吸收的理论基础

1、载体对双金属吸附剂煤气脱汞载体对双金属吸附剂煤气脱汞性能影响的研究性能影响的研究吸收过程的理论基础吸收过程的理论基础汇汇 报报 人：人： 赵文星赵文星 导导 师：师： 鲍卫仁鲍卫仁 教授教授 指导老师：指导老师： 王王 辉辉 教授教授 王建成王建成 副教授副教授 汇报时间：汇报时间： 2015. .08. .14工作汇报工作汇报455汇报汇报内容内容吸收概述吸收概述1气液相平衡气液相平衡2参考文献参考文献3 3455概述概述-什么是吸收什么是吸收利用利用气体混合物气体混合物中各组分在液体溶剂中的中各组分在液体溶剂中的溶解度差异溶解度差异来分离气来分离气体混合物的操作称为体混合物的操作称为吸收吸

2、收。气体混合物气体混合物液体液体ABCD相界面相界面溶质溶质惰性组分惰性组分 S吸收剂455 概述-吸收的目的1. 制取制取产品产品 将气体中需用的成分以指定地的溶剂吸收出来，成为溶液态将气体中需用的成分以指定地的溶剂吸收出来，成为溶液态 的产品或半成品的产品或半成品。2. 从从气体中回收有用组分气体中回收有用组分 如用硫酸从煤气中回收氨生成硫胺；用洗油从煤气中回收粗苯等。如用硫酸从煤气中回收氨生成硫胺；用洗油从煤气中回收粗苯等。3. 除去除去有害组分以净化气体有害组分以净化气体 主要主要包括原料气净化和尾气、废气的净化以保护环境。包括原料气净化和尾气、废气的净化以保护环境。55概述概述-吸收

3、分类吸收分类吸收时是否发吸收时是否发生化学反应生化学反应物理吸收物理吸收化学吸收化学吸收吸收时温度是吸收时温度是否显著变化否显著变化等温吸收等温吸收非等温吸收非等温吸收 吸收组分吸收组分 的数目的数目单组分吸收单组分吸收多组分吸收多组分吸收455概述-吸收剂的选择1.溶解度溶解度 - 对溶质组分有较大的溶解度对溶质组分有较大的溶解度2.选择性选择性 - 对溶质组分有良好的选择性对溶质组分有良好的选择性3.挥发性挥发性 - 应不挥发应不挥发4.黏性黏性 - 黏度要低黏度要低5.其他其他 - 无毒、无腐蚀性、不易燃烧、廉价易得、化学稳定性无毒、无腐蚀性、不易燃烧、廉价易得、化学稳定性 气液相平衡气

4、液相平衡-溶解度溶解度AApPTfC,AApfC 气液相平衡气液相平衡-溶解度溶解度t=293KSO2NH310ncA, kmol/m3pA, kPa几种气体在水中的溶解度曲线几种气体在水中的溶解度曲线 气液相平衡气液相平衡-亨利定律亨利定律*AApEx ET 气液相平衡气液相平衡-亨利定律的其他形式亨利定律的其他形式1）HcpA*AH溶解度系数，溶解度系数， kmol/（m3kPa） cA摩尔浓度，摩尔浓度，kmol/m3； H称为溶解度系数，称为溶解度系数，P对对H影响小，影响小，H大，溶解度大，易溶气体大，溶解度大，易溶气体H小，溶解度小，难溶气体小，溶解度小，难溶气体H与与E的关系的关

5、系： HcE HT 气液相平衡气液相平衡-亨利定律的其他形式亨利定律的其他形式2）*AAymxpEm mT mp 气液相平衡气液相平衡-相平衡关系的应用相平衡关系的应用1 1判断过程进行的方向判断过程进行的方向*AApp*AApp*AApp由气相向液相传质，吸收过程气液平衡态由液相向气相传质，解吸过程 气液相平衡气液相平衡-相平衡关系的应用相平衡关系的应用2指明过程进行的极限指明过程进行的极限过程极限：相平衡G，yaG，ybL，xaL，xbaamxyyL*mina,myxLbbmax, 气液相平衡气液相平衡-相平衡关系的应用相平衡关系的应用3确定过程的推动确定过程的推动力力吸收过程推动力的表达

