化工原理吸收(已修改1)

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1、第七章吸收第一节概述第二节气液相平衡第三节传质动力学第四节传质机理与传质方程第五节吸收过程计算第六节填料塔第一节概述一、吸收过程的基本应用二、吸收过程的基本原理三、吸收过程的分类四、吸收过程的基本流程五、吸收剂的选择原则六、精馏和吸收的比较第一节概述一、吸收过程的基本应用2.应用：●产品制备：如硫酸、盐酸、福尔马林的制备●回收有用物质：尾气中NH3、CO2等的回收；●净化气体：原料气净化；排放尾气净化；气体产品的精制。1.吸收:是将气体混合物中的各个组分予以分离的单元操作。3.典型的工业吸收过程:洗油吸收煤气中的粗苯吸收工艺过程吸收过程——苯吸收塔解吸过程——苯解吸

2、塔贫油吸收塔含苯煤气解吸塔过热蒸汽冷凝器粗苯水冷却器换热器补充新鲜洗油富油脱苯煤气采用吸收剂再生的连续吸收流程二、吸收过程的基本原理4.几个名词吸收剂：吸收过程中所用的溶剂；溶质：混合气体中能显著被吸收剂吸收的组分；惰性组分：不能被吸收剂吸收的组分；富液：含有较高溶质浓度的吸收剂；贫液：从富液中将溶质分离出来后得到的吸收剂。1.依据：气体混合物中各组分在溶剂中的溶解度的差异。2.吸收过程：（1）溶质从气相主体传递到相界面；（2）在相界面上溶质溶解到液相表面；（3）溶质从相界面传递到液相主体。吸收过程解吸过程气相主体液相主体吸收及解析传质方向3.实质：吸收过程—溶质由

3、气相到液相的质量传递过程；解吸过程—溶质由液相到气相的质量传递过程。三、吸收过程的分类1.物理吸收与化学吸收（依有无化学反应）；2.单组分吸收与多组分吸收（依吸收组分数）；3.等温吸收与非等温吸收（依温度是否变化）；4.低浓度气体吸收与高浓度气体吸收。四、吸收过程的基本流程1.一步吸收流程和两步吸收流程(选用吸收剂的数目)一步吸收流程：仅用一种吸收剂两步吸收流程：使用两种吸收剂贫液富液混合气体净化气一步吸收流程两步吸收流程吸收剂1吸收剂2混合气去解吸塔去解吸塔净化气吸收塔1吸收塔22.单塔流程和多塔流程(所用的塔设备数)3.逆流吸收流程和并流吸收流程(塔内气液流向)

4、逆流和并流吸收过程逆流贫液富液混合气体净化气并流贫液富液混合气体净化气4.部分溶剂循环流程贫液富液混合气体净化气部分溶剂循环流程去解吸5.两段吸收两段解吸流程:五、吸收剂的选择原则◇对溶质的溶解度要大；◇对溶质有较高的选择性；◇不易挥发；◇较低的粘度，不易起泡；◇解吸性能好，便于再生；◇良好的化学稳定性、热稳定性、无毒、无易燃易爆等；◇廉价、易得。六、精馏和吸收的比较△相同点分离均相混合物的气液传质过程△不同点引入另一相的方法操作结构传质机理第二节气液相平衡一、气液相平衡二、相平衡的表示方法三、相平衡关系的应用单组份的物理吸收平衡自由度：F=C-φ+2=3-2+2=

5、3。在温度、总压一定时，F=1，有：Pe－溶质在气相中的分压——平衡分压。ce－溶质在液相中的饱和浓度——平衡溶解度。一、气液相平衡液相气相二、相平衡关系的表示方法1.溶解度（相平衡）曲线：▲分压对溶解度的影响：p*增加，x增加（T一定）；▲温度对溶解度的影响：T增加，x下降（P*一定）；▲总压对溶解度的影响：在组份分压不变时，若P变化不大（P小于0.5MPa时），总压P的变化不影响p*、x之间的关系。ap*=f（x）(T、P恒定)说明：气相中氨的平衡分压p*/133.32Pa6008000.0440020060℃50℃40℃30℃液相中氨的摩尔分数x0.120.0

6、80.16氨在水中的溶解度by*~x曲线注意：P对x-y图有影响，因为对于一定的y，P变化将导致p*的变化，p*是影响溶解度的直接原因。2.气液相平衡方程（享利定律）在总压不高时（P小于0.51MPa），溶质在稀溶液中的溶解曲线通过原点，且为直线,可表示为：E—享利常数，kPaa若液相为理想溶液，则在全部浓度范围内，上式均成立。此时，亨利定律与拉乌尔定律一致,E=P0。b不同气体：E大，难溶；E小，易溶。c同种气体：说明：(1)享利定律的其他表示法浓度的表示方法不同，享利定律的形式不同。X为比摩尔分率[c为kmol（溶质）/m3溶液]溶解度系数x为摩尔分率相平衡常数

7、(2)E、H、m、m*之间的关系◆E，H之间的关系：对于稀溶液：cs溶剂摩尔浓度，kmol溶剂/m3溶液。◆E,m之间的关系:若气相为理想气体：◆m，m*之间的关系：对于稀溶液：则：m=m*三、气液平衡关系的应用1.判断过程进行的方向或为吸收过程或为解吸过程组成为y、x的气液相相接触，传质方向为：2.确定传质过程的推动力组成为y、x的气液相相接触，传质推动力可表示为：或3.判断过程进行的极限平衡为过程的极限状态净化气体为目的：制取液相产品为目的：例7-1：在常压及20℃下，测得氨在水中的平衡数据为：浓度为0.5gNH3/100gH2O的稀氨水上方的平衡分压为40