化工单元操作基础知识讲座之五气体吸收

1、 阿拉善职业技术学院阿拉善职业技术学院 2014-6-20 2014-6-20 化工单元操作化工单元操作 基础知识基础知识讲座讲座 之之 气体吸收气体吸收 第第五五部分部分 气体的吸收气体的吸收v在化工生产中，通常会遇到均相物系混合物的分离问题，在化工生产中，通常会遇到均相物系混合物的分离问题，即将这些混合物分离为较净或几乎纯态的物质。利用原物系即将这些混合物分离为较净或几乎纯态的物质。利用原物系中各组分间某种物性的差异，从而将均相物系形成一个两相中各组分间某种物性的差异，从而将均相物系形成一个两相物质，达到分离的目的。物质在相间的转移过程称为物质传物质，达到分离的目的。物质在相间的转移过程称

2、为物质传递过程（简称传质过程）。化学工业中常见的传质过程有蒸递过程（简称传质过程）。化学工业中常见的传质过程有蒸馏、吸收、干燥、萃取和吸附等单元操作。馏、吸收、干燥、萃取和吸附等单元操作。 均相物均相物系分离系分离传质分离：传质分离：引入添加剂（物质或能引入添加剂（物质或能量）的分离，包括气体吸收、精馏、量）的分离，包括气体吸收、精馏、萃取、干燥、浸取萃取、干燥、浸取速率分离：速率分离：某种力场作用下速率差某种力场作用下速率差异实现混合物的分离、包括反渗透、异实现混合物的分离、包括反渗透、渗析、膜分离渗析、膜分离 第第五五部分部分 气体的吸收气体的吸收一、气体吸收相关概念一、气体吸收相关概念1

3、 1. .定义：定义：利用气体中各组分在液相中溶解度的差异而分离气体利用气体中各组分在液相中溶解度的差异而分离气体混合的操作称为吸收。混合的操作称为吸收。2 2. .依据：依据：气体混合物中各组分在溶剂中的溶解度不同，使混合气体混合物中各组分在溶剂中的溶解度不同，使混合气得以分离。气得以分离。3 3. .几个概念几个概念所用液体称为所用液体称为吸收剂（或溶剂）。吸收剂（或溶剂）。气体中被溶解的组分称为气体中被溶解的组分称为吸收质或溶质吸收质或溶质。不被溶解的组分称为不被溶解的组分称为惰性气体或载体惰性气体或载体。吸收操作所得的液体称为吸收操作所得的液体称为溶液溶液（主要成分是吸收剂和溶质）。（

4、主要成分是吸收剂和溶质）。剩余气体为剩余气体为尾气尾气，主要成分为惰性气体，还有残余的吸收质。，主要成分为惰性气体，还有残余的吸收质。解吸（脱吸）：解吸（脱吸）：与吸收相反的操作，溶质：与吸收相反的操作，溶质：液相液相 气气相相 第第五五部分部分 气体的吸收气体的吸收二、气体吸收分类二、气体吸收分类1 1、按吸收方式分为：、按吸收方式分为：物理吸收和化学吸收，在吸收的物理吸收和化学吸收，在吸收的过程中，如果溶剂中的气体不与溶剂发生明显的化学过程中，如果溶剂中的气体不与溶剂发生明显的化学反应，所进行的操作称为反应，所进行的操作称为物理吸收物理吸收，如用水吸收，如用水吸收COCO2 2等。等。若气

5、体溶解后与溶剂或预先溶于溶剂里的其它物质进若气体溶解后与溶剂或预先溶于溶剂里的其它物质进行化学反应，则称为行化学反应，则称为化学吸收化学吸收。如用。如用NaOHNaOH溶液吸收溶液吸收COCO2 2、SOSO2 2等。等。2、按组分数分为：按组分数分为：单组分吸收和多组分吸收。如制取单组分吸收和多组分吸收。如制取盐酸、硫酸等为单组分吸收，回收苯、治理盐酸、硫酸等为单组分吸收，回收苯、治理NONO等为多等为多组分吸收。组分吸收。3 3、按温度变化分为：、按温度变化分为：等温吸收和非等温吸收。等温吸收和非等温吸收。我们讨论低浓度、单组分的等温、物理吸收的原理与我们讨论低浓度、单组分的等温、物理吸收

