化工原理第七章吸收修改2.ppt

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1、1第七章气体吸收GasAbsorption2第七章吸收第一节概述第二节气—液平衡第三节吸收机理与吸收速率第四节吸收塔的计算3本章重点1、亨利定律及各种表达式和相互间的关系；2、菲克定律及其应用；3、双膜理论及总吸收速率方程；4、吸收过程的物料衡算及操作线方程；5、最小液气比概念及吸收剂用量的计算；6、填料层高度及其传质单元数的计算；7、吸收塔的设计计算。4第一节概述一、什么是吸收二．吸收目的三．吸收分类四．吸收设备、流程五．吸收剂的选择5第一节概述一、什么是吸收？利用气体混合物中各组分在液体溶剂中溶解度的差异来分离气体混合物的操作称为吸收。6二．吸收目的

2、第一节概述7第一节概述三．吸收分类8第一节概述1、吸收设备-----塔设备四．吸收设备、流程9102．吸收流程第一节概述11第一节概述（3）吸收剂在吸收塔内再循环流程（4）吸收-解吸流程1213用洗油吸收苯系物质的吸收与解吸流程煤气脱苯吸收操作流程14从合成氨原料气中回收CO2的流程15五．吸收剂的选择1．溶解度对溶质组分有较大的溶解度2．选择性对溶质组分有良好的选择性，即对其它组分基本不吸收或吸收甚微，3．挥发性应不易挥发4．粘性粘度要低5．其它无毒、无腐蚀性、不易燃烧、不发泡、价廉易得，并具有化学稳定性等要求。16第二节吸收过程的气—液平衡一、气体的

3、溶解度二、吸收极限——相平衡三、亨利定律四、气液两相传质的方向17一．溶解度第二节吸收过程的气—液相平衡1819二、吸收极限——相平衡当吸收剂中浓度达饱和时，任何时刻进入液相中的溶质分子数等于从溶液中送出的到气相中的溶质分子数，即气相中和液相中溶质分子不再发生变化，称两相动态平衡——相平衡。达到相平衡时，吸收操作已达极限程度，如不改变条件，再操作多少时间，溶质不会再被吸收剂吸收，吸收操作便可停止。第二节吸收过程的气—液相平衡20第二节吸收过程的气—液相平衡三、亨利定律对于稀溶液，有21亨利定律的其他形式：E越大，表明溶解度越小；E随温度变化而变化，T，

4、E，m越大，表明溶解度越小；m随温度、总压变化而变化，T，m，P，m第二节吸收过程的气—液相平衡22四、气液两相传质的方向与传质极限推动力y-ye或xe-x注意推动力不等于y-x！23求下列五种情况下的传质方向在常压下及25℃下，气相co2的组成0.05（摩尔分率），现将此混合气体分别与以下几种溶液接触：⑴浓度为10-3kmol/m3的co2水溶液；⑵浓度为1.09×10-3kmol/m3的co2水溶液；⑶浓度为3×10-3kmol/m3的co2水溶液；⑷气相压力还保持常压，co2的组成仍为0.05，而温度降为0℃，将此种气体与浓度为3×10-

5、3kmol/m3的co2水溶液相接触；⑸气相压力为5×105pa，温度为25℃，co2组成仍为0.05，将气相与浓度为3×10-3kmol/m3的co2水溶液相接触。24解：对于题中规定的气液两相条件，判别过程进行的方向和极限。首先计算与气相浓度呈平衡是的液相浓度。⑴查常压下25℃下，co2在水中的亨利系数E=164mpa，平衡常数m=E/P=1640，当气相浓度y=0.05时，与其平衡的液相浓度x*=y/m=3×10-3而实际的液体浓度c=10-3kmol/m3水密度为ρ=1000kg/m3则x=c/(ρ/ms)=10-3/(1000/18)=1.8×

6、10-525由于液相中co2的浓度下于与气相呈平衡的液相浓度x*，故两相接触时，将有部分co2从气相转入液相，此过程为吸收。同理对⑵、⑶、⑷、⑸四种情况计算，计算后将5种情况结果列于表中序号气相浓度y液相浓度x与气相呈平衡的液相浓度x*吸收推动力x*－x方向判断10.051.8×10-53×10-5﹥0吸收20.053×10-53×10-5=0平衡30.055.4×10-53×10-5<0解吸40.055.4×10-56.87×10-5>0吸收50.055.4×10-515×10-5>0吸收26小结亦可通过比较气相组成y与液相呈平衡时的气相浓度y*的值的

7、大小来进行判别，y>y*，则为吸收过程；yx*，解吸，x=x*，平衡状态，此时传质推动力为0，传质过程停止，即达到极限状态。272、影响吸收过程的因素（1）温度t↑E↑，减少了吸收的传质推动力，对吸收不利。（2）压力，P总<5×10-5pa，对E影响不大。当气相中溶质浓度相同，增加气相中溶质的分压，增大]了传质推动力，对吸收有利。28第三节吸收机理与吸收速率3.1单相中物质传递3.2吸收机理3.3吸收速率2

8、93.1单相中物质传递一、分子扩散与菲克定律二、涡流扩散30一、分子扩散与菲克定