第六章吸收精读.ppt

化工原理 第六章 吸 收 第一节 概 述 一、吸收综述 吸收就是分离气体混合物的单元操作,即是用适当的液体吸收剂处理气体混合物,利用混合气中各组分在液体溶剂中溶解度的不同而分离气体混合物的操作。 吸收系统包括气、液两个相,气相由可溶于吸收剂的气体组分(称为吸收质或溶质)和不溶或难溶于吸收剂的惰性组分(称为惰性气或载体)组成，液相则是液体吸收剂(或称为溶剂) 。 吸收的原理：就是利用混气中,各组分在吸收剂中有不同的溶解度的特点,选择适宜的吸收剂对混合气中组分进行选择性吸收，以达到从混合气中分离或提纯组分之目的。 第一节 概 述 二、吸收在化工生产中的应用 吸收操作是分离气体混合物的一种重要方法,是传质过程中的一种重要形式,在化工生产中已被广泛应用： 1.制取液体产品。如用水吸收HCl制取盐酸,用水吸收NO2制取硝酸，用硫酸（98.3%）吸收SO3制取发烟酸等。 2. 回收混合气体中有用组分和分离气体混合物。如焦化厂用洗油从炼焦炉气中回收苯，如图6-1所示；由乙烯直接氧化制环氧乙烷时用水吸收反应后的气体中的环氧乙烷；用液态烃吸收石油裂解气中的乙烯和丙烯等。 3.吸收气体中有害物质以净化气体。如合成氨工业中用水或乙醇吸收除去原料气中的CO2；用铜氨液吸收除去原料气体中的CO。 4.作为环境保护和职业保健重要手段。如硫酸厂用吸收除去废气中SO2,过磷酸钙厂用吸收除去废气中含氟气体,硝酸厂中用吸收除去尾气中NOx。 第一节 概 述 三、吸收过程的分类 1.物理吸收与化学吸收 对于CO2气体的吸收, 用水做吸收剂而主要发生物理溶解过程, 用碱液做吸收剂而主要发生化学反应过程。前者的本质是吸收质与吸收剂间无化学反应,或者只有微弱的化学反应，吸收主要依靠吸收质在吸收剂中的物理溶解度。后者是吸收质与吸收剂之间发生了明显的化学反应,由此将吸收分为物理吸收与化学吸收。二者的特点如下： (1)物理吸收:是可逆的,其逆过程就是解吸过程；吸收的极限是吸收质的溶解度；吸收速率为吸收质的扩散速率；热效应小；外加条件的影响是①加压有利于吸收,减压有利于解吸；②降温可增大吸收质溶解度,有利于吸收,但扩散速率减慢,有可能降低速率,故温度要适中。 (2)化学吸收：其吸收平衡取决于化学平衡；吸收速率取决于扩散速率或反应速率中最慢的一步；热效应大；既有可逆的又有不可逆的。 2.单组分吸收与多组分吸收:若混气中只有一个组分进入液相而被吸收,则称为单组分吸收,否则为多组分吸收。 3.等温吸收与非等温吸收:吸收操作的温度不发生变化的称为等温吸收,否则称为非等温吸收。本章重点学习单组分等温的物理吸收过程。 第一节 概 述 四、吸收剂的选择 吸收的分离程度用吸收率来表征，其好坏与吸收剂用量关系很大，而吸收剂用量又随吸收剂的种类而变。可见，选择吸收剂是吸收操作的重要环节，通常从以下几个方面考虑： 1.溶解度：吸收剂对于溶质组分应具有较大的溶解度，这样可以加快吸收过程并减少吸收剂本身的消耗量。 2.选择性：吸收剂要在对溶质组分有良好吸收能力的同时，对混气中其他组分却能吸收甚微，否则不能实现有效的分离。 3.挥发度：操作温度下吸收剂的蒸汽压要低，即挥发度要小，以减少吸收过程中吸收剂的损失。 4.腐蚀性：吸收剂若无腐蚀性，则对设备材质无过高要求，可以减少设备费用。 5.黏性：吸收剂的黏度要尽量低，这样可以改善吸收塔内的流动状况从而提高吸收速率，且有助于降低输送能耗，还能减小传热阻力。 6.其他：吸收剂还应具有较好的化学稳定性，不易产生泡沫，无毒性，不易燃，凝固点低，价廉易得等经济和安全条件。 实际生产中，满足上述全部条件的吸收剂是很难找到的，往往要对可供选择的吸收剂进行全面的评价以做出经济合理的选择。 第一节 概 述 五、吸收操作条件 吸收就是气液两相间传递过程,为了提高吸收效率,应选择如下条件： 1.采用连续操作,有利于稳定性生产及调节操作的