§5.2平衡关系表格达式—亨利定律.ppt

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1、§5-2吸收的相平衡一、气体在液体中的溶解度GO二、亨利定律GO1、亨利定律的其它形式GO2、E、m、H之间的换算关系GO3、亨利定律小结GO一、气体在液体中的溶解度气体与液体接触，气体则部分溶解在液体中，形成一定的溶解度。若气液两相经过相当长时间的接触，溶解度逐渐趋近于一极限，称之为平衡溶解度。平衡溶解度的大小，随着物系种类、温度、压强而异，通常由实验测定，它是溶质吸收的极限，也是分析吸收操作的基础。一些气体的吸收达平衡后的曲线，如图从图中可看出：1、同温、同平衡分压下，不同的物质，溶解度不同。2、同温、同溶解度时，不同的物质，平

2、衡分压不同。易溶气体,溶液上方平衡分压低难溶气体，溶液上方平衡分压高由氨、二氧化硫在水中的溶解度（5、6、7）中看出P*↑溶解度↑T↓溶解度↑所以低温有利于吸收。如t=25℃溶解度100g/1000H2O二、亨利定律当系统总压不高（＜0.5MPa）时，在一定温度下，稀溶液上方溶质的平衡分压与该溶质在液相中的浓度存在着如下关系:(1)式中：p*——溶质在气相中的平衡分压Pa——溶质在液相中的摩尔分率；E——亨利系数Pa；易溶气体E小，难溶气体E大凡理想溶液，在压强不高，温度恒定的情况下，p*-关系在整个浓度范围内都符合亨利定律。在系统

3、中，1、亨利定律的其它形式(1)p*-C表示溶液中吸收质的物质的量浓度C与其在气相中的分压p*之间的关系，亨利定律可写成，C=Hp*或p*=C/H(2)式中：C—体积摩尔浓度,kmol/m3H—溶解度系数,kmol·m-3·Pa-1易溶气体H大，难溶气体H小。在系统中（2）、y--x表示若溶质在液相和气相中的浓度分别用摩尔分率x和y表示时，亨利定律成为：y＝mx（3）式中ｘ—液相中溶质的摩尔分率y—溶液上方气相中溶质摩尔分率ｍ—相平衡系数易溶气体ｍ小，难溶气体ｍ大在系统中：185页第2题；解：亨利定律为相平衡常数；3题解：根据，质量

4、分数：（3）、Y--X表示（摩尔比）在吸收计算中，认为惰性组分不进入液相，溶剂也没有气化现象。所以惰性组分的摩尔流量和溶剂的摩尔流量始终不变。若以二者为基准分别表示溶质在气、液两相中的浓度，则对吸收计算带来很大方便。为此常采用摩尔比Y、X分别表示气、液两相的组成。摩尔比定义如下：因为：Y的分母为惰性组分，在吸收过程中不变　。y的分母是混合气体，在吸收过程中不断变化。X的分母为溶剂，在吸收过程中不变。x的分母为溶液，在吸收过程中变化。用Y、X来进行吸收计算，比用y、x方便。（4）若为稀溶液，X很小，则（4）式变为Y*＝mX2、E、m、

5、H之间的换算关系（1）E、ｍ的关系联立，得对于理想气体，可用道尔顿分压定律,p*＝Py*（5）p*＝Exx＝p*／Ey＝mxx＝y／mm＝Ey／p*（2）、E、H的关系联立得C－x之间的关系式中:ρ—溶液的密度kg/m3M—吸收质的分子量MS—溶剂的分子量p*＝Exp*＝c／H　H＝c／Ex∵在吸收中，很小，∴，可忽略,则；很小，则为稀溶液，则ρ溶液=ρs∴代入（6）3、亨利定律小结（1）、通式：气相浓度=系数×液相浓度（2）、E、m、H的大小，能够反映溶解度的大小。E↓m↓H↑→溶解度↑，易溶E↑m↑H↓→溶解度↓，难溶（3）、t

6、、p对H、m、E的影响。t↑→E↑m↑H↓溶解度↓P↑→E↓m↓H↑溶解度↑∴在吸收过程中，低温、高压有利于气体的吸收高温、低压有利于气体的解吸（4）、亨利定律是气液达平衡时，所表示的气液组成关系。（5）、亨利定律的使用条件对气相，应是理想气体，总压P<5atm对液相，应是稀溶液，<0.05（6）、E、H可在手册中查得，而它们只有在符合亨利定律时才为常数。185页6题：解：被吸收到氨量：1000(1-0.12)(0.136-0.0101)=110.8m3出口气体体积：V=1000-110.8=889.2m3185页7题，解：对于稀溶

7、液，∴§5－3吸收速率平衡关系只能回答混合气体中溶质气体能否进入液相这个问题，至于进入液相速率大小，却无法解决，后者属于传质的机理问题。本节的内容是结合吸收操作来说明传质的基本原理，作为分析吸收操作与计算吸收设备的依据。气体吸收是溶质先从气相主体扩散到气液界面，再从气液界面扩散到液相主体的传质过程。吸收操作的极限取决于体系的气液平衡。吸收操作的生产强度取决于吸收速率，并且还是吸收设备的选型和设备设计的重要依据。5－3.1双膜理论双膜理论是以吸收质在滞流层中的分子扩散的概念为基础而推导出来的。双膜理论是刘易斯(LewisW.K.)和惠

8、特曼(W.G.whitman)在本世纪二十年代提出来的，一直占有重要的地位。双膜理论的基本论点：1、相互接触的气液两流体间存在着稳定的相界面。界面两侧各有一个很薄的有效滞流膜层。吸收质以分子扩散方式通过此二膜层。2、在相界面处气液两相