6、的原理与设备。设备。 第第五五部分部分 气体的吸收气体的吸收三、气体吸收在工业中的应用三、气体吸收在工业中的应用1 1、分离和净化原料气：、分离和净化原料气：原料气在加工以前，其中无用原料气在加工以前，其中无用的或有害的成分都要预先除去。如从合成氨所用的原的或有害的成分都要预先除去。如从合成氨所用的原料气中分离出料气中分离出COCO2 2、COCO、H H2 2S S等杂质。等杂质。 2 2、某些产品的制取：、某些产品的制取：如制酸工业中用水分别吸收混合如制酸工业中用水分别吸收混合气体中的气体中的HClHCl、SOSO3-3-和和NONO2 2制取盐酸、硫酸和硝酸。制取盐酸、硫酸和硝酸。3 3

7、、废气的治理：、废气的治理：生产过程中排放的废气往往含有对人生产过程中排放的废气往往含有对人体和环境有害的物质，如体和环境有害的物质，如SOSO2 2、H H2 2S S等这类环境保护问等这类环境保护问题已愈来愈受重视。选择适当的工艺和溶剂进行吸收题已愈来愈受重视。选择适当的工艺和溶剂进行吸收是废气治理中应用较广的方法。是废气治理中应用较广的方法。 第第五五部分部分 气体的吸收气体的吸收四、气体吸收操作实现的条件四、气体吸收操作实现的条件1 1、选择适宜的吸收剂选择适宜的吸收剂是实现吸收操作的必要条件是实现吸收操作的必要条件2 2、利用混合气中各组分在相同条件下、利用混合气中各组分在相同条件下

8、具有不同的溶解具有不同的溶解度度是实现吸收操作的基本依据，传质推动力为浓度差。是实现吸收操作的基本依据，传质推动力为浓度差。3 3、气液两相必须充分接触，要有足够的接触面积，才、气液两相必须充分接触，要有足够的接触面积，才能完成吸收任务，达到分离效果。能完成吸收任务，达到分离效果。4 4、吸收和解吸联合操作，可使吸收剂再生而重复利用，、吸收和解吸联合操作，可使吸收剂再生而重复利用，降低生产成本。冷却与加压有利于吸收的进行，加热降低生产成本。冷却与加压有利于吸收的进行，加热与减压，有利于解吸的进行。（与减压，有利于解吸的进行。（因温度升高、压力降因温度升高、压力降低均可使溶解度降低）低均可使溶解

9、度降低） 第第五五部分部分 气体的吸收气体的吸收五、吸收剂的选择（对吸收剂的要求）五、吸收剂的选择（对吸收剂的要求） 1 1、对被吸收的组分要有、对被吸收的组分要有较大的溶解度较大的溶解度，且有，且有较好的选较好的选择性择性。即对溶质的溶解度要大，而对惰性气体几乎不。即对溶质的溶解度要大，而对惰性气体几乎不溶解。溶解。 2 2、要有较低的蒸气压要有较低的蒸气压，以减少吸收过程中溶剂的挥发，以减少吸收过程中溶剂的挥发损失。损失。 3 3、要有、要有较好的化学稳定性较好的化学稳定性，以免使用过程中变质。，以免使用过程中变质。4 4、腐蚀性要小腐蚀性要小, ,以减小设备费用和维修费。以减小设备费用和

10、维修费。5 5、粘度要低粘度要低，以利于传质及输送；比热要小，使再生，以利于传质及输送；比热要小，使再生时的耗热量较小、不易燃，无毒、利于安全生产。时的耗热量较小、不易燃，无毒、利于安全生产。6 6、吸收后的溶剂应、吸收后的溶剂应易于再生易于再生。 对可供选的溶剂应作经济评价后作出合理的选择对可供选的溶剂应作经济评价后作出合理的选择 第第五五部分部分 气体的吸收气体的吸收六、吸收与解吸工艺过程认识六、吸收与解吸工艺过程认识 第第五五部分部分 气体的吸收气体的吸收七、吸收过程相平衡七、吸收过程相平衡1 1、相平衡关系：、相平衡关系：在一定的温度与压力下，使某一定量的可溶在一定的温度与压力下，使某

