绪论相平衡PPT课件

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气液相平衡传质机理与吸收速率吸收塔的计算第2章吸收

1§2.1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。

2二．吸收目的液体混合物分离----蒸馏气体混合物分离----吸收

3三．吸收分类

4四．吸收设备、流程1、吸收设备-----塔设备

52．吸收流程

6（3）吸收剂在吸收塔内再循环流程（4）吸收-解吸流程A+BBSA+SAS

7五.吸收剂的选择(1)溶解度大。吸收剂对溶质组分的溶解度越大，则传质推动力越大，吸收速率越快，且吸收剂的耗用量越少。(2)选择性高。吸收剂应对溶质组分有较大的溶解度，而对混合气体中的其它组分溶解度甚微，否则不能实现有效的分离。(3)挥发度小。在吸收过程中，吸收尾气往往为吸收剂蒸汽所饱和。故在操作温度下，吸收剂的蒸汽压要低，即挥发度要小，以减少吸收剂的损失量。(4)粘度低。吸收剂在操作温度下的粘度越低，其在塔内的流动阻力越小，扩散系数越大，这有助于传质速率的提高。(5)吸收后的溶剂应易于再生。(6)其它。所选用的吸收剂应尽可能无毒性、无腐蚀性、不易燃易爆、不发泡、冰点低、价廉易得，且化学性质稳定。

8§2.2气体吸收的相平衡关系一．气体的溶解度

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10实验表明：1.总压不很高时，可以认为气体的溶解度只与其分压有关，与总压无关。同时，分压越大，溶解度越大。2.气体在液体中的溶解度一般均随温度升高而下降。3.对于相同浓度的液体，易溶气体在溶液上方的平衡分压小，难溶气体在溶液上方的平衡分压大。可见，加压和降温有利于吸收操作，减压和升温则有利于解吸操作。

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12二、亨利定律当总压不高(一般约小于500kPa)时，在一定温度下，稀溶液上方气相中溶质的平衡分压与液相中溶质的摩尔分数成正比。——溶质A在气相中的平衡分压，kPa；xi——液相中溶质的摩尔分数；E——比例系数，称为亨利系数，kPa。E值一般随温度升高而增大,并与总压无关。E值通常由实验测定。可从有关手册中查得。P82表2－1

13或：气相组成用溶质i的分压，液相组成用溶质的浓度ci表示时，亨利定律可表示为ci——液相中溶质的浓度，kmol／m3；H——溶解度系数，kmol／(m3﹒kPa)。对稀溶液，溶液的浓度接近纯溶剂的浓度。H越大，表明溶解度越大，越易溶解H随温度变化而变化，一般地，T，H

14又或：气、液两相组成分别用溶质的摩尔分数yi与xi表示，则亨利定律可表示为式中yi﹡——溶质在气相中的平衡摩尔分率；m——相平衡常数。m值大，则表示溶解度小。yi﹡＝mxim值一般随温度升高而增大,并与总压成反比。

15再或，用摩尔比表示气相(Xi)和液相(Yi)的组成。Xi——溶液中溶质的比摩尔分率；——溶质在气相中的平衡比摩尔分率。当为低浓度吸收时，则上式可简化为：Yi﹡＝mXi

16低浓度吸收过程的气、液相平衡关系：稀水溶液E越大，溶解度越小；E随温度变化而变化，T，E，P对E影响不大。H越大，越易溶解H随温度变化而变化，T，HP对H影响不大。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

17例1：常压25℃下,气相溶质A的分压为5.4kPa的混合气体(1)求溶质A在水中的溶解度(平衡浓度);(2)若A浓度为0.001kmol/m3的水溶液与该气体液接触;(3)含A浓度为0.003kmol/m3的水溶液与该气体液接触;求以上(2)(3)两种情况下,溶质A在二相间的传质方向。注:工作条件下,体系符合亨利定律。亨利常数E=0.15×106kPa。解:

18(2)(3)相平衡关系可判断过程进行的方向可用来计算过程的推动力；确定过程进行的极限。

19相平衡与吸收过程的关系

20例2：在常压下,测定水中溶质A的摩尔浓度为0.56Kmol/m3,此时气相中A的平衡摩尔分率为0.02,则此物系的相平衡常数m=______。当其他条件不变,而总压增加一倍时,相平衡常数m=_____。答：2.0；1.0

21二组分低浓度气体物理吸收达平衡时自由度为多少？选择吸收剂时应考虑哪些因素？吸收过程的气液相平衡关系如何？（亨利定律）H、m、E之间的关系如何？温度、压力对吸收的影响如何？

22THANKYOUSUCCESS2022/10/1823可编辑