化工原理第六章第二节讲稿全解.ppt

第2章 吸收 2.1.1、气体的溶解度 2.1.2、亨利定律 2.1.3 吸收剂的选择 2.1.4、用气液平衡关系分析吸收过程 2.1.1、气体的溶解度 2.1.2、亨利定律 ２．１．４、用气液平衡关系分析吸收过程 * * 气液相平衡 1、气体在液体中溶解度的概念 气体在液相中的溶解度 ： 表明一定条件下吸收过程可能达到的极限程度。 2、溶解度曲线 气体在液体中的饱和浓度 对于单组分物理吸收，由相律知 吸收剂、温度T、P 一定时，不同物质的溶解度不同。 温度、溶液的浓度一定时，溶液上方分压越大的物质越难溶。 对于同一种气体，分压一定时，温度T越高，溶解度越小。 对于同一种气体，温度T一定时，分压P越大，溶解度越大。 加压和降温对吸收操作有利。 1、亨利定律 E——亨利常数，单位与压强单位一致 。 *1 E值取决于物系的特性及温度；温度T上升，E值增大E值越　　　大的气体越难溶，即Ｅ＝f(t. p).　　t↑E↑溶解度↓难溶． *2总压不太高，稀溶液时Ｅ可视为常数 2、亨利定律的其他表示形式 1）用溶质A的摩尔浓度和气相分压表示的亨利定律 H——溶解度系数 ，单位：kmol/m3·Pa或kmol/m3·atm。 H是温度的函数，H值随温度升高而减小。 易溶气体H值大，难溶气体H值小。即t↓H↑易溶 H与E的关系 设溶液的密度为 ，浓度为 ，则 对于稀溶液， 2) 气液相中溶质的摩尔分数表示的亨利定律 m——相平衡常数 ，是温度和压强的函数。m＝f(t. p). 温度升高、总压下降则m值变大， m值越大，表明气体的溶解度越小。即t↑P↓m↑，难溶 m与E的关系： 由分压定律知 ： 由亨利定律： 即： 3）用摩尔比Y和X分别表示气液两相组成的亨利定律 a) 摩尔比定义： 由 当溶液浓度很低时，X≈0， 上式简化为： 亨利定律的几种表达形式也可改写为 例：在常压及20℃下，测得氨在水中的平衡数据为：0.5gNH3/100gH2O浓度为的稀氨水上方的平衡分压为400Pa，在该浓度范围下相平衡关系可用亨利定律表示，试求亨利系数E，溶解度系数H，及相平衡常数m。（氨水密度可取为1000kg/m3） 解： 由亨利定律表达式知： ∴亨利系数为 又 ，而 ∴相平衡常数 ∴溶解度系数为： 或由各系数间的关系求出其它系数 ２．１．３．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。 1、判断过程的方向 例：在101.3kPa，20℃下,稀氨水的气液相平衡关系为 ： ，若含氨0.094摩尔分数的混合气和组成 的氨水接触,确定过程的方向。 解： 用相平衡关系确定与实际气相组成 成平衡的液相组成 * *