11、一定量的可溶性气体溶质与一定量的液体溶剂在密闭的容器内相接触，溶性气体溶质与一定量的液体溶剂在密闭的容器内相接触，溶质便向溶剂转移。经过足够长的时间后，在任何瞬间，气体质便向溶剂转移。经过足够长的时间后，在任何瞬间，气体进入液体的分子数与从液体中逸出并返回到气体中的分子数进入液体的分子数与从液体中逸出并返回到气体中的分子数相等，宏观上过程象停止一样，这种状况称为相际动平衡，相等，宏观上过程象停止一样，这种状况称为相际动平衡，简称气液相平衡。简称气液相平衡。2 2、平衡分压：、平衡分压：在气液相平衡状态下，溶液上方气相中溶质的在气液相平衡状态下，溶液上方气相中溶质的压力称为当时条件下的平衡分压。

12、压力称为当时条件下的平衡分压。3 3、相平衡关系表达式：、相平衡关系表达式：在一定温度下，当气相总压不太高时，在一定温度下，当气相总压不太高时，稀溶液的相平衡关表示为：稀溶液的相平衡关表示为： p p* *=Ex=Ex，称为享利定律。，称为享利定律。p p* *平衡时溶质在气相中的平衡分压平衡时溶质在气相中的平衡分压KpaKpaxx平衡时溶质在液相中的摩尔分率平衡时溶质在液相中的摩尔分率EE亨利系数，亨利系数， KpaKpa 第第五五部分部分 气体的吸收气体的吸收七、吸收过程相平衡七、吸收过程相平衡4 4、亨利定律适用情况、亨利定律适用情况总压总压P P不高，一定温度不高，一定温度t t ，稀

13、溶液。稀溶液。难溶气体。难溶气体。易溶气体低浓度范围。易溶气体低浓度范围。5 5. .亨利定律的应用亨利定律的应用判别过程的方向判别过程的方向： y yy y* * 或或 x xx ppp* * 吸收）吸收） y y x x* *为解吸过程（为解吸过程（ p p ppp* * 时，吸收质时，吸收质以以p-pp-p* *推动力克服气膜厚度的阻力，以分子扩散的方式通过气推动力克服气膜厚度的阻力，以分子扩散的方式通过气膜到相界面上，界面上膜到相界面上，界面上 p pi i 和和C Ci i 成平衡，吸收质以成平衡，吸收质以C Ci i C C的的浓度差推动力克服液膜厚度的阻力，以分子扩散穿过液膜，浓

14、度差推动力克服液膜厚度的阻力，以分子扩散穿过液膜，从界面扩散到液相主体，完成此过程。从界面扩散到液相主体，完成此过程。适用范围：适用范围：具有固定相界面的系统以及流动速度不高的两流具有固定相界面的系统以及流动速度不高的两流体间的传质。体间的传质。局限性局限性：具有自由相界面的系统，尤其是高度湍流的两流体具有自由相界面的系统，尤其是高度湍流的两流体间的传质。间的传质。 第第五五部分部分 气体的吸收气体的吸收八、吸收机理八、吸收机理4 4、吸收速率方程、吸收速率方程吸收速率：吸收速率：在吸收操作中，每单位相际传质面积上，单位时在吸收操作中，每单位相际传质面积上，单位时间内吸收的溶质量。间内吸收的溶

15、质量。吸收速率方程：吸收速率方程：表明吸收速率与吸收推动力之间的关系式。表明吸收速率与吸收推动力之间的关系式。气膜、液膜吸收速率方程式：气膜、液膜吸收速率方程式： N NA A = k = kG G(p - p(p - pi i)= k)= kL L(C(Ci i -C)-C) N NA A分子扩散速率分子扩散速率 kmol/mkmol/m2 2ss p p、 p pi i吸收质在气相主体、相界面处吸收质在气相主体、相界面处的分压的分压 kPakPaC Ci i 、CC相界面处的、液相主体的浓度相界面处的、液相主体的浓度 k kG G、 k kL L 气膜、液膜吸收系数气膜、液膜吸收系数 km

