多组分精馏和特殊精馏课件.ppt

,多组分精馏和特殊精馏(PPT),多组分精馏和特殊精馏(PPT)多组分精馏和特殊精馏(PPT)第三章 多组分精馏和特殊精馏教师：董立春多组分精馏：1.组分数C2 2.求解数目较多方程 变量分析 3.塔内分布复杂过程分析 4.计算简捷法：Fenske-Undewood-Gilliland法 共沸精馏图解法 萃取精馏简化法 吸收因子法 逆流萃取集团法逐板法：严格计算（非本章内容）返回,地理教师在探究教学过程中，可结合具体的教学目标和任务创造性地实施适合具体情景的策略。就一般情况而言，农村初中地理实施探究式教学主要采用以下策略：一、树立新型生态观念，深刻认识地理教育的独特价值 培养学生树立可持续发展的生态文明观是地理课程的独特功能。可持续发展的价值观追求的是人与环境的协调发展，而不是片面强调人类对自然的征服与改变。可持续发展的道德观是对资源和环境的平等共享，既反对富人和发达国家把金钱置于资源与环境之上，浪费资源与污染环境，使穷人和发展中国家失去利用资源的机会而被迫生活在受污染的环境中，也反对当代人以经济利益为出发点，牺牲生态效益和社会效益，牺牲长远利益，断送子孙后代生存的条件和环境的自私行为。地理课程突出了这种可持续发展的理念，教育学生形成正确的环境观、资源观、人口观和发展观。可持续发展的人地生态文明观属于意识形态的范畴，这种观念的形成，需要改变地理光靠讲理的传统做法，让学生在真实的实践活动中体验、感受，转化为自身的理念和习惯。而探究式教学正好突出了学生的主动实践活动，有助于学生生态文明观的形成。地理教育国际宪章强调：“地理教育为今日和未来世界培养活跃而负责任的公民所必需”。这是对地理教育价值的高度概括。除了以上探讨的地理教育功能外，地理教育的价值还体现为：在学生思想道德素质的培养上，地理教育对学生爱祖国、爱家乡情感的培养，具有其他学科不可替代的优势：在公民意识的培养上，地理教育在使学生形成国家意识、道德意识、法律意识方面，具有特殊作用。在培养劳动后备力量方面，地理学科中所阐述的有关工业、农业、交通运输、贸易等分布、布局原理、地域差异、因地制宜观点等知识，是每一个劳动者应当具备的基本常识；在学生心理发展方面，学习地理可以开阔人的视野和胸襟，使人产生对周围环境乃至地球上各种不同地域的自然特征与人文特征的兴趣。由此可见，地理学科在对学生素质教育方面，有着其它学科不可替代的作用，只有树立新的人地观，正视地理学科的教育价值，才能重视地理学科的教学，也才会创造条件实施地理探究式教学。二、构建主体多元和方式多样的发展性教学评价体系 传统的地理教学评价，忽视学生的主体作用，侧重对教师的评价，从而体现了教师、教材、课堂为中心的传统教学思想，评价重心偏离，即过分关注地理学习的结果，忽视地理学习的过程；注重知识的掌握，忽视学生学习地理、分析地理问题和解决地理问题的能力和过程；忽视学生地理思维能力与创新实践能力的培养。评价的功用被曲解，甚至狭义化、数字化，而不是去真正地促进学生的学习、发展，导致学生与传统教育评价各行其是，造成诸多弊端。而探究式教学的评价，应该是使教育教学评价重新回归于学生在教学中的完整而真实的表现，坚持“以人为本”的理念，回归于促进学生的发展这一根本出发点。正如卡罗?汤姆森所说：“评价永远是帮助学生成长，这比把学生的错误进行归类更重要。”因此，从素质教育理论出发，农村初中地理探究式教学评价应该突出强调“教师的主导作用与学生的主体作用相结合”的教学思想，按照“学生主体论”的现代教育教学思想的总体要求，实现地理学习评价目标多元化、评价手段多样化。强调学习过程与学习结果相结合、定性与定量评价相结合、反思性评价与激励性评价相结合的地理教学发展性评价体系。