气体吸收概述 & 相平衡原理

《气体吸收概述 & 相平衡原理》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、气体吸收概述&相平衡原理IntroductionofGasAdsorption&Gas-LiquidEqulibrium气体吸收主要内容一.气体吸收概述1.一般介绍2.吸收过程二.气液相平衡原理1.相律2.气液相平衡关系3.吸收剂的选择作业：习题34-1；34-5三.例题一.气体吸收概述1.一般介绍吸收过程在化工生产、环境保护中的应用。2.吸收过程a.气液接触方式：逐级接触、连续微分接触b.吸收操作流程：并流、逆流c.吸收过程示例3.吸收剂的选择1）溶解度大2）选择性好3）操作温度下的蒸汽压低，不易挥发4）粘度低5）再生容易6）尽可能无毒、

2、不易燃、腐蚀性小、价格低廉二.气液相平衡原理1.相律对于气体吸收来说：C＝3：气体溶质、气体惰性组分、吸收剂Φ＝2：气相、液相F＝3温度、压力、气相组成PA、液相组成cA*2）一定温度下，气体溶解度随气相分压增加而增大；3）稀溶液的溶解度曲线为直线。2.气液相平衡关系a.溶解度曲线1）同样温度、压力下，不同物质的溶解度不同；加压对吸收过程有利。随温度的升高，气相浓度增加，液相浓度降低。b.亨利定律稀溶液的溶解度关系可以用Henry定律表示：式中，实验证明:a）对稀溶液而言，E只是温度的函数，温度上升，E增加，溶解度下降；b）难溶气体的E大，

3、易溶气体的E小。c.Henry定律的其他形式a)p-c关系b)y-x关系H称为溶解度系数，kmol/(m3·Pa)m为相平衡常数，无量纲c)Y-X关系随着吸收过程的进行，气相的总摩尔量下降，液相总摩尔量增加；气相惰性组分和吸收剂的量可以认为不变，因此在吸收计算中一般采用摩尔比。当溶液浓度很稀时，分母中的（1-m）XA项可以忽略，有：d.平衡关系式的转换利用15min自行推导：E~H,E~m,。e.吸收过程的方向、极限气液相平衡时，相间净传质为零，据此可以确定吸收过程的方向、极限。a）吸收过程的方向：趋向气液平衡当yA>yA*（或xA*>xA

4、）时，即气相溶质浓度大于与液相溶质浓度相平衡的气相溶质浓度时，溶质从气相被液相吸收,为吸收过程。相反为解吸过程。b）吸收过程的极限：达到气液相平衡，即yA＝yA*（或xA*＝xA）1.温度和压力对Henry系数的影响20℃浓度为0.02(摩尔分率)的稀氨水平衡分压为1.666kPa，氨水上方的总压强为2.026×105Pa(绝对)。试求：⑴氨的Henry系数E、H和m各为多少？⑵若氨水浓度、上方总压与上例相同，而氨水温度升至50℃，已知此时氨水上方氨平衡分压为5.838kPa，各Henry系数有何变化？例题：解：⑴由pe=Ex可得：E=pe

5、/x=1.666/0.02=83.3kPa⑵取1kmol氨水为基准，其中含0.98kmol水和0.02kmol氨，总摩尔体积为：氨水的总摩尔浓度为:氨的摩尔浓度c=cMx由pe=c/H可得：H=0.667kmol/kN.m气相中氨的摩尔分率为：或⑵若氨水浓度、上方总压与上例相同，而氨水温度升至50℃，已知此时氨水上方氨平衡分压为5.838kPa，各Henry系数有何变化？根据定义可得：Henry系数E、H只取决于温度，而相平衡常数m还与总压强有关。因此，当提到m时，必须指明系统的总压强由气液相平衡关系和物料衡算关系联立求解，可求出CO2在

6、水中的极限浓度和剩余气体总压。2.CO2在水中极限浓度及剩余气体压强在常压(101.3kPa)和25℃下，1m3CO2-空气混合气体(CO2体积分率为20%)与1m3清水在2m3的密闭容器中接触传质。假设空气不溶于水中，试求CO2在水中的极限浓度(摩尔分率)及剩余气体的总压。已知操作条件下气液平衡关系服从Henry定律，Henry系数E=1.662×105kPa。解：气液平衡方程：p*=1.662×105x①物料衡算：气相中失去的CO2为：液相中获得CO2为：则0.00818-0.0000404p*=55.56x②联立①、②，可得：x=6.

7、67×10-5(即为CO2在水中极限浓度)p*=11.1kPa剩余气体总压为：p余=0.8P+p*=0.8×101.33+11.1=92.16kPa讨论：Δp=p-p*=0.2×101.33-0=20.3kPa随吸收过程进行，推动力减小，直至平衡时，液相达到最大浓度，此时推动力为零。气液开始接触时，吸收推动力最大，为：本节小结1.了解吸收过程的一般流程。2.掌握相平衡的几种不同表达式及其相互转化。3.掌握吸收过程的方向和极限。