16、ol/mkmol/m2 2s s kPakPa 第第五五部分部分 气体的吸收气体的吸收八、吸收机理八、吸收机理5 5、提高吸收速率的方法、提高吸收速率的方法1 1）提高吸收系数：）提高吸收系数：通过加大流体的流速，减小膜的厚度来提通过加大流体的流速，减小膜的厚度来提高吸系系数。对于易溶气体，吸收速率受气膜控制，主要通高吸系系数。对于易溶气体，吸收速率受气膜控制，主要通过增大气体总压，加大气流速度来减薄气膜厚度。对于难溶过增大气体总压，加大气流速度来减薄气膜厚度。对于难溶气体，吸收速率受液膜控制，可通过增加液体的流速与湍动气体，吸收速率受液膜控制，可通过增加液体的流速与湍动程度，来减薄液膜厚度。

17、程度，来减薄液膜厚度。2 2）增大吸收推动力：）增大吸收推动力：可提高吸收质在气相中的分压，或降低可提高吸收质在气相中的分压，或降低与吸收质在液相中的平衡分压来提高吸收推动力。与吸收质在液相中的平衡分压来提高吸收推动力。3 3）增大气液接触面积：）增大气液接触面积：可通过增大气体或液体的分散度、选可通过增大气体或液体的分散度、选用比表面积大的高效填料等来实现。用比表面积大的高效填料等来实现。 第第五五部分部分 气体的吸收气体的吸收九、吸收物料衡算、操作线方程九、吸收物料衡算、操作线方程1 1、吸收物料衡算式、吸收物料衡算式 第第五五部分部分 气体的吸收气体的吸收九、吸收物料衡算、操作线方程九、

18、吸收物料衡算、操作线方程2 2、吸收操作线方程、吸收操作线方程 第第五五部分部分 气体的吸收气体的吸收九、吸收物料衡算、操作线方程九、吸收物料衡算、操作线方程3 3、吸收操作线方程、吸收操作线方程关于物料衡算与操作线的说明与应用关于物料衡算与操作线的说明与应用吸收操作线方程是由物料衡算得出的，与液气比和塔一吸收操作线方程是由物料衡算得出的，与液气比和塔一端的气液组成有关，与吸收速率、温度、压力、接触状态、端的气液组成有关，与吸收速率、温度、压力、接触状态、塔型无关。通过计算可以确定吸收物料流量或组分含量。塔型无关。通过计算可以确定吸收物料流量或组分含量。利用操作线方程，可以确定操作线与平衡线的

19、垂直距离利用操作线方程，可以确定操作线与平衡线的垂直距离表示的总推动力表示的总推动力Y Y，水平距离表示的总推动力，水平距离表示的总推动力X X，操作，操作线与平衡线的距离越远，其传质推动力越大。线与平衡线的距离越远，其传质推动力越大。利用操作线方程，可以判断吸收进行的方向。吸收操作利用操作线方程，可以判断吸收进行的方向。吸收操作线位于平衡线的上方，脱吸操作线位于平衡线的下方（精线位于平衡线的上方，脱吸操作线位于平衡线的下方（精馏操作线位于平衡线的下方）馏操作线位于平衡线的下方）降低吸收剂的温度、提高总压；选择对溶质溶解度大的降低吸收剂的温度、提高总压；选择对溶质溶解度大的吸收剂；改物理吸收为

20、化学吸收都将使平衡线下移，从而吸收剂；改物理吸收为化学吸收都将使平衡线下移，从而增大吸收推动力，提高吸收速率。增大吸收推动力，提高吸收速率。 第第五五部分部分 气体的吸收气体的吸收十、吸收操作分析十、吸收操作分析1 1、影响吸收操作的因素、影响吸收操作的因素1 1）气流速度）气流速度 ；2 2）喷淋密度；）喷淋密度；3 3）温度；）温度；4 4）压力；）压力；5 5）吸收剂的纯度）吸收剂的纯度2 2、吸收塔的操作要点、吸收塔的操作要点1 1）在操作中辨明所吸收组分在吸收剂中溶解的难易程度，确定提高气相）在操作中辨明所吸收组分在吸收剂中溶解的难易程度，确定提高气相或液相的流速及其湍动程度，以有目