三、立足农村乡土环境，开发校本地理探究学习资源 提到探究式教学，多数农村教师都会感慨：“这是城市学校的专利!因为那里有丰富的教学资源，比如博物馆、图书馆、少年宫等等，而且城市学校的学生聪明，见多识广，而我们这里除了蓝天、白云、泥土什么也没有，加之学生思维狭窄，凭他们的知识、智力水平，掰开揉碎的讲还学不好，哪有能力搞探究?”事实上，资源是一个相对概念，农村与城市各有其资源优势。正如吴刚平在校本课程开发中所言“从理论上讲，即使条件相对落后的西部地区、农村地区，课程资源也是丰富多彩的，但缺乏的是对于课程资源的识别、开发和运用的意识与能力。”地理教学涉及到地理环境以及人类活动与地理环境相互关系的有关内容，从课程资源的意义讲，农村的一草一木、农舍炊烟、黄土高坡、丘陵山冈、道路桥梁等，仍是重要的课程要素，无论是对学生地理知识的学习，还是情感、态度、价值观的培养，它们都蕴涵着极为丰富的教育价值。因此，在城乡教育资源分配不平等的现实下，农村地理教师应该结合农村实际，把乡土环境作为实施教学活动的重要课程资源，开发校本地理探究学习资源，这是弥补农村中学校内资源不足的重要方式，也更有利于学生身临其境地进行探究活动。在农村初中地理探究教学中，教师可以让学生描述身边的自然要素、讲述农业生产活动、规划家乡的发展，结合教学内容组织学生开展地理观测、考察、调查、专题研究等活动。比如，山区中学就可以把地理课搬进大山，通过实地观察山顶、陡坡、缓坡、鞍部、山谷、山脊等地形特点，观察河流的位置与山地地形的关系，实地观察岩层的走向，了解背斜、向斜、断层等地质构造，分析讲解成因，通过实地观察阴坡、阳坡在植被上的变化，分析两侧日照、温度、土壤湿度等情况。这样不仅多种课程资源得到综合利用，而且让学生把地理知识应用于实际，学会用“地理观”考察自然状况，考察社会问题，考察家乡的山山水水，从而强化了学生对社会的“参与意识”，对家乡的“参与意识”。四、关注农村学生实际情况，激发学生积极参与探究过程 从学生身心发展来看，地理教师应注意到：一方面，初中学生的抽象思维还没有发展到高中学生的水平，所以对初中学生实施探究教学应多从直观、形象的现象研究人手，培养其分析问题、解决问题的能力。另一方面，学生因人而异，一是内在的潜能、先天的素质存在差异；二是因外在环境不同而造成思维方式、性格、视野等的不同。在进行地理探究式教学时，教师要使活动尽量不脱离农村初中学生的实际需要。与城里的学生相比，农村学生由于生活环境的影响，从小就养成了吃苦耐劳的良好习惯。这种较好的心理素质更能适应探究教学的需要。同时，农村学生生活在广阔的环境中，他们比城市学生对大自然的奇妙充满了更强烈的好奇心，这些好奇心就是探究的起源，教师就应正确、科学的引导，把农村学生的优势转化为探究的动力，使他们积极参与到探究活动中来。从学生的生活经验来看，长期农村生活的积累，使农村学生脑海中存储了大量的地理表象，可以说，他们的生活经验就是一个广阔的地理教学资源库，是学生地理思维、想象、创造力的依托。作为地理教师，应该知道，学生的生活经验本身没有优劣之分，关键是如何把它作为教学的切入点。随着新一轮基础教育课程改革的推进，探究式教学已在各中小学各科教学中开展得如火如荼，并呈现出许多优秀的教学案例，但在我国广大农村地区，由于主观和客观上的一些原因，探究式教学在初中地理教学中的开展大多还是“水中月，镜中花。”鉴于此，必须改变目前农村教育“只抓少数，忽视多数，脱离实际”的单纯升学教育，立足农村实际，开展地理探究式教学，从而较好地适应社会发展的需要。可以说，只有当农村学校地理课程改革成功了，整个地理课程改革才算成功。