传质分离技术理论讲解课件项目_1

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1、项目A-2：胸苷生产中含丙酮（acetone）废气的处理子项目A-2-1水吸收空气中丙酮初步方案的制定项目参数：胸苷生产过程中产生含丙酮的废气，该废气中含丙酮7%（体积），废气流量为1500m3/h（标准状态），要求吸收率97%。点评一：吸收操作什么是吸收？利用组成混合气体各组分在同一溶剂中溶解度不同，来分离气体混合物的操作，称为吸收操作。（丙酮与空气在水中的溶解度不同）吸收操作常用术语介绍吸收质（溶质）A:混合气体中，能够显著溶解于液体中的组分；吸收剂（溶剂）S:吸收操作所用的溶剂；惰性气体（载体）B:不能溶解的组分；吸收尾气B+

2、A(少量）：吸收中排出的气体。吸收液A+S(大量）（完成液）:吸收操作所得到的溶液；吸收塔吸收液A+大量S混和气体A+B吸收剂S吸收尾气B+少量A（1）溶解度大；（2）选择性高；（3）再生容易；（4）挥发性小；（5）粘度低；（6）化学稳定性高；（7）腐蚀性低；（8）无毒、无害、价廉等。点评二：如何选择吸收剂吸收剂选择原则：1.按溶质与溶剂间是否发生显著化学反应分成物理吸收和化学吸收；2按被吸收组分数目的多少分成：单组分吸收和多组分吸收；3按吸收前后温度是否发生明显变化分成：等温吸收和非等温吸收；4按溶质在气液两相中的浓度大小分成低浓度

3、吸收和高浓度吸收。点评三：吸收操作的分类点评四：工业吸收过程图例吸收与解吸流程含苯气脱苯煤气洗油苯水过热蒸汽加热器冷却器混合气体从塔底引入吸收塔，在压差作用下向上流动；吸收剂从塔顶引入，在重力作用下向下流动。吸收剂吸收了吸收质后形成的液体为吸收液或溶液从塔底引出，吸收后剩余的气体为尾气从塔顶引出。点评五：吸收设备吸收设备有多种类型，最常用的有填料塔与板式塔。填料塔中装有诸如瓷环之类的填料，气液接触在填料中进行。1、基本结构填料塔的塔体为一圆形筒体，筒内分层装有一定高度的填料。自塔上部进入的液体通过分布器均匀喷洒于塔截面上。在填料层内液

4、体沿填料表面呈膜状流下。各层填料之间设有液体再分布器，将液体重新均匀分布于塔截面上。气体自塔下部进入，通过填料缝隙中自由空间，从塔上部排除。离开填料层的气体可能挟带少量雾状液滴，因此有时需要在塔顶安装除沫器。气液两相在填料塔内进行逆流接触传质。2．塔内件填料塔的内件有填料、液体分布装置、液体再分布装置、填料支承装置、填料压紧装置等。（1）填料填料的作用：为气、液两相提供充分的接触面积,增加流体的湍动程度，以利于传质、传热，并且能够通过较大数量的流体。陶瓷实体填料金属——拉西环、鲍尔环等填料塑料网体填料——金属网、网环、网状鞍形等各种常

5、用填料及新型填料选择填料时应注意（1）比表面积大（2）空隙率大（3）表面液体均布性好（4）阻力（压降）小（5）耐腐蚀，具有化学稳定性（6）重量轻，机械强度大，制造容易，价格低廉填料的堆放形式整砌乱堆填料的充填方式湿装干装填料塔其它主要构件及功能（1）液体分布装置——使液体能在塔顶均匀分布于填料表面，实现填料内气液两相密切接触、高效传质（2）液体再分布装置——避免壁流现象，保证填料层内气液分布均匀，防止传质效率下降截锥式液体再分布器（3）填料支承板——支撑填料层，使气体均匀分布（4）填料压紧装置——防止填料床层发生松动，保持均匀一致的空

6、隙结构，使操作正常、稳定（5）除沫器——防止塔顶气体出口处夹带液体点评六　吸收平衡及吸收推动力一、吸收平衡（一）吸收中常用的相组成表示法1、质量比混合物中两组分的质量之比——质量比，以（液体混合物）、（气体混合物）表示2、摩尔比混合物中两组分的摩尔数之比——摩尔比，用X（液体混合物）、Y（气体混合物）表示3、质量比与摩尔比的换算或吸收操作中，气相和液相总量均随吸收过程进行而改变，但惰性气体和溶剂的量认为保持不变；若上式中A——吸收质B——惰性气体或溶剂则而——可简化吸收计算（二）平衡关系1、气体在液体中的溶解度在一定的温度与压力下，使

7、定量的吸收剂与混合气体接触，溶质便向液相转移，直至液相中溶质达到饱和——相平衡平衡时，液相中溶质的浓度称为平衡浓度或饱和浓度，即气体在液体中的溶解度。溶解度表示：在一定的温度和压力下，气液相达平衡时，定量吸收剂所能溶解的吸收质的最大数量。它是吸收过程的极限。习惯上用单位质量（或体积）的液体中所含溶质的质量来表示。平衡时，气相中溶质的分压称为平衡分压。不同气体采用同一吸收剂吸收，所得溶液浓度相同时，易溶气体在溶液上方的平衡分压较小。水吸收丙酮有限度吗？在同一溶剂中，不同气体的溶解度有很大差异——吸收分离的依据(2)同一溶质在相同的温度下

8、，随着气体分压的提高，在液相中的溶解度加大。(3)同一溶质在相同的气相分压下，溶解度随温度降低而加大。由上述规律可知：加压和降温可以提高气体的溶解度，对吸收操作有利；反之，升温和减压对解吸操作有利。2、亨利定律亨利定律：