21、的的提高吸收速率。或液相的流速及其湍动程度，以有目的的提高吸收速率。2 2）设计时选择有较高吸收速率的塔设备，如果选用填料塔，要注意装填）设计时选择有较高吸收速率的塔设备，如果选用填料塔，要注意装填填料时应尽可能使填料分布比较均匀，避免出现沟流或壁流现象。填料时应尽可能使填料分布比较均匀，避免出现沟流或壁流现象。3 3）应注意吸收剂流量的稳定，避免出现波动。）应注意吸收剂流量的稳定，避免出现波动。4 4）要控制好气体的流速，防止气速过大造成液泛或雾沫夹带，以及气速）要控制好气体的流速，防止气速过大造成液泛或雾沫夹带，以及气速过小不利于传质的进行。过小不利于传质的进行。5 5）控制好吸收温度，及

22、时移走过程中产生的热量。）控制好吸收温度，及时移走过程中产生的热量。6 6）要定期对塔器进行清理，防止气液通道被堵塞。）要定期对塔器进行清理，防止气液通道被堵塞。3 3、吸收塔的调节：、吸收塔的调节：实际生产过程中，吸收塔的气体入口条件往往由前一工序决定，因此，对实际生产过程中，吸收塔的气体入口条件往往由前一工序决定，因此，对吸收调节手段只能是改变吸收剂的入口条件，包括对吸收剂的流量、组成吸收调节手段只能是改变吸收剂的入口条件，包括对吸收剂的流量、组成及吸收温度的调节。及吸收温度的调节。 第第五五部分部分 气体的吸收气体的吸收十一、吸收设备十一、吸收设备1 1、按吸收流程系统分，吸收设备包括：

23、、按吸收流程系统分，吸收设备包括：（1 1）供气系统：）供气系统：包括压缩机、储气罐等原料气气源，鼓风机、包括压缩机、储气罐等原料气气源，鼓风机、减压阀、温度仪、流量计及流量调节阀等减压阀、温度仪、流量计及流量调节阀等（2 2）尾气系统：）尾气系统：净气的收集或尾气的放空，包括调节阀、检净气的收集或尾气的放空，包括调节阀、检测仪器等。测仪器等。 （3 3）吸收剂供应系统：）吸收剂供应系统：包括吸收剂储槽或储罐，输液泵，流包括吸收剂储槽或储罐，输液泵，流量计及流量调节阀等。量计及流量调节阀等。 （4 4）吸收液收集或排放系统：）吸收液收集或排放系统： 包括阀门，浓度检测仪及储包括阀门，浓度检测仪

24、及储罐罐 （5)5)吸收设备：吸收设备：一般指一般指吸收塔吸收塔，对于填料塔，塔内装有填料，对于填料塔，塔内装有填料，原料气从塔底通入，从塔顶放出；吸收剂从塔顶喷下，吸收原料气从塔底通入，从塔顶放出；吸收剂从塔顶喷下，吸收液从塔底流出。气、液在塔内逆流而行，在填料表面充分接液从塔底流出。气、液在塔内逆流而行，在填料表面充分接触，实现吸收质从气相向液相的传质。塔底与塔顶附有压力触，实现吸收质从气相向液相的传质。塔底与塔顶附有压力检测装置，塔体中部有液体取样阀、气体取样器等。检测装置，塔体中部有液体取样阀、气体取样器等。 第第五五部分部分 气体的吸收气体的吸收十一、吸收设备十一、吸收设备2 2、吸