新一轮基础教育课程改革是一项意义重大、影响深远、任务艰巨复杂的系统工程,它建构了符合素质要求的课程体系,将给农村基础教育带来生机与活力,同时也给广大农村学校带来巨大挑战。中国的农村人口占总人口的64%,在这样的国情下,农村基础教育课程改革就显得尤其重要,成为全国基础教育改革成功的关键。1、农村基础教育课程改革中存在的主要问题 1.1 广大农村地区的教育观念滞后。课程改革以来,我国广大城市地区的教育教学观念已经发生了巨大的变化,国外前沿的学习理论和教育理论已经成为学校教育改革的重要理论支撑,包括建构主义学习理论和后现代课程理论等已经成为许多学校教育实践的理论源泉。1但是,由于农村地区的相对落后和闭塞,大量先进的教育教学理念和经验仍然无法进入广大农村中小学校,这样就直接影响农村地区整体教育教学水平的提高。面对新一轮基础教育课程改革,有的单位精心组织筹措经费,投入物力,培训人员,真可谓“改革欲来风满楼”,但也有的单位对新课程的推行或不理不睬,不闻不问;或讲的是新课程,做的却是应试教育;或讲的是大众教育,搞的却是精英教育;思想观念保守落后,把学生当“容器”;有的甚至对新课程一无所知,只知双休日筑长城,在课堂上视“一人谈”为“圣经”,视“机械训练、老牛拖磨”为法宝,按常规走旧路,根本没有创新火花。2 1.2 教师缺乏有针对性的专业发展培训。由于教育经费的短缺,农村地区的中小学教师,或者根本没有专业发展培训或者有极少的专业培训,这种培训总体上存在严重的形式主义倾向。一般而言,课程改革的师资培训,主要是在使用新教材之前进行,基本上既是第一次也是最后一次。其结果是参加了这种培训后,教师们就以为万事大吉,无需再继续学习和提高。而效果呢,能够消化并自觉把新思想转化为新行动的毕竟是少数。一部分人仅把培训当上岗的“敲门砖”,将其视为一种被迫的学习而非视为一种学习提高的机会,故而学习是“囫囵吞枣”,未能“消化”吸收。还有一部分人因自身素质较差,接受能力较弱,显得心有余而力不足,难以跟上要求。1.3 评价机制存在局限。基础课程改革要倚靠理想的实施环境来配合,因此我们有必要关注学校所处的社会环境与学校价值取向之间的关系。长期以来优胜劣汰的社会价值观令考试文化演变为学校文化的一种主宰,因此课改又回到了关注学生的考试表现。虽然,课改提倡采用“档案袋”的方式,记录学生的学习表现和成长历程。但学生的升学和社会精英的选拔最终都以学生考试成绩作为主要标准,不催促学生的学习成绩,家长、学校还有其他的办法吗?家长关注考试的结果,因为这关系子女的未来,不危及学习成绩是他们的底线。在此氛围的支配下,学校为了获取更多的社会资源,赢得更好的发展,不得不变更课程,增设奥数班、辅导班等,很多所谓的“实验班”,其实是学校倾力重点保护的、以“应试”为目标的“升学班”。2、对农村基础教育课程改革中存在的主要问题的初步分析与对策 2.1 更新教师和家长观念。新一轮基础教育课程体系在课程功能、结构、内容、实施评价和管理等方面,较原来的课程都有了重大的创新和突破,是教育领域一次深层次的革命。这场革命的全过程需要教师、家长以及社会不断更新教育观念。就目前农村而言主要存在着宣传不够,教师缺乏应有责任意识和使命感等问题。当务之急首先是转变教育观念。先进的教育理论,是攻克旧教育观念堡垒的利剑,能使我们在教育价值观、人才观和教育质量观上明辨是非。2.2 加强各级培训,提高农村教育工作者的素质。首先,要加强教育行政和教科研人员培训者的培训。要按照系统规划、抢先一步的原则,立足于工作的进程提前培训,更新培训对象的理念,提高指导、管理课程实施和驾驭课改全局的能力,不断满足课改实验工作的需要。同时要求校长实行民主管理,调动教师参与课改的积极性,建立适合本校实际的培训、教研制度。其次,做好教师培训工作是新课程顺利实施的基础。