15）
在素流区（Re>500）CD=0.44为常数(4-16)(p,-p)gd,(4-17)相应的沉降速度为v，=1.74Pi3.Crashof 数βppg（cAo-）/μu?项称为传质的Crashof数，反映由于浓度差产生自然对流的相似准数．常用Cr代表。（cA-c）代表一个浓度差△cA，实际也反映了水的密度差△p，传质的Crashof数可写成1'pgApGr=(4-18)u?4.扩散过程的相似包括两个相似准数，一个是控制主体扩散过程的Schmidt数Sc,另一个是控制扩散边界相似的Sherwood数Sh。VIvl/D称为传质的Peclet数，用Pe表示即Pe=(4-19)D用Pe除以雷诺数vl/u得无量纲u/D称为Schmidt数，用Sc表示为(4-20)Pe=Re·ScSc=-(4-21)PD"DdcK,dz-(4-22)DC'-C,式的右边项代表水膜内dz厚度的浓度差dc与整个膜的浓度差c*-cb之比。从式左边项可得 Sherwood 数 Sh为Sh=K!(4-23)D由上式可知大的Sh数反应界面处的浓度差小，即边界的阻力小。5.相似准数的物理意义把一个相似准数理解为不同的力或效应间的比值，就会对这个相似准数获得明确的物理概念。如把Crashof数解释为浮力与粘滞力之比，浮力用密度差（△p）×体积（长度）3×重力加速度（g）表示得5
5 在紊流区（Re>500）CD=0.44 为常数 (4-16) 相应的沉降速度为 1 1 ( ) 1.74 p p p gd v − = (4-17) 3.Crashof 数 l 3 pg（cAOA c ）/ 2 项称为传质的 Crashof 数，反映由于浓度差产生自然对 流的相似准数．常用 Cr 代表。（cA- A c ）代表一个浓度差△cA，实际也反映了水 的密度差△ ，传质的 Crashof 数可写成 2 3 = l g Gr （4-18） 4.扩散过程的相似 包括两个相似准数，一个是控制主体扩散过程的 Schmidt 数 Sc,另一个是控制 扩散边界相似的 Sherwood 数 Sh。 vl/D 称为传质的 Peclet 数，用 Pe 表示即 D vl Pe = （4-19） 用 Pe 除以雷诺数 vl/ 得无量纲 /D,称为 Schmidt 数，用 Sc 表示为 Pe = Re• Sc （4-20） D D Sc = = （4-21） b L c c dc D K − = − dz （4-22） 式的右边项代表水膜内 dz 厚度的浓度差 dc 与整个膜的浓度差 c * -cb 之比。 从式左边项可得 Sherwood 数 Sh 为 D K l Sh L = （4-23） 由上式可知大的 Sh 数反应界面处的浓度差小，即边界的阻力小。 5.相似准数的物理意义 把一个相似准数理解为不同的力或效应间的比值，就会对这个相似准数获得 明确的物理概念。 如把 Crashof 数解释为浮力与粘滞力之比，浮力用密度差（ ）×体积（长 度）3×重力加速度（g）表示得
Ap·长度”.gAp·长度”.g.pAp.长度”.g.pCr :μ·长度?·速度梯度μ·长度?.（1/时间）pμ.p·长度.（1/时间·长度）1.pgAp长度pgAp长度pgApu?μp·长度3（1/时间·长度）-μ.（质量/长度·时间）式中，（质量/长度.时间）为粘度u的量纲。s4.4曝气设备的充氧能力(4-24)M。=Noa=K,a(p"-p,)但是，同一曝气设备的KLa值和饱和的溶解氧浓度p*随水质和温度变化，故一般规定在0.1MPa大气压下，用溶解氧浓度为0的自来水，并在20℃温度下进行试验，所求得的KLa值称为标准传氧速率，此种试验的条件为标准状态。故同一曝气设备用于实际废水时造成的差异用经验系数表示如下：(K,a)t= (K,a)20 ~1.02t-20(4-25)(K,a)=α(Kra)(4-25)(β*),= β(p )(4-27)Ecken-felder修正。dp=(K,a)标P"在标准状态时Mo标(4-28)dt）标(dp=α(K,a)标(βp°-pb))(4-29)在实际状态Mo实dtα(βp-p.)(dp)=Mo标Mo实(4-30)dt）实p*S4.5气泡的传质性能1.气泡界面的氧气浓度淹没气泡界面的氧气饱和浓度计算：(73.6h+ pW。(4-31)Ph/3=p4215206
