气液相平衡关系

4 ．2 气液相平衡关系 本节教学要求 1、重点掌握的内容：相平衡的影响因素及相平衡关系在吸收过程中的应用； 2、熟悉的内容：溶解度、平衡状态、平衡分压、亨利定律。 4 .2 .1 相组成表示方法 1．质量分率与摩尔分率 质量分率：质量分率是指在混合物中某组分的质量占混合物总质量的分率。对于混合物中的A 组分有 mmwAA  （4-1） 式中 Aw ——组分A 的质量分率； Am ——混合物中组分A 的质量，kg； m ——混合物总质量，kg。 1NBAwww （4-2） 摩尔分率：摩尔分率是指在混合物中某组分的摩尔数 nA 占混合物总摩尔数 n 的分率。对于混合物中的A 组分有 气相： nnyAA  （4-3） 液相： nnxAA  （4-4） 式中 Ay 、Ax ——分别为组分A 在气相和液相中的摩尔分率； An ——液相或气相中组分A 的摩尔数， n ——液相或气相的总摩尔数。 1NBAyyy （4-5） 1NBAxxx （4-6） 质量分率与摩尔分率的关系为： NNBBAAAAx/Mw/Mw/Mw/MwA （4-7） 式中 BAMM 、——分别为组分 A、B 的分子量。 2．摩尔比 摩尔比是指混合物中某组分 A 的摩尔数与惰性组分 B（不参加传质的组分）的摩尔数之比，其定义式为 BAAnnY （4-8） BAAnnX （4-9） 式中 AY 、AX——分别为组分 A 在气相和液相中的摩尔比； 摩尔分率与摩尔比的关系为 XXx 1 （4-10） YYy 1 （4-11） -xxX1 （4-12） -yyY1 （4-13） 【例 5-1】 在一常压、298K 的吸收塔内，用水吸收混合气中的 SO2。已知混合气体中含SO2 的体积百分比为 20%，其余组分可看作惰性气体，出塔气体中含 SO2 体积百分比为 2%，试分别用摩尔分率、摩尔比和摩尔浓度表示出塔气体中SO2 的组成。 解： 混合气可视为理想气体，以下标 2 表示出塔气体的状态。 02.02 y 02.002.0102.01222 -yyY kPa026.202.03.10122A pyp 34A2A2A2kmol/m10018.8298314.8026.2RTpVnc 图4-2 氨在水中的溶解度 图4-3 20℃下 SO2 在水中的溶解度 4．2．2气体在液体中的溶解度 1．溶解度曲线 平衡状态：在一定压力和温度下，使一定量的吸收剂与混合气体充分接触，气相中的溶质便向液相溶剂中转移，经长期充分接触之后，液相中溶质组分的浓度不再增加，此时，气液两相达到平衡，此状态为平衡状态。 饱和浓度：气液平衡时，溶质在液相...