6、式：吸收过程推动力的表达式：*AAppA*AccAPyy*xx* 气液相平衡气液相平衡-吸收传质速率吸收传质速率吸收过程包括三个步骤：吸收过程包括三个步骤： 气相内的物质传递气相内的物质传递 气相主体气相主体 对流和扩散对流和扩散 两相界面；两相界面； 界面上的溶解过程界面上的溶解过程 气相气相 液相；液相； 液相内的物质传递液相内的物质传递 两相界面两相界面 对流和扩散对流和扩散 液相主体液相主体。 相相界界面面 水水 pG 气气相相主主体体 pi 液液相相主主体体 传传质质方方向向 Ci CL 空空气气+氨氨气气 吸吸收收 气液相平衡气液相平衡 - - 双模理论双模理论1.气液两相间存在固

7、定相界面气液两相间存在固定相界面2.界面两侧各有一层有效膜，所有界面两侧各有一层有效膜，所有阻力集中在这两层膜中，阻力集中在这两层膜中， 膜中传膜中传质为定态的分子扩散，湍流区的阻质为定态的分子扩散，湍流区的阻力可以忽略；力可以忽略；3.在相界面处，气液两相达到平衡在相界面处，气液两相达到平衡。 气膜气膜 液膜液膜 pG pi 传质方向传质方向 Ci 气相主体气相主体 液相主体液相主体 CL G L z 距离距离 双膜模型双膜模型 组成 气相推动力气相推动力：pG-pi 液相推动力：液相推动力：ci-cL 气液相平衡气液相平衡-相际传质速率方程相际传质速率方程LLiGiGAkCCkppN11

8、LLiHkpp1 LGLGHkkpp11 GLGKpp1总传质阻力总推动力-以分压差为推动力的气相总传质速率方程KG-以分压差为推动力的气相总传质系数 气液相平衡气液相平衡-相际传质速率方程相际传质速率方程总传质阻力总推动力LGLGAkkHCCN1 -以摩尔浓度差为推动力的以摩尔浓度差为推动力的液相总传质速率方程液相总传质速率方程KL-以摩尔浓度差为推动力的以摩尔浓度差为推动力的液相总传质系数液相总传质系数 气液相平衡气液相平衡-相际传质速率方程相际传质速率方程xyAkmkyyN 1yKyy1 -以摩尔分率差为推动力的以摩尔分率差为推动力的气相总传质速率方程气相总传质速率方程Ky-以摩尔分率差

9、为推动力的以摩尔分率差为推动力的气相总传质系数气相总传质系数 气液相平衡气液相平衡 -相际传质速率方程相际传质速率方程xyAkmkxxN11 xKxx1 -以摩尔分率差为推动力的以摩尔分率差为推动力的液相总传质速率方程液相总传质速率方程Kx-以摩尔分率差为推动力的以摩尔分率差为推动力的液相总传质系数液相总传质系数 气液相平衡气液相平衡 -吸收传质速率分析吸收传质速率分析 P pG P O CL C 传质推动力的图示传质推动力的图示 ipic液相总传液相总传质推动力质推动力气气相相总总传传质质推推动动力力液相分传液相分传质推动力质推动力1.关于传质推动力操作点P离平衡线越近，则总推动力就越小11GiiLGLppCCkk1GLAGppNKLLGKCC1 气液相平衡气液相平衡-相际传质速率方程相际传质速率方程2.关于传质阻力相间传质总阻力相间传质总阻力 = 液相液相(膜膜)阻力阻力 +气相气相(膜膜)阻力阻力GLG1 1 1kHkKGLL 1 1kHkK 1 1yxykkmKyxxmkkK1 1 1 气液相平衡气液相平衡-传质速率方程的应用传质速率方程的应用1.1.气膜控制气膜控制气膜控制气膜控制：传质阻力主要集中在气相，吸收过程传质阻力主要集中在气相，吸收过程 为气相阻力控制为气相阻力控制2.液膜控制液膜控制液膜控制液膜控制：传质阻力主要集中在液相传质阻力主要集中在