在新课程培训中要继续坚持“先培训,后上岗;不培训,不上岗”的原则,组织好不同层次的教师培训。2.3 积极推进评价体系改革,促进教师专业化发展。新课程改革中的评价体系应能使考试和评价既体现选拔性、水平性和发展性功能,又做到客观、公正、公平,为学生、家长和社会所接受。这就要求我们在课程改革与实施过程中,将考试评价看成是有意义的形成课程及其教学的有机部分,把握课程、教学与教师培训和考试评价整合的发展趋势;同时广泛听取社会各界的意见,把考试评价改革放在课程、教材、教师教育教学的总体框架上进行设计和通盘考虑,使考试更贴近现实生活;并注重与生产劳动实践相结合,注重检测学生分析、解决实际问题的能力,从而达到课程改革预期的目的。同时,基础教育改革对教师自身也提出了更新、更高的要求。要使农村基础教育课程改革顺利推进,必须根据农村基础教育课程改革的实际情况,以教师和社会观念转变为先导,增强推进课程改革的责任感和使命感;加强教师培训,巩固课程改革的中坚力量;改革评价机制,加强农村课程改革成功的内在动力。,第三章 多组分精馏和特殊精馏,教师：董立春,多组分精馏：1.组分数C2 2.求解数目较多方程 变量分析 3.塔内分布复杂过程分析 4.计算简捷法：Fenske-Undewood-Gilliland法 共沸精馏图解法 萃取精馏简化法 吸收因子法 逆流萃取集团法逐板法：严格计算（非本章内容）,返回,3.1.1 多组分精馏过程分析,一、关键组分 1.关键组分的引出一般精馏：对于设计型计算，5个可调设计变量为：,关健组分,对于二元精馏，规定了塔顶一组分和塔低一组分的浓度，D，W，xF，xW 也就都确定了。但对于多组分精馏，只能指定两种组分，其它组分不能指定。实际上由设计者指定浓度和提出要求的那两个组分，实际上也就决定了其它组分的浓度。这两个组分称为关键组分：轻关键组分和重关键组分。,（1）关键组分的概念 关键组分的选则是根据塔顶和塔底产品工艺要求的组成来选择的，通常选择挥发度相邻的两个组分。例如，石油裂解气的组成如下。深冷分离工艺要求塔顶回收乙烷97%，塔底回收丙烯99%。组分挥发度的大小为：甲烷乙烯乙烷丙烯丙烷。因此，选择轻关键组分为乙烷，重关键组分为丙烯，这样就能保证轻组分基本都在塔顶，重组分基本都在塔底。,i、j为在精馏中起关键作用的组分，称关键组分。i：挥发度大的组分，称轻关 键组分，表示：LK，下标：l j：挥发度小的组分，称重关 键组分，表示：HK，下标：h,对于精馏中的非关键组分：设 为非关键组分i对HK的相对挥发度。,二、相平衡常数和分离因子 定义：,精馏、吸收：称汽液相平衡常数液液萃取：液液相平衡常数（或分配系数）,4.关键组分的指定原则 由工艺要求决定,例：ABCD（按挥发度依次减少排列）混合物分离 工艺要求按AB与CD分开：,则：B为LK；C为HK,工艺要求先分出A：,则：A为LK；B为HK,返回,二、设计计算多组分精馏过程的复杂性,1.确定后，顶、釜浓度未确定 物料衡算确定顶釜浓度,二种方法：清晰分割法 假设LNK全部从塔顶采出；假设HNK全部从塔釜采出。,非清晰分割法 各组分在顶、釜都有可能存在。,3.1.2 最小回流比,1.时，恒浓区出现的情况,恒浓区精馏塔中全部浓度不变的区域,二元精馏：,恒浓区：一个，出现在 进料板,多元精馏：定义：顶釜同时出现的组分分配组分 只在顶或釜出现的组分非分配组分一般：LK、HK和中间关键组分为分配组分；非关键组分可以是分配组分，也可以是非分配组分。,多元精馏特点：各组分相互影响，存在上、下恒浓区 所有进料组分中有非分配组分的影响 恒浓区位置不一定在进料板处,采用恩特伍德法（Underwood）计算：该法假设：1、塔内汽相和液相均为恒摩尔流率 2、各组分的相对挥发度均为常数,依据：恒浓区概念,关联式：相平衡、物料平衡,例3-1 试计算下述条件下精馏塔的最小回流比。