多組分多級(jí)分離過程分析與簡捷計(jì)算

1、第三章 多組分多級(jí)分離過程分析與簡捷計(jì)算,教師：何壽林制作：何壽林,多組分精餾： 1.組分?jǐn)?shù)C>2 2.求解數(shù)目較多方程 ——變量分析 3塔內(nèi)分布復(fù)雜——過程分析 4計(jì)算簡捷法：Fenske-Undewood-Gilliland法 共沸精餾圖解法 萃取精餾簡化法 吸收因子法

2、 逆流萃取集團(tuán)法逐板法：嚴(yán)格計(jì)算（非本章內(nèi)容）,返回,第三章 多組分多級(jí)分離過程分析與簡捷計(jì)算,第一節(jié) 設(shè)計(jì)變量第二節(jié)多組分精餾過程第三節(jié) 萃取精餾和共沸精餾第四節(jié) 吸收和蒸出過程第五節(jié) 萃取過程,第一節(jié) 設(shè)計(jì)變量,3.1.1 單元的設(shè)計(jì)變量 3.1.2 裝置的設(shè)計(jì)變量,返回,設(shè)計(jì)變量：確定設(shè)計(jì)中已知變量例如二元精餾： 可解出：N；…,變量數(shù) ：,返回,3.1.1

3、 單元的設(shè)計(jì)變量,將復(fù)雜化工裝置分解成簡單單元，求 ：,例1.分配器,例2.產(chǎn)物為兩相的全凝器,例3.簡單絕熱操作理論板,設(shè)計(jì)變量真難！,返回,3.1.2 裝置的設(shè)計(jì)變量,由單元設(shè)計(jì)變量確定：,∴吸收塔設(shè)計(jì)變量：,指定為理論板數(shù)或關(guān)鍵組分吸收率,例5. 簡單精餾塔,查表3—1：,9股單元物流數(shù)；,對精餾塔歸納出簡便、可靠的 確定設(shè)計(jì)變量的方法：

4、 （1）按每一單相物流有（C+2）個(gè)變 量， 計(jì)算由進(jìn)料物流所確定的固 定設(shè)計(jì)變量數(shù)。 （2）確定裝置中具有不同壓力的數(shù)目。 （3）上述兩項(xiàng)之和即為裝置的固定設(shè)計(jì)變量數(shù)。（4）將串級(jí)單元數(shù)目、分配器的數(shù)目、側(cè)線采出單元數(shù)目及傳熱單元數(shù)目相加，便是

5、整個(gè)裝置的可調(diào)設(shè)計(jì)變量，,例6. 帶一個(gè)側(cè)線采出口的精餾塔 設(shè)塔內(nèi)與進(jìn)料壓力相等,返回,二個(gè)極限條件：,第二節(jié) 多組分精餾過程,第二節(jié) 多組分精餾過程,3.2.1 多組分精餾過程分析 3.2.2 最小回流比3.2.3 最少理論塔板數(shù)和組分分配3.2.4 實(shí)際回流比、理論板數(shù)、進(jìn)料位置,返回,3.2.1 多組分精餾過程分析,一、關(guān)鍵組分 1.關(guān)鍵組分的引出一般精餾： 對于設(shè)計(jì)型計(jì)算，5個(gè)可調(diào)設(shè)計(jì)變

6、量為：,i、j為在精餾中起關(guān)鍵作用的組分，稱關(guān)鍵組分。 i：揮發(fā)度大的組分，稱輕關(guān) 鍵組分，表示：LK，下標(biāo)：l j：揮發(fā)度小的組分，稱重關(guān) 鍵組分，表示：HK，下標(biāo)：h,對于精餾中的非關(guān)鍵組分： 設(shè) 為非關(guān)鍵組分i對HK的相對揮發(fā)度。,4. 關(guān)鍵組分的指定原則 由工藝要求決定,例：ABCD（按揮發(fā)度依次減少排列）混合物分離 ◆工藝要求按AB與CD分開：,則：B為LK；C為HK,◆工藝要求先分