6 2 3 3 3 3 3 3 2 3 2 3 g ( / g 1/ g 1/ g 1/ g g • = • • = • • • • = • • • • • • • = • • • • • • = • • • • = p l Cr 质量 长度 时间） 长度 长度 （ 时间 长度） 长度 长度 （ 时间 长度） 长度 长度 （ 时间） 长度 长度 速度梯度 长度 式中，（质量/长度●时间）为粘度 的量纲。 §4.4 曝气设备的充氧能力 ( ) MO = NO = KL a − b a （4-24） 但是，同一曝气设备的 KLa 值和饱和的溶解氧浓度 随水质和温度变化， 故一般规定在 0.1 MPa 大气压下，用溶解氧浓度为 0 的自来水，并在 20℃温度 下进行试验，所求得的 KLa 值称为标准传氧速率，此种试验的条件为标准状态。 故同一曝气设备用于实际废水时造成的差异用经验系数表示如下： ( ) ( ) t 20 20 a 1.02 − = • L KL K a t （4-25） ( ) ( ) L w L t K a = K a （4-25） ( ) ( ) w t = （4-27） Ecken-felder 修正。 在标准状态时 ( ) = = 标 标 标 a d O KL dt M （4-28） 在实际状态 ( ) ( ) b a d = − = 标 实 O实 KL dt M （4-29） ( ) − = = d b 标 实 O实 MO dt M （4-30） §4.5 气泡的传质性能 1.气泡界面的氧气浓度 淹没气泡界面的氧气饱和浓度计算： + + = 1520 42 73.6 / 3 O h h p W （4-31）
p=P-P.475-2.65S(4-32)760-p33.5+t2.气泡在水中的上升速度Re在300~4000范围内，用Mendelson公式计算：2g+gd,(4-33)Vh:2[d,P]3.气泡的传质系数气泡的传质系数计算Dv在Re1000时：Sh=1.13Pel/2k, =1.13(4-37)d.Eckenfelder表达Sh·h1/3 = β' Re(Sc)"2(4-38)h"3K,d,"d,p即(4-39)DuP,D4.氧气的利用效率例4-1设扩散器在曝气池的20℃废水中鼓空气泡的平均直径为0.3cm，池子水深2m。保持池内溶解氧的主体浓度为2rng/L，求(V)气泡的氧气传质系数；(2)计算氧的利用效率。假定气泡的直径在上升的过程中保持不变，水的静压力无影响。解：（1）求传质系数先假设气泡上升速度可用式4-68计算：(2×72.75981×0.3)20+gd,=25.1 (cm/s)7h:0.3×12(dP2Re为25.1×0.3/0.01=750，说明公式选用正确.按Re=750用公式4-71求传质系数，扩散系数D由表查为2.1×10-5cm2/s。7
7 t S p p p + − • − − = 33.5 475 2.65 760 （4-32） 2.气泡在水中的上升速度 Re 在 300~4000 范围内，用 Mendelson 公式计算： 1/ 2 1 2 2 = + b b b gd d v （4-33） 3.气泡的传质系数 气泡的传质系数计算 在 Re1000 时： 1/ 2 Sh = 1.13Pe 1/ 2 1 1.13 = b b d Dv k （4-37） Eckenfelder 表达 ( ) 1/ 3 ' 1/ 2 Sh • h = Re Sc （4-38） 即 1/ 2 1 ' 1 1/ 3 = D d v D h KL db b b （4-39） 4.氧气的利用效率 例 4-1 设扩散器在曝气池的 20℃废水中鼓空气泡的平均直径为 0.3 cm，池 子水深 2 m．保持池内溶解氧的主体浓度为 2rng/L，求(I)气泡的氧气传质系数； (2)计算氧的利用效率。假定气泡的直径在上升的过程中保持不变，水的静压力 无影响。 解： (1）求传质系数 先假设气泡上升速度可用式 4-68 计算： 25.1 2 981 0.3 0.3 1 2 72.75 2 2 1/ 2 1/ 2 1 = + = = + b b b gd d v （cm/s） Re 为 25.1×0.3/0.01=750，说明公式选用正确.按 Re=750 用公式 4-71 求传质 系数，扩散系数 D 由表查为 2.1×10-5 cm2 /s