进料状态为饱和液相q=1.0。本计算所用到的数据列表如下（组成：摩尔分数）,返回,3.1.3 最少理论板数和组分分配,1、最少理论板数,采用Fenske方程求最少理论板数，推导如下：,用（1）、（2）式推导Fenske方程：,设塔顶采用全凝器（板序由上向下）：,以次类推：,Fenske方程的各种形式：,Fenske方程说明：,返回,解：，清晰分割法物料衡算取100摩尔进料为基准。,列方程；,将D、W代入表中，完成物料衡算表（略）,2.求最少理论板数,例3-3 苯（B）-甲苯（T）-二甲苯（X）-异丙苯（C）的混合物送入精馏塔分离，进料组成（摩尔分数）为：zB=0.2，zT=0.3，zX=0.1，zC=0.4。相对挥发度数据：B=2.25，T=1.00，X=0.33，C=0.21。分离要求：馏出液中异丙苯不大于0.15%；釜液中甲苯不大于0.3%（摩尔）。计算最少理论板和全回流下的物料分配。,物料衡算表如下：,解得 D=50.929，W=49.071则 dT=29.853，wT=0.147 dC=0.0764，wC=39.924,核算中间组分：,核算LNH组分B：,返回,3.1.4 实际回流比、理论板数、进料位置,一、实际回流比R 由操作费、设备费确定 由经验取：R=（1.11.5）Rm 根据经验，一般取1.30,图3-1 吉利兰图,三、适宜进料位置的确定,Brown和Martin建议：适宜进料位置的确定原则是：在操作回流比下精馏段与提留段理论板数之比，等于在全回流条件下用芬斯克公式分别计算得到的精馏段与提留段理论板数之比。,n为精馏段理论塔板数，m为提留段理论板数,例3-4 试计算例3-2的塔板数和进料位置。操作条件：冷凝器压力 2.736MPa(绝压)进料状态 泡点液体塔顶板压力 2.736MPa(绝压)回流状态 泡点液体每板压力降 0.693KPa 平均板效率 75%已知：由例3-1 求出Rm=1.306 由例3-2求出Nm=6.805,解：1、求R R=1.25Rm=1.634,3、确定进料位置,塔中实际板为18块,简捷计算法步骤：1.由工艺要求选LK，HK，物料分配得出,返回,第二节 萃取精馏和共沸精馏,3.3.1 萃取精馏 3.3.2 共沸精馏,返回,3.3.1 萃取精馏,一、流程,二、萃取精馏原理和溶剂选择,1.溶剂的作用,由三元物系Margules方程：,将上式代入（320）：,恢复,分析（326）：,讨论：,(3-27）成立的必要条件：,溶剂的作用：,体现：原溶液沸点差不大（）非理想性不很强时，,稀释原溶液：,体现：当原溶液沸点差大，非理想性很强时，加S后，浓度下降，而 增加，由（323）：小，突出了 作用。,返回,2.溶剂的选择,考虑分子极性 选择在极性上更类似于HK的化合物作溶剂，降低HK的挥发度。例：分离甲醇（沸点64.7），丙酮（沸点65.5）,a.选烃作溶剂，丙酮为难挥发组分2；b.选水作溶剂，甲醇为难挥发组分2。,极性顺序：由小到大,考虑能否形成氢键S加入后形成的溶液：仅有氢键生成，则呈现负偏差；仅有氢键断裂，则呈现正偏差。（表32）,考虑其它因素 1.沸点高、不与1、2组分共沸，不起化学反应。2.溶解度大。3.溶剂比（溶剂/进料）不得过大。4.无毒、不腐蚀、低廉、易得。,3.3.2 共沸精馏,共沸物（恒沸物）：定压下，加热溶液使之蒸发，从始到终x、y、T不变的溶液。共沸点（恒沸点）：共沸时的温度。对共沸物：一个汽相，一个液相，均相 一个汽相，多个液相，非均相,共沸剂的选择一般原则:1.