7、出A：,則：A為LK；B為HK,二、設(shè)計(jì)計(jì)算多組分精餾過程的復(fù)雜性,1. 確定后，頂釜濃度未確定 物料衡算確定頂釜濃度,二種方法： ★清晰分割法 假設(shè)LNK全部從塔頂采出； 假設(shè)HNK全部從塔釜采出。,★非清晰分割法 各組分在頂、釜都有可能存在。,流量分布、溫度分布、濃度分布復(fù)雜 ★流量分布 分子汽化

8、潛熱相近，可視為恒摩爾流 例：苯—甲苯物系（圖3—4） 苯—甲苯—異丙苯物系（圖3—5） 分子汽化潛熱不相近，V、L有變化， 但V/L變化不大,★溫度分布 泡點(diǎn)與組成密切相關(guān)，溫度分布接近組成分布形狀。（圖3—4），（圖3—6）。,★濃度分布1.進(jìn)料板附近各組分濃度變化較大，原因是 引入的組分包含全部組成。,2.對非關(guān)鍵組分 精餾段：HNK迅速消失；

9、 LNK以接近于常數(shù)濃度在進(jìn)料板以上各 板中出現(xiàn)，接近頂部急劇增加，在出料 液中達(dá)到最高。 提餾段：LNK迅速消失； HNK在再沸器中濃度最高，從釜向上幾 板下降較大，然后變化不大，一直延伸到 進(jìn)料板。,3.關(guān)鍵組分 變化復(fù)雜

10、 ▼ 若無LNK時(shí)：HK分別在二段出現(xiàn)兩個(gè)最高點(diǎn)，LK表現(xiàn)象LNK。（圖3—7） ▼ 若無HNK時(shí)：LK分別在二段出現(xiàn)兩個(gè)最高點(diǎn)， HK表現(xiàn)象HNK。（圖3—8） ▼有LNK、HNK，且都不同時(shí)出現(xiàn)在頂、釜時(shí)： LK在精餾段出現(xiàn)一個(gè)最大值，然后降到所規(guī)定的濃度； HK在提餾段出現(xiàn)一個(gè)最大值，然后降到所規(guī)的濃度。 （圖3—9）,返回,3.2.2 最小回流比,1. 時(shí)，恒濃區(qū)出現(xiàn)的情況,恒

11、濃區(qū)——精餾塔中全部濃度不變的區(qū)域,,二元精餾：,恒濃區(qū)：一個(gè)，出現(xiàn)在 進(jìn)料板,多元精餾：定義：頂釜同時(shí)出現(xiàn)的組分——分配組分 只在頂或釜出現(xiàn)的組分——非分配組分一般：LK、HK和中間關(guān)鍵組分為分配組分； 非關(guān)鍵組分可以是分配組分，也可以是非分配組分。,多元精餾特點(diǎn)： ▼各組分相互影響，存在上、下恒濃區(qū) ▼所有進(jìn)料組分中有非分配組分的影響 ▼恒濃區(qū)位置

12、不一定在進(jìn)料板處,依據(jù)：恒濃區(qū)概念,關(guān)聯(lián)式：相平衡、物料平衡,Underwood公式：,誤差：10～20%,返回,3.2.3 最少理論板數(shù)和組分分配,1.最少理論板數(shù),采用Fenske方程求最少理論板數(shù)，推導(dǎo)如下：,用（1）、（2）式推導(dǎo)Fenske方程：,設(shè)塔頂采用全凝器（板序由上向下）：,以次類推：,Fenske方程的各種形式：,Fenske方程說明：,返回,2. 非關(guān)鍵組分分配,列方程；,將D、W代入表中，完成物料衡算表（略）,

13、2. 求最少理論板數(shù),3. 核實(shí)清晰分割的合理性,5.調(diào)整 以前面結(jié)果為初值，進(jìn)行試差,例3—3：計(jì)算已知：1。 2. 分離要求,解：選甲苯為LK，異丙苯為HK，二甲苯為中間關(guān)鍵組分。物料分配時(shí)要對二甲苯試差,1. 設(shè) （依據(jù)相對揮發(fā)度估計(jì)）其他組分按清晰分割法處理，初算結(jié)果如下表。,核算中間組分：,核算LNH組分