1/22.92.9(0.3x25.1)Sh =1.13Pel/2=1.13=639Re112750/2(2.1×10-5K, = 639×2.1×10-sK,de = 639,故得：Sh==0.0447(cm/s）D0.3（2）计算氧的利用效率按1L水中所含空气泡的体积来建立氧气的物料衡算关系。p (Nmd, /6)p'vVnsH·RTRTH.RT通过1L水中的气泡表面每秒钟所传人水中的氧气量的KLa(°-P,)]，得物料衡算方程为p°-pb)=0.789(p"-P,)式中下标分别代表气泡上浮起点和上升2m。因p,保持为2mg/l在起点处p=9.17mg/l.故得气泡到表面时的浓度：p*=0.789(9.17-2)+2=7.66mg/l氧气的利用效率为9.17-7.66= 16.5%9.17$4.6鼓风曝气O.tend,60,h即a单位容积液体中的气泡面积为α(4-40)Vd,vv(元 /6)d,h式中te=Vb8
8 639 2.1 10 0.3 25.1 750 2.9 1.13 1 Re 2.9 1.13 1 1/ 2 5 1/ 2 1/ 2 1/ 2 2 1 1/ 2 = = − = − − Sh Pe 故得： = = 639 D K d Sh L b , 0.0447 0.3 639 2.1 10 5 = = − KL (cm/s) （2）计算氧的利用效率 按 1 L 水中所含空气泡的体积来建立氧气的物料衡算关系。 ( ) H RT N d H RT V RT pV n b • = • = = / 6 3 通过 1L 水中的气泡表面每秒钟所传人水中的氧气量的 KLa ( ) − b ]，得物 料衡算方程为 ( ) ( ) 0.789 0 2 = − − b b 式中下标分别代表气泡上浮起点和上升 2m。 因 b 保持为 2mg/l,在起点处 =9.17mg/l.故得气泡到表面时的浓度： = 0.789(9.17 − 2) + 2 = 7.66mg /l 氧气的利用效率为 16.5% 9.17 9.17 7.66 = − §4.6 鼓风曝气 单位容积液体中的气泡面积为 ( ) V d d Q t a b b g c 2 3 / 6 = ，即 d v V Q h a b b 6 g = （4-40） 式中 tc= b v h
这样的鼓风装置，在曝气池内无机械搅拌设备，故称非搅拌式鼓风系统。由气泡所得到的比表面积a乘以适当的传质系数KL值：即得到曝气的总传质系数KLa。s4.7机械曝气机械曝气器分为两类，一类是表面曝气器，另一类是淹没的叶轮曝气器。1.表面曝气器表面曝气器的特性参数：(a)消耗功率；(b)抽吸流量；（c)总传质速率Kla。根据相似理论，表面曝气器的消耗功率PL可以用功率数Np表示为P,(4- 41)Np=KiN'DSpNo=K2_0(4- 42)ND3K2也是一个经验系数,K2Q表示同一叶轮在淹没条件下所抽吸的流量。2.没式曝气器淹没式曝气器一般在产生气泡的同时，对气泡进行搅拌，这是一种搅拌型鼓泡系统。U--[d,NDpK,d.2=0.33对搅拌作用反映的公式为：(4-43)DADp式中．D为搅拌浆的直径，N为转速。式子的左边为Sh数，右边第一项表示Re数，以与搅拌有关的ND组成特征速度，气泡直径db特征长度，对雷诺数有了新的思路，右边第二项为Sc数的常见形式。S4.8水膜的传质性能1.水膜的厚度3g）3水膜厚度的计算公式：=(4 -44)(pbgsin)水膜底部的剪应力s8为：s8=8pgsine(4-45)从光滑板上下落的水膜，当Re500时，水膜运动进入过9