分离负偏差共沸物或沸点相近的混合物 a.共沸剂仅与一个组分形成二元正偏差共沸物。b.分别与两组分形成二元正偏差共沸物，且共沸点有明显差别。c.与两组分形成三元正偏差共沸物，共沸点温度显著低。2.分离二元正偏差共沸物 a.共沸剂与一个组分形成二元正偏差共沸物，共沸温度明显低。b.形成三元正偏差共沸物，共沸点温度显著低。,第四节 气体吸收,3.4.1 吸收过程特点与流程3.4.2 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计 算法3.4.4 化学吸收,返回,3.4.1吸收过程特点与流程一、操作目的 净化和精制气体 分离气体混合物 制备溶液或中间产品二、吸收过程特点 吸收目的产物的同时也吸收了其他组分 多组分吸收 端点条件：,复杂塔T、X顶、釜预分配难吸收剂组成与解吸有关,物系 平衡态：汽相:组分沸点差大，有些组分接近于临界点 非理想气体 液相:吸收剂量大 稀溶液 平衡关系表达式：,流量 L从上向下；V从下向上 不恒定每板温度Tn 由于溶解热大，Tn与溶解吸收量有关，难预测，不能用泡、露点方法计算Tn，要用热量衡算求Tn。平衡数据、溶解热数据、动力学数据等研究的不充分。逆过程为蒸出。,三、分类,物理吸收 无化学反应。进行了大量研究化学吸收 1.可逆反应的化学吸收过程 难点；汽液平衡，化学反应速率 2.不可逆反应的化学吸收过程 难点：连串反应、不是瞬时完成的 反应。,四、流程,用蒸汽或惰性气体的蒸出塔,用再沸器的蒸出塔,用一般精馏塔,返回,3.4.2 多组分吸收和蒸出过程分析一、设计变量数和关键组分,吸收塔Nx：吸收剂 C+2原料气 C+2压力等级数 N 和 C+C+4+NNa：串级单元数 1,蒸出塔Nx：蒸出剂 C+2吸收液 C+2压力等级数 N 和 C+C+4+NNa：串级单元数 1,Na的指定：操作型计算：指定 N 设计型计算：指定 一个关键组分分离要求,一般情况：1.不同组分在不同段吸收程度不同 2.难溶组分，一般只在靠近塔顶几级被吸收，其他级吸收较小；易溶组分，一般只在靠近塔釜几级被吸收。3.关键组分在全塔范围内被吸收。,另：1.若吸收剂挥发性明显，在塔釜几块板上部分汽化，使该汽化的吸收剂与进料气中吸收剂的含量趋于平衡。于是有一个相反作用：吸收放出热量加热液体吸收剂汽化冷却液体 塔中部出现温度极大值2.溶解热的影响 溶解热大，温度变化大，对吸收率影响大 a、温度升高，相平衡常数大，吸收推动力小。b、由于吸收过程要放热，使汽液温差大，除发生传热过程外，还有传质过程发生。复杂性大,返回,3.4.3 多组分吸收和蒸出的简捷计算法,一、吸收因子法,n 板物料衡算：,1、HortonFrankli 方程（哈顿富兰克林）,任一组分i的相平衡关系可表示为：,一、吸收因子法 吸收因子和蒸出因子 吸收过程定义：A=L/KV i组分的吸收因子或因素（省i）a、无因次数群；b、L/V，K A，有利于吸收；c、分离要求一定：A，N N一定：A，吸收程度 A的大小说明 吸收难易。蒸出过程定义：S=KV/L=1/A i组分的蒸出因子或因素,用A、S表示平衡关系：,用吸收因子代入物料衡算式消去ln和ln+1,用（374）表示各组分在各板汽相量；,依次类推；n=N时,讨论（380）：1.计算吸收率的普遍式；2.式中K=f（T、P、组成），而组成不知。计算难3.采用如下简化形式作简捷计算。,1.平均吸收因子法,若吸收剂中不含进料组分,例3-8 已知原料气组成为：拟用不挥发的烃类液体为吸收剂在板式吸收塔中进行吸收，平均吸收温度为38，操作压力为1.013MPa，要求i-C4H10的回收率为90%。