西北大学：《化工原理》课程教学资源（课件讲稿）第八章 气体吸收 第四节 相际传质

西北大学化工原理 第四节 相际传质 一、相际传质速率 1、相际传质速率方程 若吸收塔某界面气液两相浓度分别为y和 x，则 气相传质速率式 液相传质速率式 ( ) ( ) gA yi i = − = − yykPPkN ( ) ( xxkCCkN ) = iLA − = ix − pkk gy = ⋅ Ckk MLx = ⋅ 如果传质为解吸过程，则上述速率式的推动力应惯以 “负”号

西北大学化工原理 第四节 相际传质 一、相际传质速率 1、相际传质速率方程 若吸收塔某界面气液两相浓度分别为y和 x，则 气相传质速率式 液相传质速率式 ( ) ( ) gA yi i = − = − yykPPkN ( ) ( xxkCCkN ) = iLA − = ix − pkk gy = ⋅ Ckk MLx = ⋅ 如果传质为解吸过程，则上述速率式的推动力应惯以 “负”号

西北大学化工原理 ( ) x k m i x k i y k i A xxmxxyy N − = − = − = 1 1 ( ) y i A k Nyy 1 =− ( ) x i A k m Nxxm ⋅=− 两式相加 ( ) ( ) ( ) x k m y − i + i − = Nxxmyy A k + 1 ( ) ( ) x k m y k i i A xxmyy N + −+− = 1

西北大学化工原理 ( ) x k m i x k i y k i A xxmxxyy N − = − = − = 1 1 ( ) y i A k Nyy 1 =− ( ) x i A k m Nxxm ⋅=− 两式相加 ( ) ( ) ( ) x k m y − i + i − = Nxxmyy A k + 1 ( ) ( ) x k m y k i i A xxmyy N + −+− = 1

西北大学化工原理 斜率m x xi xe ye 0 b a 界面浓度用b点表示，与x相平衡的ye， 与y相平衡的是xe. 如果在我们所讨论的范围内，平衡县可近 似看成斜率为m的直线，一定有 y yi ( ) ( xxmyy ) − ei = i − ( ) ( ) ( ) i ie i ie − = − ⇒ − = − xxmyyxxmyy 或 ( ) i ei 把 − = − yyxxm 代入上式有 ( ) ( ) x k m y k e x k m y k i ei A yyyyyy N + − = + −+− = 1 1

西北大学化工原理 斜率m x xi xe ye 0 b a 界面浓度用b点表示，与x相平衡的ye， 与y相平衡的是xe. 如果在我们所讨论的范围内，平衡县可近 似看成斜率为m的直线，一定有 y yi ( ) ( xxmyy ) − ei = i − ( ) ( ) ( ) i ie i ie − = − ⇒ − = − xxmyyxxmyy 或 ( ) i ei 把 − = − yyxxm 代入上式有 ( ) ( ) x k m y k e x k m y k i ei A yyyyyy N + − = + −+− = 1 1

西北大学化工原理 记 xyy k m kK += 11 ( ) A y e 则 = − yyKN Ky —气相浓度差（y-ye）为推动力的总传质系数， kmol/s.m2 若 ( ) x i y i A k xx mk myy N 11 − = − = ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) y x e y iie y x i i A kmk xx kxmk xxxx kmk xxmyy N 11 1111 + − = + −+− = + −+− =

西北大学化工原理 记 xyy k m kK += 11 ( ) A y e 则 = − yyKN Ky —气相浓度差（y-ye）为推动力的总传质系数， kmol/s.m2 若 ( ) x i y i A k xx mk myy N 11 − = − = ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) y x e y iie y x i i A kmk xx kxmk xxxx kmk xxmyy N 11 1111 + − = + −+− = + −+− =

西北大学化工原理 y x x kmk K 11 1 + = yx x kmkK 111 记 则 += ( xxKN ) A = ex − Kx称以液相浓度差（xe-x）为推动力的总传质系数， kmol/s.m2 比较Kx和Ky两式 xyx Kk y m kK m 11 =+= y = KmK x

西北大学化工原理 y x x kmk K 11 1 + = yx x kmkK 111 记 则 += ( xxKN ) A = ex − Kx称以液相浓度差（xe-x）为推动力的总传质系数， kmol/s.m2 比较Kx和Ky两式 xyx Kk y m kK m 11 =+= y = KmK x

西北大学化工原理 图8-19b 可以导出解吸速率方程 ( ) ( ) yyKN xxKN A ey A x e −= = − 注意：吸收与解吸的推动力刚好相反

西北大学化工原理 图8-19b 可以导出解吸速率方程 ( ) ( ) yyKN xxKN A ey A x e −= = − 注意：吸收与解吸的推动力刚好相反

西北大学化工原理 2、传质速率方程的各种表达形式

西北大学化工原理 2、传质速率方程的各种表达形式

西北大学化工原理 二、界面浓度与传质阻力 1.界面浓度的求取 ( ) ( ) yA i ixA yykN xxkN −= = − 上两相比得 y x i i k k xx yy −= − − y x xi a b (xi, yi) 斜率-Kx/Ky yi 图 界面浓度的求取 确定xi, yi的方法有两种。 （1）、若已知溶解度曲线图 ，过点a，以 为斜率作一 直线，该直线与平衡线交一点 b，b点的坐标即为所求的界面 浓度。 y x k k − 过a点

西北大学化工原理 二、界面浓度与传质阻力 1.界面浓度的求取 ( ) ( ) yA i ixA yykN xxkN −= = − 上两相比得 y x i i k k xx yy −= − − y x xi a b (xi, yi) 斜率-Kx/Ky yi 图 界面浓度的求取 确定xi, yi的方法有两种。 （1）、若已知溶解度曲线图 ，过点a，以 为斜率作一 直线，该直线与平衡线交一点 b，b点的坐标即为所求的界面 浓度。 y x k k − 过a点

西北大学化工原理 （2）若一直平衡线的函数形式y=f(x)，联立 ( ) ⎪⎩ ⎪⎨⎧ −= − − = y x i i k k xx yy xfy 可得界面浓度xi, yi. 2、气相阻力控制和液相阻力控制 xyy k m kK += 11 总传质阻力 K y 1 为气相阻力 与液相阻力 的和。 x k m y k 1

西北大学化工原理 （2）若一直平衡线的函数形式y=f(x)，联立 ( ) ⎪⎩ ⎪⎨⎧ −= − − = y x i i k k xx yy xfy 可得界面浓度xi, yi. 2、气相阻力控制和液相阻力控制 xyy k m kK += 11 总传质阻力 K y 1 为气相阻力 与液相阻力 的和。 x k m y k 1

西北大学化工原理 y x k m k >> 1 Ky ≈ k 当 时 y 气相阻力控制 气相阻力控制的条件： >1 y x y x k k kk 或 即ab线很陡（y-yi）较大， ( ) yA i = − yykN NA 一定时，ky较小。 （1） （2）、溶质在吸收剂中的溶解度很大，即平衡线斜率很m 小，即平衡线较平，yi较接近ye，即 ( ) i e − )( ≈ − yyyy

西北大学化工原理 y x k m k >> 1 Ky ≈ k 当 时 y 气相阻力控制 气相阻力控制的条件： >1 y x y x k k kk 或 即ab线很陡（y-yi）较大， ( ) yA i = − yykN NA 一定时，ky较小。 （1） （2）、溶质在吸收剂中的溶解度很大，即平衡线斜率很m 小，即平衡线较平，yi较接近ye，即 ( ) i e − )( ≈ − yyyy