25、收塔、吸收塔吸收塔是实现吸收操作的设备。按气液相接触形态分为三类。吸收塔是实现吸收操作的设备。按气液相接触形态分为三类。第一类是气体以气泡形态分散在液相中的板式塔、鼓泡吸收塔、第一类是气体以气泡形态分散在液相中的板式塔、鼓泡吸收塔、搅拌鼓泡吸收塔；第二类是液体以液滴状分散在气相中的喷射搅拌鼓泡吸收塔；第二类是液体以液滴状分散在气相中的喷射器、文氏管、喷雾塔；第三类为液体以膜状运动与气相进行接器、文氏管、喷雾塔；第三类为液体以膜状运动与气相进行接触的填料吸收塔和降膜吸收塔。触的填料吸收塔和降膜吸收塔。3 3、工业吸收塔应具备以下基本要求：、工业吸收塔应具备以下基本要求：1 1）塔内气体与液体应有

26、足够的接触面积和接触时间。）塔内气体与液体应有足够的接触面积和接触时间。2 2）气液两相应具有强烈扰动，减少传质阻力，提高吸收）气液两相应具有强烈扰动，减少传质阻力，提高吸收效率。效率。3 3）操作范围宽，运行稳定。）操作范围宽，运行稳定。4 4）设备阻力小，能耗低。）设备阻力小，能耗低。5 5）具有足够的机械强度和耐腐蚀能力。）具有足够的机械强度和耐腐蚀能力。6 6）结构简单、便于制造和检修。）结构简单、便于制造和检修。 第第五五部分部分 气体的吸收气体的吸收十一、吸收设备十一、吸收设备4 4、几种常见吸收塔、几种常见吸收塔1 1）填料塔）填料塔它由外壳、填料、填料支承、液体分布它由外壳、填

27、料、填料支承、液体分布器、中间支承和再分布器、气体和液体进出器、中间支承和再分布器、气体和液体进出口接管等部件组成，塔外壳多采用金属材料，口接管等部件组成，塔外壳多采用金属材料，也可用塑料制造。填料是填料塔的核心也可用塑料制造。填料是填料塔的核心 填料塔适用于快速和瞬间反应的吸收过填料塔适用于快速和瞬间反应的吸收过程，多用于气体的净化。该塔结构简单，易程，多用于气体的净化。该塔结构简单，易于用耐腐蚀材料制作，气液接触面积大，接于用耐腐蚀材料制作，气液接触面积大，接触时间长，气量变化时塔的适应性强，塔阻触时间长，气量变化时塔的适应性强，塔阻力小，压力损失为力小，压力损失为300300700Pa7

28、00Pa，与板式塔相，与板式塔相比处理风量小，空塔气速通常为比处理风量小，空塔气速通常为0 05 51 12m/s2m/s，气速过大会形成液泛，喷淋密度，气速过大会形成液泛，喷淋密度6 68m38m3(m2(m2，h)h)以保证填料润湿，液气比控以保证填料润湿，液气比控制在制在2 210L10Lm3m3。填料塔不宜处理含尘量较。填料塔不宜处理含尘量较大的烟气，设计时应克服塔内气液分布不均大的烟气，设计时应克服塔内气液分布不均的问题。的问题。 第第五五部分部分 气体的吸收气体的吸收十一、吸收设备十一、吸收设备4 4、几种常见吸收塔、几种常见吸收塔2 2）湍球塔）湍球塔它是填料塔的一种特殊形式，运

29、行时塔它是填料塔的一种特殊形式，运行时塔内填料处于运动状态，以强化吸收过程。在内填料处于运动状态，以强化吸收过程。在塔内栅板间放置一定数量的轻质小球填料塔内栅板间放置一定数量的轻质小球填料( (直直径径292938mm)38mm)，吸收剂自塔顶喷下，湿润小球，吸收剂自塔顶喷下，湿润小球表面，气体从塔底进入，小球被吹起湍动旋表面，气体从塔底进入，小球被吹起湍动旋转，由于气、液、固三相充分接触，小球表转，由于气、液、固三相充分接触，小球表面液膜不断更新，增加了吸收推动力。提高面液膜不断更新，增加了吸收推动力。提高了吸收效率。了吸收效率。该塔制造、安装、维修较方便，可以用该塔制造、安装、维修较方便，

