化工原理 电子教案 第六章 气体吸收

《化工原理 电子教案 第六章 气体吸收》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、9.吸收9.1概述利用不同组分在溶剂中溶解度的差异，分离气体混合物的过程，称为吸收；能被溶解的组分——溶质；不能被溶解的组分——惰性组分（载体）；所用溶剂——吸收剂。吸收液。一．工业生产中的吸收过程1．工业上的应用（1）原料气的净化：如煤气中的H2S除去。（2）有用组分的回收：如合成氨厂的放空气中用水回收氨。（3）某些产品的制取：将气体中需要的成份以指定的溶剂吸收出来，成为液态的产品或半成品，如：从含HCｌ气体中盐酸(4)废气的治理：如含SO2，NO，NO2等废气中，要除去这些有害成份。2．吸收的分类(1)按

2、性质划分物理吸收：溶质不发生明显的化学反应，如水吸收CO2，SO2等。化学吸收：溶质与溶剂或溶液中其它物质进行化学反应。（如用NaOH吸收CO2）(2)温度是否变化等温吸收：当溶剂用量很大，温升不明显时非等温吸收：(3)被吸收组分数目分单组分吸收：只吸收一种组分多组分吸收二．吸收过程的极限及方向极限：气液两相呈平衡状态；方向或推动力：一相浓度与同另一相浓度呈平衡的该相浓度之差；比如：溶质在气相中的分压为，液相中溶质浓度为，与呈平衡的气相分压为，则推动力为（）。三．吸收的流程流程说明：1．气液流向：——逆流（推

3、动力大）2．多塔吸收：单塔所需太高时，可分解成几个塔串联使用。3．加压吸收：提高总压，可以提高传质推动力，同时提高溶解度，有利于吸收。4．脱吸（解吸）过程：吸收的逆过程。原料气（）尾气（少量）溶剂吸收塔解吸塔油水分离器油（）水富液蒸气（空气）四．吸收剂选择及要求１．具有选择性：对溶质Ａ的溶解度应尽可能大２．不易挥发性：减少溶剂的损失及避免在气体中引入新的杂质３．腐蚀性小：减少设备费和维修费４．粘度低：以利于传质及输送５．毒性小，不易燃，以利于保证安全生产6．来源丰富，价格低廉，易于再生五．本章重点及学习方法本

4、章主要讨论单组分、等温、常压、物理吸收，以掌握基本原理和方法。本章主要涉及设计型问题的计算以及操作型问题的分析，要注意掌握学习方法，活学活用。9.2有关吸收的基本理论一．平衡溶解度在一定温度下气液两相长期或充分接触后，两相趋于平衡。此时溶质组分在两相中的浓度服从某种确定的关系，即相平衡关系。气相溶质分压称平衡分压（饱和分压）；液相溶质浓度称平衡浓度（饱和浓度），又称溶解度或极限浓度。对单组分吸收（），组分数，包括、和，相数，气液两相，故自由度=3，即平衡时，不太高时影响小，可以忽略。因此，一定，或者。通常用溶

5、解度曲线表示相平衡关系。NH3SO2CO2O210℃40℃0℃从以上溶解度曲线可以看出：在相同压力下；随着温度的升高，氧气的溶解度下降，由此可见，加压、降温有利于吸收；升温、减压有利于解析。二．亨利定律1．当总压不高，在一定温度下，稀溶液上方溶质的平衡分压与其在液相中的浓度之间存在如下关系：（1）式中：——溶质气体在溶液面上方的平衡分压；单位；　　　——溶质在液相中的摩尔分率　　　　——亨利系数；单位越大，说明在相同的液相摩尔分率下，气相的饱和分压越大，即气体的溶解度越小，所以有：易溶气体的＜能溶气体的＜难溶

6、气体的。另外，因为气体的溶解度随温度的升高而降低，所以随温度的升高而升高。2．亨利定律还有另一种表达形式：或者（2）其中：溶解度系数，[]/[]，。越大，说明在相同的气相分压下，液相的饱和浓度越大，即气体的溶解度越大，所以有：难溶气体的＜能溶气体的＜易溶气体的。另外，因为气体的溶解度随温度的升高而降低，所以随温度的升高而降低。和：气相溶质的分压和与之平衡的液相饱和浓度；和：液相溶质的摩尔浓度和与之平衡的气相饱和分压。因为（1）式中，将其代入（2）可以得到：所以式中对于稀溶液：可以取溶剂的分子量，如对稀NH3溶

7、液，，3．气液浓度均用摩尔分率表示或者—相平衡常数由等式两边同时除以总压，可以得到：即令，则有和：气相溶质的摩尔分率和与之平衡的液相饱和摩尔分率；和：溶质的液相摩尔分率和与之平衡的气相饱和摩尔分率。越大，说明在相同的液相摩尔分率下，气相的饱和摩尔分率越大，即气体的溶解度越小，所以有：易溶气体的＜能溶气体的＜难溶气体的。另外，因为气体的溶解度随温度的升高而降低，所以随温度的升高而升高。三.相平衡关系的应用：1．判别过程的方向将气相的浓度与液相的浓度换算成同一种浓度的表示方法（利用相平衡关系换算），再比较一下大小

8、。若气相浓度＞液相的平衡浓度，则发生解吸；反之，则发生吸收。如比较和、和、和、和的大小。2．指明过程的极限当某一相的浓度=另一相的平衡浓度时，两相达到平衡，即为传质过程达到了极限。在实际操作中，相平衡限制了溶剂离塔时的最高浓度和气体离塔时的最低浓度。3．计算过程的推动力只有不平衡的两相接触后才会发生传质，过程的推动力可用实际浓度与平衡浓度的偏离程度来表示（但不是两相的浓度直接相加减，而要先换算成同一