计算：最小液气比；操作液气比为最小液气比的1.1倍时所需的理论板数；各组分的吸收率和塔顶尾气的数量和组成；塔顶应加入的吸收剂量。,（1）（2）根据（3-82）求解,2.平均有效因子法,对于（380）：,平均有效因子法计算步骤：A、用平均吸收因子法估计B、假设尾气温度(T1)，全塔热量衡算确定吸收液温度(TN)C、估计、，Edmister建议用下式预测D、计算E、用(386),(387)计算有效吸收因子F、确定吸收率G、作组分物料衡算，计算尾气和出口吸收液组成()H、校核全部假设,二、蒸出因子法,特点；与吸收相反,模型塔：图(3-40),计算同于吸收,S=KV/L=1/A i组分的蒸出因子或因素,特点：传质（分子扩散）、反应反应对传质速率的影响：增加传质推动力；提高了传质系数；增大了填料层有效接触面积。优点：1、吸收容量大 2、吸收率高；设备投资少,3.4.4 化学吸收,3.4.4 化学吸收,液相：扩散和化学反应，两者交织在一起，使过 程变得较为复杂。不同的反应：瞬时反应、快速反应、中速反应和 慢速反应决定了液膜和液相主体对 化学反应所起的作用。,一、化学吸收类型,当气液两相接触时，两相之间有一个相界面，在相界面两侧分别存在着呈层流流动的稳定膜层（有效层流膜层）。溶质必须以分子扩散的形式连续的通过这两个膜层，膜层的厚度主要随流速而变，流速愈大厚度愈小。在相界面上气液两相相互成平衡。,双膜理论,在膜层以外的主体内，由于流体的充分湍动，溶质的浓度分布均匀，可认为两相主体中的浓度梯度为零，即浓度梯度全部集中在两个有效膜层中。用双膜理论解释具有固定相界面的系统及速度不高的两流体间的传质过程（如湿壁塔），与实际情况是大致相符合的。,一、化学吸收类型,a.瞬时反应,反应在反应面上完成。,活性组分B浓度很高，且传递速度又快，反应面将于气液界面重合。,b.快速反应,c.中速反应,边扩散、边反应，反应在反应区上完成。,d.慢速反应,通过液膜扩散时来不及反应便进入气相主体，反应主要在液相主体中进行。,二、化学吸收中的传质速率,二个极端情况：,a.慢速反应,b.瞬时可逆反应,c.对于快速和中速反应,式中 JA物质A在z方向上的分子扩散通量，kmol/(m2s)dCA/dz物质A的浓度梯度，kmol/m4 DAB物质A在介质B中的分子扩散系数，m2/s 负号表示扩散是沿着物质A浓度降低的方向进行的。,当物质A在介质B中发生扩散时，任一点处物质A的扩散通量与该位置上A的浓度梯度成正比，即：,菲克（Fick）定律,扩散通量：单位时间内单位面积上扩散传递的物质量，其单位为mol/(m2s)。,3.一级不可逆反应,解（3101）：,M：无因次，表明在液膜中化学反应速率与 传质速率的相对大小，一级不可逆反应：,（3104）中：,DAA在液相中的扩散系数，m2/s。,a.快速反应,b.慢速反应,4.二级不可逆反应,(1)瞬时反应,(2)快速反应,式（3-114）是隐函数，求解E较复杂，用图（3-43）表示，很方便。,二级不可逆反应的增强因子图,快速反应的二种极限情况：,图,5.可逆反应,（1）一级可逆反应,(3-120),(3-121),（2）瞬时可逆反应,三、化学吸收计算,对于物理吸收：,返回,第五节 萃取过程,3.5.1 萃取流程3.5.2 逆流萃取计算的集团法,返回,3.5.1 萃取流程,返回,3.5.2 逆流萃取计算的集团法,同于吸收过程,模型塔（345）：,对比：,对比：,对比：,对比：,看例3-9,返回,51、天下之事常成于困约，而败于奢靡。陆游52、生命不等于是呼吸，生命是活动。卢梭53、伟大的事业，需要决心，能力，组织和责任感。易卜生54、唯书籍不朽。乔特55、为中华之崛起而读书。周恩来,谢谢！,