14、B：,核算中間組分：,5. 重復(fù)3的計(jì)算，完善物料衡算表,返回,3.2.4 實(shí)際回流比、理論板數(shù)、進(jìn)料位置,一、實(shí)際回流比R 由操作費(fèi)、設(shè)備費(fèi)確定 由經(jīng)驗(yàn)取： R=（1.1～1.5）Rm,二、理論板數(shù),用Gilliand圖簡便、但不準(zhǔn)確，回歸的經(jīng)驗(yàn)式為：,已知X，由（3—16）或（3—17）解出y,三、適宜進(jìn)料位置的確定,例3—4 分離烴類混合物 例3—1 求出Rm=1.306；

15、 例3—2求出Nm=6.805和物料衡算表 本題求N，進(jìn)料位置解：1.求R R=1.25Rm=1.634,三、確定進(jìn)料位置,塔中實(shí)際板為18塊,四、不同回流比下物料分配的比較 不同回流比物料分配如圖（3—14）,對于操作情況，R=(1.2～2)Rm,由Fenske方程： [對全回流情況],結(jié)論：可用操作回流比下

16、的物料分配，采用 Fenske方程計(jì)算Nm。,簡捷計(jì)算法步驟：1.由工藝要求選LK，HK，物料分配得出,返回,1.問題的引出,分離乙醇～水混合物,分離丁烯-2～丁烷,問題：如何分離 的混合物？,第三節(jié) 萃取精餾和共沸精餾,2.特殊精餾 在 和 的溶液中加入一個(gè)新組分S，使它對原溶液中各組分產(chǎn)生不同作用，從而改變原溶液組分之間相對揮發(fā)度

17、，使系統(tǒng)變的易于分離。 及：特殊精餾為既加能量又加質(zhì)量分離劑的精餾。,原溶液加新組分后形成最低共沸物從塔頂采出。 ——共沸精餾，S為共沸劑,原溶液加新組分后不形成共沸物且S沸點(diǎn)最高，從塔釜采出 ——萃取精餾，S為萃取劑或溶劑,第三節(jié) 萃取精餾和共沸精餾,3.3.1 萃取精餾 3.3.2 共沸精餾,返回,3.3.1 萃取精餾,一

18、、流程,特點(diǎn)：1. 二塔串聯(lián);2. S為難揮發(fā)組分， 一般在近于塔頂 加入.,二、萃取精餾原理和溶劑選擇,1.溶劑的作用,由三元物系Margules方程：,將上式代入（3—20）：,恢復(fù),,分析（3—26）：,討論：,(3—27）成立的必要條件：,●,●,溶劑的作用：,體現(xiàn)：原溶液沸點(diǎn)差不大（ ）非理想性不很強(qiáng)時(shí)，,★ 稀釋原溶液：,體現(xiàn)：當(dāng)原溶液沸點(diǎn)差大，非理想性很強(qiáng)時(shí)，

19、 加S后，濃度下降，而 增加，由（3—23）： 小，突出了 作用。,,返回,補(bǔ)充作業(yè)：在萃取精餾中，已知60℃時(shí)：,2. 溶劑的選擇,考慮分子極性 選擇在極性上更類似于HK的化合物作溶劑，降低HK的揮發(fā)度。 例：分離甲醇（沸點(diǎn)64.7℃），丙酮（沸點(diǎn)65.5℃）,a.選烴作溶劑，丙酮為難揮發(fā)組分2；

20、b.選水作溶劑，甲醇為難揮發(fā)組分2。,極性順序：[由小到大],考慮能否形成氫鍵S加入后形成的溶液： 僅有氫鍵生成，則呈現(xiàn)負(fù)偏差； 僅有氫鍵斷裂，則呈現(xiàn)正偏差。（表3—2）,考慮其它因數(shù) 1. 沸點(diǎn)高、不與1、2組分共沸，不起化學(xué)反應(yīng)。 2. 溶解度大。 3. 溶劑比（溶劑/進(jìn)料）不得過大。 4. 無毒、不腐蝕、低廉、易得。,三、萃取精餾過程分析,1.塔內(nèi)流量分布,設(shè)S為純組分，在塔頂采出

