化工原理之有关吸收的基本理论VIP免费

第1页共22页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共22页9.吸收9.1概述利用不同组分在溶剂中溶解度的差异，分离气体混合物的过程，称为吸收；能被溶解的组分——溶质；不能被溶解的组分——惰性组分（载体）；所用溶剂——吸收剂。吸收液。一．工业生产中的吸收过程1．工业上的应用（1）原料气的净化：如煤气中的H2S除去。（2）有用组分的回收：如合成氨厂的放空气中用水回收氨。（3）某些产品的制取：将气体中需要的成份以指定的溶剂吸收出来，成为液态的产品或半成品，如：从含HCｌ气体中盐酸(4)废气的治理：如含SO2，NO，NO2等废气中，要除去这些有害成份。2．吸收的分类(1)按性质划分物理吸收：溶质不发生明显的化学反应，如水吸收CO2，SO2等。化学吸收：溶质与溶剂或溶液中其它物质进行化学反应。（如用NaOH吸收CO2）(2)温度是否变化等温吸收：当溶剂用量很大，温升不明显时非等温吸收：(3)被吸收组分数目分单组分吸收：只吸收一种组分多组分吸收二．吸收过程的极限及方向极限：气液两相呈平衡状态；方向或推动力：一相浓度与同另一相浓度呈平衡的该相浓度之差；比如：溶质在气相中的分压为，液相中溶质浓度为，与呈平衡的气相分压为，则推动力为（）。ABS)(ASAAPAcAcAPAAPP第2页共22页第1页共22页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共22页三．吸收的流程流程说明：1．气液流向：——逆流（推动力大）2．多塔吸收：单塔所需太高时，可分解成几个塔串联使用。3．加压吸收：提高总压，可以提高传质推动力，同时提高溶解度，有利于吸收。4．脱吸（解吸）过程：吸收的逆过程。四．吸收剂选择及要求１．具有选择性：对溶质Ａ的溶解度应尽可能大２．不易挥发性：减少溶剂的损失及避免在气体中引入新的杂质３．腐蚀性小：减少设备费和维修费４．粘度低：以利于传质及输送５．毒性小，不易燃，以利于保证安全生产6．来源丰富，价格低廉，易于再生五．本章重点及学习方法本章主要讨论单组分、等温、常压、物理吸收，以掌握基本原理和方法。本章主要涉及设计型问题的计算以及操作型问题的分析，要注意掌握学习方法，活学活用。9.2有关吸收的基本理论一．平衡溶解度在一定温度下气液两相长期或充分接触后，两相趋于平衡。此时溶质组分在两相中的浓度服从某种确定的关系，即相平衡关系。气相溶质分压称平衡分压（饱和分压）；液相溶质浓度称平衡浓度（饱和浓度），又称溶解度或极限浓度。对单组分吸收（），组分数，包括、和，相数，气液两相，故自由度=3，即平衡时，不太高时影响小，可以忽略。因此，一定，或者。通常用溶解度曲线表示相平衡关系。APAcBA3CABS22CF),,(AAPPTFcP),(AAPTFcT)(AAPFc)(AAcfP第3页共22页第2页共22页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共22页从以上溶解度曲线可以看出：在相同压力下；随着温度的升高，氧气的溶解度下降，由此可见，加压、降温有利于吸收；升温、减压有利于解析。二．亨利定律1．当总压不高，在一定温度下，稀溶液上方溶质的平衡分压与其在液相中的浓度之间存在如下关系：（1）式中：——溶质气体在溶液面上方的平衡分压；单位；——溶质在液相中的摩尔分率——亨利系数；单位越大，说明在相同的液相摩尔分率下，气相的饱和分压越大，即气体的溶解度越小，所以有：易溶气体的＜能溶气体的＜难溶气体的。另外，因为气体的溶解度随温度的升高而降低，所以随温度的升高而升高。2．亨利定律还有另一种表达形式：或者（2）其中：溶解度系数，[]/[]，。越大，说明在相同的气相分压下，液相的饱和浓度越大，即气体的溶解度越大，所以有：难溶气体的＜能溶气体的＜易溶气体的。另外，因为气体的溶解度随温度的升高而降低，所以随温度的升高而降低。和：气相溶质的分压和与之平衡的液相饱和浓度；和：液相溶质的摩尔浓度和与之平衡的气相饱和分压。因为（1）式中，将其代入（2）可以得到：AP2223OCOSONHccccTAAExPAPkpaxEkpaEEEEEAAHPcHcPAAHAcAPkpamkmol./3HHHHHAPAcAcA...