化工基础(吸收)

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1、吸收（Absorption）——气体混合物的分离吴卫生博士上海交通大学化工系（化学楼218室）Tel.:021-54747454E-mail:wuws@sjtu.edu.cn第一节概述吸收的操作依据吸收操作的目的（用途）吸收的分类吸收剂的选择吸收率（净化率）吸收的操作依据各组分在溶剂中的溶解度差异组分在溶剂中的选择性溶解吸收操作的目的（用途）净化原料气回收有用组分制取某些产品治理废气吸收的分类物理吸收、化学吸收单组分吸收、多组分吸收等温吸收、非等温吸收低浓度吸收、高浓度吸收本章重点：低浓度单组分等温物理吸收的原理及计算吸收剂的选择溶解度选择性其它吸收程度的表征——吸收率第二节吸收的基

2、本理论溶解度—气液平衡（GLE）亨利定律（Henry’sLaw）双膜模型（Double-FilmModel)传质速率方程式溶解度—气液平衡（GLE）气体在液相中的饱和浓度，习惯上以单位质量（或体积）的液体中所含溶质的质量（或物质的量）来表示。气相与液相之间的动态平衡溶解度（续）同一温度和pA一定，cA有差异；同一温度和cA一定，pA有差异；同一种溶质的溶解度随温度升高而降低。加压、降温，提高气体的溶解度，对吸收有利；减压、升温，降低气体的溶解度，对脱吸有利。亨利定律（Henry’sLaw）表达式一：表达式二：表达式三：表达式四：双膜模型（Double-FilmModel)气液相界面两

3、侧存在停滞的气膜和液膜；每一相的传质阻力集中于膜内；相界面传质阻力可忽略，即气液两相在相界面处达到平衡。传质速率方程式传质速率=传质系数×传质推动力单相（气相或液相）的传质速率方程式总的传质速率方程式第三节吸收塔的计算计算内容：<1>吸收剂的用量<2>填料塔的填料层高度或板式塔的塔板数目<3>塔径第三节内容物料衡算和操作性方程填料层高度的计算操作型问题塔板数脱吸物料衡算(MassBalance)和操作线(OperationLine)方程全塔物料衡算：操作线方程：物料衡算(MassBalance)和操作线(OperationLine)方程（续）最小液气比：实际液气比：低浓度气体吸收：填

4、料层高度的计算（低浓度气体吸收）气相传入液相的溶质=气相所失溶质=液相所得溶质填料层高度的计算（低浓度气体吸收）（续）气相总传质单元高度：气相总传质单元数：液相总传质单元高度：液相总传质单元数：填料层高度=传质单元高度×传质单元数填料层高度的计算（低浓度气体吸收）—传质单元数的求法对数平均推动力法：操作线和平衡线均为直线脱吸因数法：操作线和平衡线均为直线图解积分法：平衡线可以不为直线梯级图解法：平衡线为直线或弯曲程度不大的曲线吸收塔的操作型问题设计型问题操作型问题计算的基本依据：<1>物料衡算式：<2>相平衡方程式：<3>传质速率方程式：塔板数理论板（TheoreticalPlate

5、）:气液两相接触良好、传质充分，以致两相在离开时已达到平衡，即成平衡理论板数的图解法（梯级法）：交替使用物料衡算和气液相平衡关系塔板数（续）理论板数和传质单元数的相互关系：理论板数和传质单元数的区别：<1>概念不同<2>计算依据不同等板高度（HETP）：相当于一块理论板的填料层高度。脱吸（解吸）吸收：溶质由气相向液相传递脱吸：溶质由液相向气相传递脱吸的途径：减小p，或增大p*，或者兼而有之。脱吸的具体方法：A.通入惰性气体——气提B.通入直接水蒸汽——汽提（提馏）C.降低压力——闪蒸脱吸（解吸）（续）当平衡线和操作线均为直线第四节其它类型吸收多组分吸收化学吸收非等温吸收第五节传质系数

6、和传质理论传质系数的影响因素：<1>物系的物性<2>填料或塔板的结构<3>流体的流动状况传质理论：<1>双膜模型<2>溶质渗透模型<3>表面更新模型