气体吸收(复习习题课)

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1、化工原理（下）总复习三明学院三明学院9液体精馏211液夜萃取38气体吸收114固体干燥48th气体吸收复习8.1概述8.1.1化工生产中的传质过程传质分离过程:利用物系中不同组分的物理性质或化学性质的差异来造成一个两相物系，使其中某一组分或某些组分从一相转移到另一相，即进行相际传质，并由于混合物中各组分在两相间平衡分配不同，则可达到分离的目的。以传质分离过程为特征的基本单元操作：气体吸收,液体蒸馏,固体干燥,液-液萃取,结晶,吸附,膜分离等。思考：吸收的目的是什么？气体吸收8.1.2相组成表示法1.质量分数与摩尔分率（质量分数与摩尔分数）质量分数：是指在

2、混合物中某组分的质量占混合物总质量的分率。摩尔分率：摩尔分率是指在混合物中某组分的摩尔数nA占混合物总摩尔数n的分率。气相：yA=pA/p液相：xA=cA/c3.质量浓度与摩尔浓度4.气体的总压与理想气体混合物中组分的分压8.1.3气体吸收过程吸收操作的依据：是混合物各组分在某种溶剂（吸收剂）中溶解度（或化学反应活性）的差异。一个完整的吸收分离流程包括吸收和解吸两部分。能耗主要在解吸过程。8.1.4气体吸收过程的应用－吸收的目的（1）分离混合气体以获得一定的组分或产物；（2）除去有害组分以净化或精制气体；（3）制备某种气体的溶液；（4）工业废气的治理；实

3、际吸收过程往往同时兼有净化和回收等多重目的。8.1.5吸收剂的选用在选择吸收剂时，应从以下几方面考虑：（1）溶解度；（2）选择性；（3）溶解度对操作条件的敏感性；（4）挥发度；（5）黏（粘）性；（6）化学稳定性；（7）腐蚀性；（8）其它等要求。8.1.6吸收过程的分类（1）物理吸收和化学吸收（2）单组分吸收与多组分吸收（3）等温吸收与非等温吸收（4）低浓度吸收与高浓度吸收重点研究：低浓度、单组分、等温的物理吸收过程亨利定律温度降低或总压升高，则m值变小，液相溶质的浓度x增加，有利于吸收操作。扩散速率方程菲克扩散等分子扩散单向扩散速率漂流因子特点：当混合物

4、中溶质A的浓度较低时扩散系数的影响吸收速率方程8.4.1双膜理论双膜模型的基本假设：（1）相互接触的气液两相存在一个稳定的相界面，界面两侧分别存在着稳定的气膜和液膜。膜内流体流动状态为层流，溶质A以分子扩散方式通过气膜和液膜，由气相主体传递到液相主体。（2）相界面处，气液两相达到相平衡，界面处无扩散阻力。（3）在气膜和液膜以外的气液主体中，由于流体的充分湍动，溶质A的浓度均匀，溶质主要以涡流扩散的形式传质。8.5低浓度气体吸收－吸收塔的计算8.5.1物料衡算和操作线方程(1)物料衡算及吸收液浓度的计算G（y1－y2）=L（x1－x2）y2=y1（1－）

5、式中——混合气中溶质A被吸收的百分率，称为回收率或吸收率。塔底排出液中溶质的浓度x1=x2＋G（y1－y2）/L吸收操作线与计算P39例8－6NOG、HOG的意义1）传质单元数、计算式中的分子为气相或液相组成变化，即分离效果（分离要求）；分母为吸收过程的推动力。若吸收要求愈高，吸收的推动力愈小，传质单元数就愈大。所以传质单元数反映了吸收过程的难易程度。当吸收要求一定时，欲减少传质单元数，则应设法增大吸收推动力。意义：当气体流经一段填料，其气相中溶质组成变化（y1－y2）等于该段填料平均吸收推动力（y－ye）m，此时，该段填料为一个传质单元。NOG=（

6、y1－y2）/（y－ye）m=1传质单元高度的数值反映了吸收设备传质效能的高低，HOG愈小，吸收设备传质效能愈高，完成一定分离任务所需填料层高度愈小.传质单元高度的计算8.5.7强化吸收过程的措施（1）提高吸收过程的推动力1）逆流操作；2）提高吸收剂的流量；3）降低吸收剂入口温度；4）降低吸收剂入口溶质的浓度。（2）降低吸收过程的传质阻力1）提高流体流动的湍动程度；2）改善填料的性能。8.6气体吸收思考题1）温度和压力对吸收过程的平衡关系有何影响?2）亨利定律为何具有不同的表达形式?3）摩尔比与摩尔分数有何不同，它们之间的关系如何?4）分子传质(扩散)与

7、分子传热(导热)有何异同?5）在进行分子传质时，总体流动是如何形成的，总体流动对分子传质通量有何影响?6）讨论传质的机理、吸收过程的机理的意义是什么?7）双膜模型，溶质渗透模型和表面更新模型的要点是什么，各模型求得的传质系数与扩散系数有何关系，其模型参数是什么?8）吸收速率方程为何具有不同的表达形式?9）传质单元高度和传质单元数有何物理意义?习题课8th气体吸收操作条件习题课操作条件：气液流量、气液进口浓度、操作温度、压力等习题课公式：或例1常压下，用煤油从苯蒸汽和空气混合物中吸收苯，吸收率为99%，混合气量为53kmol/h。入塔气中含苯2%（体积%）

8、，入塔煤油中含苯0.02%（摩尔分率）。溶剂用量为最小用量的1.5倍，在操作温度