21、為0。,2. 塔內(nèi)溶劑濃度分布 由于S量大，揮發(fā)性小，可視為S濃度恒定作為簡化計(jì)算。,分析：,分析（3—45）、（3—47）：,圖解法或解析法設(shè) 在全塔恒定，將1、2、S三元看成1、2元處理。,四、萃取精餾過程計(jì)算,例：3—5 求S/F；N,濃度和溫度的確定:,補(bǔ)充作業(yè)：    采用溶劑S來萃取精餾組分1、2的混合物，溶劑看成不揮發(fā)的純組分，回流比R=2.25，塔內(nèi)看成恒摩爾流

22、，露點(diǎn)進(jìn)料（q=0），已知條件如后頁； 求：（1）板上溶劑濃度； （2）最少理論板數(shù)； （3）用所給式說明溶劑作用。,返回,3.3.2 共沸精餾,共沸物（恒沸物）： 定壓下，加熱溶液使之蒸發(fā)，從始到終x、y、T不變的溶液。共沸點(diǎn)（恒沸點(diǎn)）： 共沸時(shí)的溫度。 對共沸物：

23、 一個(gè)汽相，一個(gè)液相， —均相 一個(gè)汽相，多個(gè)液相， —非均相,一、共沸物的特性和共沸組成的計(jì)算 科諾瓦洛夫定律指出：[適用于二元和多元] P～x曲線極值點(diǎn)，相當(dāng)于汽液平衡相組成相等。,,,★,★,★,共沸參數(shù)（x、T、P）預(yù)測：,已知 x、T、P 任一個(gè)參數(shù)，可求出另外二個(gè)。,例3—6 已知P=86.659kPa，求共沸時(shí)x、T。,另外：,★

24、,★,B：二元非均相共沸物（都為正偏差共沸物）,系統(tǒng)正偏差較大時(shí)： 形成二個(gè)液相，一個(gè)汽相共沸物。,1——形成非均相共沸物。,3——不形成共沸物。,2——形成均相共沸物。,適用情況：,若互溶度很?。?平衡計(jì)算：,同時(shí)考慮：1.汽液平衡；2.液液平衡,2. 三元系,科諾瓦洛夫定律也能應(yīng)用,A：相圖（立體圖） P—x圖：,1.三側(cè)面表示三個(gè)二元系P(T)-x圖。2.理想系，壓力面是平面； 正偏差

25、物系，壓力面位于平面之上； 負(fù)偏差物系，壓力面位于平面之下。3.三元共沸點(diǎn)對應(yīng)壓力極值點(diǎn)。4.用平行于底面的平面切割壓力（溫度）面。得到一系列等壓（等溫）曲線。,B；脊、谷、鞍點(diǎn),設(shè) m—正偏差共沸物，（或最低共沸物） M—負(fù)偏差共沸物，（或最高共沸物）,對于壓力面： ★三個(gè)二元m(或M),有三元共沸物存在. (圖3—20) ★ 二個(gè)m，或一個(gè)m與一個(gè)低沸點(diǎn)組分，使壓力面產(chǎn)生脊； 二個(gè)M，或一個(gè)

26、M與一個(gè)高沸點(diǎn)組分，使壓力面產(chǎn)生谷。 （圖3—21） ★有脊又有谷，會(huì)出現(xiàn)鞍點(diǎn)，為鞍點(diǎn)共沸物.(圖3—22),C：三元均相共沸組成的計(jì)算,二、共沸劑的選擇一般原則:1.分離負(fù)偏差共沸物或沸點(diǎn)相近的混合物 a.共沸劑僅與一個(gè)組分形成二元正偏差共沸物。 b.分別與兩組分形成二元正偏差共沸物，且共沸點(diǎn)有明顯差別。 c