9 这样的鼓风装置，在曝气池内无机械搅拌设备，故称非搅拌式鼓风系统。 由气泡所得到的比表面积 a 乘以适当的传质系数 KL 值．即得到曝气的总传 质系数 KLa。 §4.7 机械曝气 机械曝气器分为两类，一类是表面曝气器，另一类是淹没的叶轮曝气器。 1. 表面曝气器 表面曝气器的特性参数：(a)消耗功率；(b)抽吸流量；(c)总传质速率 K1a。 根据相似理论，表面曝气器的消耗功率 PL 可以用功率数 Np 表示为 NP=K1 3 5 N D PL • (4- 41) NQ=K2 3 ND Q (4- 42) K2 也是一个经验系数, K2Q 表示同一叶轮在淹没条件下所抽吸的流量。 2.淹没式曝气器 淹没式曝气器一般在产生气泡的同时，对气泡进行搅拌，这是一种搅 拌型鼓泡系统。 对搅拌作用反映的公式为： 0.6 0.5 0.33 = D d ND D KL db p (4-43) 式中．D 为搅拌浆的直径，N 为转速。式子的左边为 Sh 数，右边第一项表 示 Re 数，以与搅拌有关的 ND 组成特征速度，气泡直径 db 特征长度，对雷诺数 有了新的思路，右边第二项为 Sc 数的常见形式。 §4.8 水膜的传质性能 1.水膜的厚度 水膜厚度 δ 的计算公式： 3 1 sin 3 = bg Q (4 -44) 水膜底部的剪应力 为： = g sin （4-45） 从光滑板上下落的水膜，当 Re500 时，水膜运动进入过
渡区；当Re>10002000时，才发展成完全的紊流。从过渡区到Re4500时，全部波浪才能消失。2.沿光滑板下落的水膜传质系数k图4-23综合了一些水膜吸收C02的kl值数据，它表示出Re数和倾斜角0的影响，以及表面活性荆对于kl值的影响。此对O2与水膜间的扩散过程基本上是可以应用。S4.9吹脱塔利用情性气体将解吸出来的气体带走的操作称吹脱。吹脱塔即利用水膜与空气相接触的方法，塔中有填料，与冷却塔的构造类似；废水自塔顶下流，经过填料形成水膜，空气向上流，把水中解吸出来的气体带走。冷却塔实际起了一个CO2的吹脱塔的作用。吹脱塔设计的基本假定是：从塔顶出来的空气，其中所含的解吸出来的气体的分压与进入塔顶废水中的同一气体的分压相等。1.一般方程式如图4-25所示，在高为Z断面面积为S的吹脱塔底部吹入空气的流量为QLm3/s，从塔顶往下流的水流量为QLm3/s。水在下流过程中通过在填料上形成的水膜，向空气中传递其中所含的气体或挥发性物质A，在塔顶水中所含的A，浓度为Pz，由于吹脱作用，当水出塔时，其浓度达到允许的值p。空气在进塔时，其中不含A。故分压pA为零，在出塔时所含A达最大值，分压pA值也最大。含A的水Lmol/sA的摩尔分数—A的摩尔分数191断面面积S城科墅N漆窖O87A的摩尔分数X空气Gmol/sA的摩尔分数一0图4-1在塔的高度为z处取体积微元Sdz建立物料衡算方程时，则得下列熟悉的形式：10
10 渡区；当 Re>1 000—2 000 时，才发展成完全的紊流。从过渡区到 Re4500 时，全部波浪才能消失。 2．沿光滑板下落的水膜传质系数 k1 图 4- 23 综合了一些水膜吸收 C02 的 k1 值数据，它表示出 Re 数和倾斜角 θ 的影响，以及表面活性荆对于 k1 值的影响。此对 O2 与水膜间的扩散过程基本上 是可以应用。 §4.9 吹脱塔 利用惰性气体将解吸出来的气体带走的操作称吹脱。吹脱塔即利用水膜与空 气相接触的方法，塔中有填料，与冷却塔的构造类似；废水自塔顶下流，经过填 料形成水膜，空气向上流，把水中解吸出来的气体带走。冷却塔实际起了一个 CO2 的吹脱塔的作用。吹脱塔设计的基本假定是：从塔顶出来的空气，其中所含 的解吸出来的气体的分压与进入塔顶废水中的同一气体的分压相等。 1.一般方程式 如图 4-25 所示，在高为 Z 断面面积为 S 的吹脱塔底部吹入空气的流量为 QL m3 /s，从塔顶往下流的水流量为 QL m3 /s。水在下流过程中通过在填料上形成的 水膜，向空气中传递其中所含的气体或挥发性物质 A,在塔顶水中所含的 A，浓 度为 2 ，由于吹脱作用，当水出塔时，其浓度达到允许的值 1 。空气在进塔时， 其中不含 A。故分压 pA 为零，在出塔时所含 A 达最大值，分压 pA 值也最大。 图 4-1 在塔的高度为 z 处取体积微元 Sdz 建立物料衡算方程时，则得下列熟悉的形 式：