30、可以用大小、质量不同的小球改变操作范围。该塔大小、质量不同的小球改变操作范围。该塔处理风量较大，空塔气速处理风量较大，空塔气速1 15 56 60m0ms s，喷淋密度喷淋密度2020110m3110m3(m2h)(m2h)，压力损失，压力损失1 1 5005003 800Pa3 800Pa，而且还可处理含尘气体。其，而且还可处理含尘气体。其缺点是塑料小球不能承受高温，小球易裂缺点是塑料小球不能承受高温，小球易裂( (一一般般0 05 51 1年年) )，需经常更换，成本高。，需经常更换，成本高。 第第五五部分部分 气体的吸收气体的吸收十一、吸收设备十一、吸收设备4 4、几种常见吸收塔、几种常

31、见吸收塔3 3）板式塔）板式塔板式塔是在塔内装有一层层的塔板，板式塔是在塔内装有一层层的塔板，液体从塔顶进入。气体从塔底进入，气液体从塔顶进入。气体从塔底进入，气液的传质、传热过程是在各个塔板上进液的传质、传热过程是在各个塔板上进行。板式塔种类很多。大致可分为二类：行。板式塔种类很多。大致可分为二类：一类是降液管式，如泡罩塔、筛孔板塔、一类是降液管式，如泡罩塔、筛孔板塔、浮阀塔、浮阀塔、S S形单向流板塔、舌形板塔、浮形单向流板塔、舌形板塔、浮动喷射塔等；另一类是穿流式板塔，如动喷射塔等；另一类是穿流式板塔，如穿流栅孔板塔穿流栅孔板塔( (淋降板塔淋降板塔) )、波纹穿流板、波纹穿流板塔、菱形

32、斜孔板塔、短管穿流板塔等。塔、菱形斜孔板塔、短管穿流板塔等。 第第五五部分部分 气体的吸收气体的吸收十一、吸收设备十一、吸收设备4 4、几种常见吸收塔、几种常见吸收塔3 3）文氏管吸收器）文氏管吸收器文氏管吸收器如图文氏管吸收器如图5 5，通常由文氏管、，通常由文氏管、喷雾器和旋风分离器组成，操作时将液喷雾器和旋风分离器组成，操作时将液体雾化喷射到文氏喉管的气流中，气流体雾化喷射到文氏喉管的气流中，气流速度为速度为6060100m100ms s，处理，处理100m3100m3minmin的废气需液体雾化喷人量为的废气需液体雾化喷人量为40L40Lminmin。文氏管吸收器结构简单、设备小、占空

33、文氏管吸收器结构简单、设备小、占空间少、气速高、处理量大、气液接触好、间少、气速高、处理量大、气液接触好、传质较容易，特别适用于捕集气流中的传质较容易，特别适用于捕集气流中的微小颗粒物。但因气液并流，气液接触微小颗粒物。但因气液并流，气液接触时间短，不适合难溶或反应速度慢的气时间短，不适合难溶或反应速度慢的气液吸收，而且压力损失大液吸收，而且压力损失大(800(8009000h)9000h)，能耗高能耗高 第第五五部分部分 气体的吸收气体的吸收1 1、原理不同。、原理不同。 吸收是根据各组分溶解度不同进行分离的。吸收是根据各组分溶解度不同进行分离的。 精馏利用组分间相对挥发度不同使组分分离。精

34、馏利用组分间相对挥发度不同使组分分离。2 2、塔式不同。、塔式不同。精馏有简单塔和复杂塔。精馏有简单塔和复杂塔。最简单的吸收为精馏中的复杂精馏，即两股进料，两股出最简单的吸收为精馏中的复杂精馏，即两股进料，两股出料。被分离的气体混合物均是从吸收塔的下部进入，在塔料。被分离的气体混合物均是从吸收塔的下部进入，在塔内自下而上的运动过程中与从塔顶喷淋下来的液体吸收剂内自下而上的运动过程中与从塔顶喷淋下来的液体吸收剂中去，溶解度较低的气体（亦称为惰性气体）不被吸收而中去，溶解度较低的气体（亦称为惰性气体）不被吸收而从吸收塔顶部排出，吸收剂从塔顶喷入后，在与气体混合从吸收塔顶部排出，吸收剂从塔顶喷入后，