27、.與兩組分形成三元正偏差共沸物，共沸點(diǎn)溫度顯著低。2.分離二元正偏差共沸物 a.共沸劑與一個(gè)組分形成二元正偏差共沸物，共沸溫度明顯低。 b.形成三元正偏差共沸物，共沸點(diǎn)溫度顯著低。,例1.分離環(huán)己烷(1)—苯(2),共沸劑的選取。 沸點(diǎn)：T1=80.8℃ T2= 80.2℃ 特點(diǎn)：1、2形成正偏差（或最低）共沸物 （共沸點(diǎn)：T=77.4 ℃ X2=0.54）方法：

28、 1.找出與1、2形成共沸物的物質(zhì)。 2.篩選 在所有能形成共沸物的物質(zhì)中選出共沸點(diǎn)低于77.4 ℃ 的物質(zhì)。（丙酮、甲醇） 3.相圖分析確定：,分離情況： 丙酮作共沸劑，塔頂分出環(huán)己烷與丙酮； 甲醇作共沸劑，塔頂分出三元共沸物。,例2.分離氯仿(沸點(diǎn)61.2℃) 丙酮(沸點(diǎn)56.4 ℃),共沸劑的選取。特點(diǎn)：形成負(fù)偏差共沸物。,選二硫

29、化碳為共沸劑：,塔頂：二硫化碳—丙酮 共沸點(diǎn)；39.3 ℃塔釜： 較純的氯仿。,例3.分離乙醇—水,共沸劑的選取。特點(diǎn)：形成一個(gè)三元共沸物，三個(gè)二元共沸物。,選苯為共沸劑：,總之： 1. 顯著影響1、2組分平衡關(guān)系 2. S易回收、分離 3. 量少、汽化潛熱小 4. 溶解度大、不起化學(xué)反應(yīng) 5. 無腐蝕、無毒 6. 價(jià)廉、易得。,三、分離共沸物的雙壓精餾過程,利用

30、不同壓力下，共沸組成不同分離。例：分離甲乙酮—水,,,物料衡算：二個(gè)塔作一個(gè)整體,,,,四、二元非均相共沸物的精餾,系統(tǒng)本身形成非均相共沸物流程例：分離正丁醇（1）—水（2）,與均相共沸物精餾比較：,∴ 采用普通精餾能分離非均相共沸物。,計(jì)算1.精餾段操作線方程 (n、n+1—Ⅱ塔釜物料衡算）,2.提餾段操作線方程,3. 全塔物料衡算,例3—7. 共沸精餾的簡捷計(jì)算[分離苯酚(1)～水(2)],由于塔頂有一共沸物，恒濃區(qū)可能

31、出現(xiàn)在進(jìn)料板或精餾段（相當(dāng)于只有HNK為非分配組分的情況）。,a.設(shè)恒濃區(qū)出現(xiàn)在進(jìn)料板,b.設(shè)恒濃區(qū)出現(xiàn)在塔頂,分析a、b： 精餾塔從下向上V分布越來越小，當(dāng)小到（Vmin=）755時(shí)塔頂會(huì)出現(xiàn)恒濃區(qū)；因此，不可能在進(jìn)料板出現(xiàn)（Vmin=）260的恒濃區(qū)。 ∴取二者中最大值 Vmin=260,2. 求N,Ⅱ,流程：圖3—31，圖3—32 （略）計(jì)算： 特點(diǎn)：1.非理想性強(qiáng)；（形成共沸物）

32、 2.變量多；（加了S） 簡捷計(jì)算法：基本有機(jī)化工分離工程 P186 嚴(yán)格計(jì)算：電 算 （第四章）,四、多元共沸精餾過程,返回,第四節(jié) 吸收和蒸出過程,3.4.1 吸收過程特點(diǎn)與流程3.4.2 多組分吸收和蒸出過程分析 3.4.3 多組分吸收和蒸出的簡捷計(jì) 算法3.4.4 化學(xué)吸收,返回,3.4.1吸收過程特點(diǎn)與流程一、操作目的 凈化和精制氣體

