吸收機理
吸收機理
吸收是溶質從氣相轉移到液相的過程,該過程通過擴散進行。物質擴散的基本方式有分子擴散和對流擴散兩種。
在靜止或層流內部,若某一組分存在濃度差,分子的無規則熱運動使該組分由高濃度處傳遞至低濃度處,這種現象稱為分子擴散,起推動力主要為濃度差。物質通過湍流流體的轉移過程稱為對流擴散。對流擴散時,物質主要靠湍流流體的攜帶作用轉移,同時存在分子擴散的情況。
吸收過程可以用雙膜理論解釋,如圖所示,其主要論點如下。(1)在傳質過程中,氣液兩相間有一個穩定的相界面。相界面兩邊分別是氣體薄膜和液體薄膜。在任何流動狀態下,氣膜和液面內的流體都呈現層流狀態,而膜內靠分子擴散傳質。
(2)氣膜和液膜均很薄,但氣體吸收的阻力主要集中在氣膜和液膜中。
(3)不論何時,在相界面上氣、液兩相都會達到平衡。
雙膜理論可以將傳質過程大大簡化,即吸收主要是分子穿過氣液界面的氣膜和液膜,從氣體主體進入液體主體的過程。
首先溶質從氣體主體對流擴散到氣膜邊界,然後以分子擴散的方式通過氣膜到達氣液兩相界面,在界面上溶解到液相中,再以分子擴散的方式通過液膜到達液膜邊界,最後再對流擴散進入液體主體。
由於分子擴散的阻力遠大於對流擴散的阻力,所以整個吸收過程的阻力主要集中在氣膜和液膜中。若增大流體流速,氣膜和液膜的厚度均減小,則吸收阻力降低。實踐證明,增大流速是強化吸收過程的有效措施之一。