35、在与气体混合物的接触过程中不断吸收易溶解的组分，最后吸收剂与被物的接触过程中不断吸收易溶解的组分，最后吸收剂与被吸收的易溶组分一起从吸收塔底排出。吸收的易溶组分一起从吸收塔底排出。吸收与蒸馏（精馏）的区别吸收与蒸馏（精馏）的区别 第第五五部分部分 气体的吸收气体的吸收3 3、传质形式不同。、传质形式不同。吸收是单向传质，精馏是双向传质。吸收是单向传质，精馏是双向传质。在精馏操作中，汽液两相接触，汽相中的较重组分向液相在精馏操作中，汽液两相接触，汽相中的较重组分向液相中传质（冷凝），液相中的较轻组分向汽相中传质（汽中传质（冷凝），液相中的较轻组分向汽相中传质（汽化），所以传质过程是在两相中交替进

36、行。当轻、重组分化），所以传质过程是在两相中交替进行。当轻、重组分的分子汽化潜热相近时，塔内可以近似看作恒摩尔流，而的分子汽化潜热相近时，塔内可以近似看作恒摩尔流，而不至于引起太大的误差。而对于吸收系统，一般吸收剂是不至于引起太大的误差。而对于吸收系统，一般吸收剂是不易挥发的液体，气相中的某些组分不断溶解到不易挥发不易挥发的液体，气相中的某些组分不断溶解到不易挥发的吸收剂中，属于单向传质。在吸收过程中，气相的量是的吸收剂中，属于单向传质。在吸收过程中，气相的量是不断减少，而液相的量在不断的增加，除非是贫气吸收，不断减少，而液相的量在不断的增加，除非是贫气吸收，气液相流量在塔内不能视为常数，不能

37、用恒摩尔流的假设，气液相流量在塔内不能视为常数，不能用恒摩尔流的假设，从而就增加了吸收计算的复杂性。从而就增加了吸收计算的复杂性。吸收与蒸馏（精馏）的区别吸收与蒸馏（精馏）的区别 第第五五部分部分 气体的吸收气体的吸收4 4、温度范围、变化不同。、温度范围、变化不同。在精馏过程中沸点范围相对窄，而多组分吸收中，各溶质组分的在精馏过程中沸点范围相对窄，而多组分吸收中，各溶质组分的沸点范围很宽，有的在操作条件下已接近或超过其临界状态（不沸点范围很宽，有的在操作条件下已接近或超过其临界状态（不能冷凝），所以多组分吸收不能视为理想系统来处理。能冷凝），所以多组分吸收不能视为理想系统来处理。在精馏过程中

38、，由于气化潜热与冷凝潜热相互利用，在整个塔内在精馏过程中，由于气化潜热与冷凝潜热相互利用，在整个塔内的温度变化范围不是很大，而且从塔顶向下，温度逐渐升高。每的温度变化范围不是很大，而且从塔顶向下，温度逐渐升高。每块板上由于组成改变而引起的温度变化，可用泡露点方程定出。块板上由于组成改变而引起的温度变化，可用泡露点方程定出。而吸收过程由于气相中易溶组分溶解到溶剂中，会放出溶解热，而吸收过程由于气相中易溶组分溶解到溶剂中，会放出溶解热，这一热效应会使液相和气相的温度都升高，而温度升高又将影响这一热效应会使液相和气相的温度都升高，而温度升高又将影响到溶解的量，而溶解量又与溶质的溶解量有关系，因而气相中各到溶解的量，而溶解量又与溶质的溶解量有关系，因而气相中各组分沿塔高的溶解量分布不均衡，这就导致了溶解热的大小以至组分沿塔高的溶解量分布不均衡，这就导致了溶解热的大小以至吸收温度变化是不均匀的，所以不能用精馏中常用的泡露点方程吸收温度变化是不均匀的，所以不能用精馏中常用的泡露点方程来确定吸收塔中温度沿塔高的分布，通常要采用