33、分離氣體混合物 制備溶液或中間產(chǎn)品二、吸收過程特點(diǎn) 吸收目的產(chǎn)物的同時(shí)也吸收了其他組分 ——多組分吸收 端點(diǎn)條件：,復(fù)雜塔T、X頂、釜預(yù)分配難吸收劑組成與解吸有關(guān),物系 平衡態(tài)： 汽相: 組分沸點(diǎn)差大，有些組分接近于臨界點(diǎn) ——非理想氣體

34、 液相: 吸收劑量大 ——稀溶液 平衡關(guān)系表達(dá)式：,流量 L從上向下↑；V從下向上↓ ——不恒定每板溫度Tn 由于溶解熱大，Tn與溶解吸收量有關(guān)，難預(yù)測，不能用泡、露點(diǎn)方法計(jì)算Tn，要用熱量衡算求Tn。平衡數(shù)據(jù)、溶解熱數(shù)據(jù)、動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)等

35、研究的不充分。逆過程為蒸出。,三、分類,物理吸收 無化學(xué)反應(yīng)?！M(jìn)行了大量研究化學(xué)吸收 1.可逆反應(yīng)的化學(xué)吸收過程 難點(diǎn)；汽液平衡，化學(xué)反應(yīng)速率 2.不可逆反應(yīng)的化學(xué)吸收過程 難點(diǎn)：連串反應(yīng)、不是瞬時(shí)完成的 反應(yīng)。,四、流程,用蒸汽或惰性氣體的蒸出塔,用再沸器的蒸出塔,用一般精餾塔,返回,3.4.2 多組分

36、吸收和蒸出過程分析一、設(shè)計(jì)變量數(shù)和關(guān)鍵組分,吸收塔Nx：吸收劑 C‵+ 2原料氣 C+2壓力等級(jí)數(shù) N 和 C+C‵+4+NNa：串級(jí)單元數(shù) 1,蒸出塔Nx：蒸出劑 C‵+ 2吸收液 C+2壓力等級(jí)數(shù) N 和 C+C‵+4+NNa：串級(jí)單元數(shù) 1,,,Na的指

37、定： 操作型計(jì)算：指定 N 設(shè)計(jì)型計(jì)算：指定 一個(gè)關(guān)鍵組分分離要求,二、單相傳質(zhì)過程 精餾過程：雙相傳質(zhì)過程 吸收過程：單相傳質(zhì)過程 ——不能視為恒摩爾流（圖3—35 a ）三、吸收塔內(nèi)組分分布 圖3—35 c、d分布曲線： 從物系揮發(fā)度看 C1、C2最大，進(jìn)塔幾乎不被吸收，塔頂稍有變化。 C5、C4最小，進(jìn)塔立即吸收，上部幾乎不變。

38、 C3適中 ，上段吸收快，在塔某板出現(xiàn)最大值。,一般情況： 1. 不同組分在不同段吸收程度不同 2. 難溶組分（LNK），一般只在靠近塔頂幾級(jí)被吸收，其他級(jí)吸收較?。?易溶組分（HNK），一般只在靠近塔釜幾級(jí)被吸收。 3. 關(guān)鍵組分在全塔范圍內(nèi)被吸收。,四、溶解熱 取決于 與 的相對大小1. 如果在塔頂

39、 明顯大于 上升氣體熱量傳給吸收劑，吸收放出熱量全部由 帶走，尾氣出口溫度與進(jìn)塔吸收劑溫度相近，在塔釜溫度分布出現(xiàn)極大值。2. 明顯大于 下降液體熱量傳給上升氣體，吸收放出熱量大部分由 帶走，吸收液在下降中被氣體冷卻，接近于原料氣入口溫度條件下出塔。

40、 與 相近，熱效應(yīng)明顯 出塔氣體與吸收液溫度超過入口，熱量分配取決于不同位置因吸收而放熱情況。,M,L,另：1. 若吸收劑揮發(fā)性明顯，在塔釜幾塊板上部分汽化，使該汽化的吸收劑與進(jìn)料氣中吸收劑的含量趨于平衡。 于是有一個(gè)相反作用： 吸收放出熱量→加熱液體→吸收劑汽化→冷卻液體

