吸收过程的相平衡关系

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1、第二节吸收过程的相平衡关系气体在液体中的溶解度定义：在一定温度和压力下，气液相平衡时，一定量吸收剂能溶解的吸收质的最大数量。饱和分压（平衡分压）平衡时，吸收质在气相中的分压，p*表示；饱和浓度（平衡浓度）平衡时，吸收质在液相中的浓度。对多数体系，系统的总压<5×105pa，总压的变化不影响吸收质平衡分压和溶解度之间的对应关系，但是温度对溶解度的影响很大。t=293KCO2NH310ncA,kmol/m3pA,kPa几种气体在水中的溶解度曲线易溶气体、难溶气体、中等溶解气体：吸收利用在同一种吸收剂种不同吸收质

2、溶解度的差异而将气体混合物加以分离。20℃下SO2在水中的溶解度101.3kPa202.6kPaxy氨在水中的溶解度液相中氨的摩尔数气相中氨的分压60℃50℃40℃30℃讨论：（1）总压、y一定，温度下降，在同一溶剂中，溶质的溶解度x随之增加，有利于吸收。（2）温度、y一定，总压增加，在同一溶剂中，溶质的溶解度x随之增加，有利于吸收。通过溶解度曲线：气体在水中的平衡溶解度随气相中该气体的分压增大而增大，随温度的升高而降低，因此，加压降温有利于吸收过程的进行。相组成表示法气相组成表示——y，Y，p,P，C`M

3、液相组成表示——x，X,，CA，CM1.摩尔浓度——单位体积混合物中所含溶质的kmol数CA=[kmol/m3]2.摩尔分数xA=(液相中)yA=(气相中)3.比摩尔分数(液相中)(气相中)亨利定律在一定温度下，当总压不大的情况下，吸收质在稀溶液中的溶解度和它在气相中的平衡分压成正比。讨论（1）E值越大，表示该气体的溶解度越小，难溶解。（2）一般E随温度的升高而增大。讨论：（1）若吸收质在气、液两相中的浓度用摩尔分数表示：（2）若用吸收质在液相中的浓度表示：（3）若以物质的量比表示吸收在气、液相的浓度【例5

4、-1】某系统温度为10℃，总压101.3kPa，试求此条件下在与空气充分接触后的水中，每立方米水溶解了多少克氧气？=101.3×0.21=21.27kPa查得10℃时，氧气在水中的亨利系数E为3.31×106kPa。（附录10）3.57×10-4kmol/m3W=3.57×10-4×32×1000=11.42g/m3相平衡关系在吸收过程中的应用1．判断过程进行的方向yy*或x*>x或A由气相向液相传质，吸收过程平衡状态A由液相向气相传质，解吸过程吸收过程：2．指明过程进行的极限过程极限：相平衡。气液相平衡

5、关系限制了气体离开吸收塔的最低浓度和吸收夜离塔时的最高浓度。y·Ryx··PBQxy*y*y平衡线以上：吸收区；以下：解吸区；平衡线上：平衡区1）逆流吸收，塔高无限，2）逆流吸收，塔高无限，3．确定过程的推动力吸收过程中，气液两相浓度离各自平衡浓度越远（传质推动力越大），传质过程进行得越快。所以常用气相或液相远离平衡浓度的程度（气相的摩尔分数差yp-yp*和液相摩尔分数差xp*-xp）表征气液两相传质过程的推动力。G，yaG，ybL，xaL，xb