化工原理第八章第一节第二节

1、化工原理第八章第一节第二节第1页，共30页，2022年，5月20日，0点42分，星期二第八章 气体吸收8.1 概述8.2 吸收过程的相平衡关系8.3 吸收过程的速率关系8.4 低组成气体吸收的计算8.5 吸收系数8.6 其他吸收与解吸8.7 填料塔第2页，共30页，2022年，5月20日，0点42分，星期二8.1 吸收过程概述 8.1.1 吸收的原理与流程第八章 气体吸收2022/9/43第3页，共30页，2022年，5月20日，0点42分，星期二原料气AB吸收剂S尾气B(含微量A)溶液S+A一、气体吸收的原理吸收塔形成两相体系的方法引入一液相（吸收剂） 各组分在吸收剂中溶解度不同。分离物系气

2、体混合物传质原理2022/9/44第4页，共30页，2022年，5月20日，0点42分，星期二二、气体吸收的流程吸收过程吸收过程：溶质溶解于吸收剂中逆流操作解吸过程：溶质从溶液中释放出并流操作气体吸收过程在吸收塔中进行。吸收解吸2022/9/45第5页，共30页，2022年，5月20日，0点42分，星期二具有吸收剂再生的连续吸收流程2022/9/46第6页，共30页，2022年，5月20日，0点42分，星期二8.1 吸收过程概述 8.1.1 吸收的原理与流程8.1.2 气体吸收的分类与应用 第八章 气体吸收2022/9/47第7页，共30页，2022年，5月20日，0点42分，星期二一、气体吸

3、收的分类气体吸收按被吸收组分数目单组分吸收按吸收有无化反按溶质组成的高低 低组成吸收多组分吸收物理吸收化学吸收高组成吸收气体吸收过程的分类方法2022/9/48第8页，共30页，2022年，5月20日，0点42分，星期二一、气体吸收的分类气体吸收按气液接触方式 常规吸收按吸收的温度变化 膜基吸收等温吸收非等温吸收本章讨论重点单组分低组成的常规等温物理吸收过程。2022/9/49第9页，共30页，2022年，5月20日，0点42分，星期二二、气体吸收的工业应用净化或精制气体示例：合成氨工艺中合成气中的净化脱碳。示例：用水吸收氯化氢气体制取盐酸。 回收混合气体中所需的组分 示例：用洗油处理焦炉气以

4、回收芳烃。 工业废气的治理 示例：废气中含有SO2、H2S等有害气的脱除。 气体吸收的应用场合制取某种气体的液态产品2022/9/410第10页，共30页，2022年，5月20日，0点42分，星期二8.1 吸收过程概述 8.1.1 吸收的原理与流程8.1.2 气体吸收的分类与应用 8.1.3 吸收剂的选择第八章 气体吸收2022/9/411第11页，共30页，2022年，5月20日，0点42分，星期二吸收剂的选择 吸收剂选择的原则溶解度选择性挥发度黏度其它吸收剂对溶质组分的溶解度要大。吸收剂应对溶质组分有较大溶解度，而对混合气体中的其它组分溶解度甚微。吸收剂的蒸汽压要低，即挥发度要小。吸收剂在

5、操作温度下的黏度要低。无毒、无腐蚀、不易燃易爆、不发泡、冰点低、价廉易得，且化学性质稳定。 2022/9/412第12页，共30页，2022年，5月20日，0点42分，星期二8.1 吸收过程概述 8.2 吸收过程的相平衡关系 8.2.1 气体在液体中的溶解度第八章 气体吸收2022/9/413第13页，共30页，2022年，5月20日，0点42分，星期二一、溶解度曲线 液体 S气体（AB）A 溶解A 逸出 平衡方程达平衡状态时气相分压液相组成 在一定温度和压力下，令某气体混合物（AB）与液体 S 接触。 溶解度曲线2022/9/414第14页，共30页，2022年，5月20日，0点42分，星期

6、二 氨在水中的溶解度40050易溶2022/9/415第15页，共30页，2022年，5月20日，0点42分，星期二 二氧化硫在水中的溶解度5068中等溶解度2022/9/416第16页，共30页，2022年，5月20日，0点42分，星期二 氧在水中的溶解度500.002难溶2022/9/417第17页，共30页，2022年，5月20日，0点42分，星期二二、温度和压力对溶解度的影响温度的影响 加压和降温 对同一溶质，在相同的气相分压下，溶解度随温度的升高而减小。 对同一溶质，在相同的温度下，溶解度随气相分压的升高而增大。压力的影响 注意 减压和升温有利于解吸操作2022/9/418第18页，

7、共30页，2022年，5月20日，0点42分，星期二8.1 吸收过程概述 8.2 吸收过程的相平衡关系 8.2.1 气体在液体中的溶解度8.2.2 亨利定律第八章 气体吸收2022/9/419第19页，共30页，2022年，5月20日，0点42分，星期二一、亨利定律的表达式 若溶质在气、液相中的组成分别以分压p、摩尔分数x表示，亨利定律为E 亨利系数，kPa 溶解度亨利系数1. p x关系 易溶气体注意 难溶气体2022/9/420第20页，共30页，2022年，5月20日，0点42分，星期二 若溶质在气、液相中的组成分别以分压p、摩尔浓度 c 表示，亨利定律为H 溶解度系数，kmol/(m3

8、kPa)溶解度溶解度系数2. p c关系 一、亨利定律的表达式 易溶气体注意 难溶气体2022/9/421第21页，共30页，2022年，5月20日，0点42分，星期二 若溶质在气、液相中的组成分别以摩尔分数y、x表示 ，亨利定律为m 相平衡常数溶解度相平衡常数3. y x关系 一、亨利定律的表达式 易溶气体注意 难溶气体m 小2022/9/422第22页，共30页，2022年，5月20日，0点42分，星期二由得整理得对于低组成吸收 1 简化得一、亨利定律的表达式 4. Y X关系 2022/9/423第23页，共30页，2022年，5月20日，0点42分，星期二亨利定律表达式可改写为以下形式

9、：一、亨利定律的表达式 2022/9/424第24页，共30页，2022年，5月20日，0点42分，星期二二、各系数的换算关系 推导可得亨利定律表达式各系数间的关系如下： EH 关系Em 关系Hm 关系2022/9/425第25页，共30页，2022年，5月20日，0点42分，星期二8.1 吸收过程概述 8.2 吸收过程的相平衡关系 8.2.1 气体在液体中的溶解度8.2.2 亨利定律8.2.3 相平衡关系在吸收中的应用第八章 气体吸收2022/9/426第26页，共30页，2022年，5月20日，0点42分，星期二一、判断传质进行的方向 设某瞬时，气相中溶质的实际组成为y，溶液中溶质的实际组成为x。若传质方向由气相到液相进行吸收过程若传质方向由液相到气相进行解吸过程2022/9/427第27页，共30页，2022年，5月20日，0点42分，星期二二、确定传质的推动力以气相表示的传质推动力以液相表示的传质推动力吸收推动力示意图y*=mx2022/9/428第28页，共30页，2022年，5月2