41、 ——塔中部出現(xiàn)溫度極大值2. 溶解熱的影響 溶解熱大，溫度變化大，對吸收率影響大 a、溫度升高，相平衡常數(shù)大，吸收推動(dòng)力小。 b、由于吸收過程要放熱，使汽液溫差大，除發(fā)生傳熱過程外，還有傳質(zhì)過程發(fā)生。 ——復(fù)雜性大,返回,3.4.3 多組分吸收和蒸出的簡捷計(jì)算法,一、吸收因子法 1.吸收因子和蒸出因子

42、 吸收過程定義： A=L/KV —— i組分的吸收因子或因素（省i） a、無因次數(shù)群； b、L/V ↑，K↓ —— A ↑，有利于吸收； c、分離要求一定：A ↑，N ↓ N一定： A ↑，吸收程度 ↑

43、 —— A的大小說明 吸收難易。 蒸出過程定義： S=KV/L=1/A —— i組分的蒸出因子或因素,用A、S表示平衡關(guān)系：,2.Horton—Frankli 方程 （哈頓—富蘭克林）,n 板物料衡算：,用（3—74）表示各組分在各板汽相量；,依次類推；n=N時(shí),討論（3—80）：1. 計(jì)算吸收率的普遍式；2.

44、 式中K= f（T、P、組成），而組成不知。 ——計(jì)算難3. 采用如下簡化形式作簡捷計(jì)算。,1.平均吸收因子法,（3—81）說明：,2. 解（3—81）式,3. 若吸收劑中不含進(jìn)料組分,,例3—8,計(jì)算：,解：查P=1.013MPa，t=38℃時(shí)Ki,100頁表中被吸收量,2. 平均有效因子法,對于（3—80）：,二、蒸出因子法,特點(diǎn)； 與吸收相反,模型塔：

45、 圖 (3-40),計(jì)算同于吸收,返回,3.4.4 化學(xué)吸收,雙膜理論：,被溶解組分與吸收劑中活性組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，溶質(zhì)A在液膜中為反應(yīng)所消耗，傳質(zhì)推動(dòng)力：[CAi-CAL]優(yōu)點(diǎn)： 1.吸收容量大 2.吸收率高；設(shè)備投資少 3.蒸出不完全（可逆反應(yīng)）,一、化學(xué)吸收類型,a. 瞬時(shí)反應(yīng),反應(yīng)在反應(yīng)面上完成。,b. 快速反應(yīng),c. 中速反應(yīng),邊擴(kuò)散、邊反應(yīng)，反應(yīng)在反

46、應(yīng)區(qū)上完成。,d. 慢速反應(yīng),通過液膜擴(kuò)散時(shí)來不及反應(yīng)便進(jìn)入氣相主體，反應(yīng)主要在液相主體中進(jìn)行。,二、化學(xué)吸收中的傳質(zhì)速率,二個(gè)極端情況：,a. 慢速反應(yīng),b. 瞬時(shí)可逆反應(yīng),c. 對于快速和中速反應(yīng),2. 反應(yīng)擴(kuò)散方程,3. 一級(jí)不可逆反應(yīng),解（3—101）：,M：無因次，表明在液膜中化學(xué)反應(yīng)速率與 傳質(zhì)速率的相對大小，一級(jí)不可逆反應(yīng)：,（3—104）中：,a. 快速反應(yīng),b. 慢速反應(yīng),4. 二級(jí)不可逆反應(yīng),

47、(1)瞬時(shí)反應(yīng),(2)快速反應(yīng),式（3—114）是隱函數(shù)，求解E較復(fù)雜，用圖（3—43）表示，很方便。,返回,返回,快速反應(yīng)的二種極限情況：,圖,方程,圖,5. 可逆反應(yīng),（1）一級(jí)可逆反應(yīng),（2）瞬時(shí)可逆反應(yīng),三、化學(xué)吸收計(jì)算,對于物理吸收：,返回,第五節(jié) 萃取過程,3.5.1 萃取流程3.5.2 逆流萃取計(jì)算的集團(tuán)法,返回,3.5.1 萃取流程,返回,3.5.2 逆流萃取計(jì)算的集團(tuán)法,同于吸收過程,模型塔（3—45）：,對比：