化工原理--吸收课件.ppt

5.1. 概述 5.1.1.化工生产中的传质过程 5.1.1.化工生产中的传质过程 5.1.2.相组成表示法 4．气体总压与理想气体中组分的分压 5.1.3.气体吸收过程 1、物理吸收和化学吸收 5．1．5.吸收剂的选用 吸收剂性能往往是决定吸收效果的关键。在选择吸收剂时，应从以下几方面考虑： 溶质在溶剂中的溶解度要大，即在一定的温度和浓度下，溶质的平衡分压要低，这样可以提高吸收速率并减小吸收剂的耗用量，气体中溶质的极限残余浓度亦可降低。 （1）溶解度 当吸收剂与溶质发生化学反应时，溶解度可大大提高。但要使吸收剂循环使用，则化学反应必须是可逆的。 吸收剂对混合气体中的溶质要有良好的吸收能力，而对其它组分应不吸收或吸收甚微，否则不能直接实现有效的分离。 （2） 选择性 溶质在吸收剂中的溶解度对操作条件（温度、压力）要敏感，即随操作条件的变化溶解度要显著的变化，这样被吸收的气体组分容易解吸，吸收剂再生方便。 （3） 溶解度对操作条件的敏感性 操作温度下吸收剂的蒸气压要低，因为离开吸收设备的气体往往被吸收剂所饱和，吸收剂的挥发度愈大，则在吸收和再生过程中吸收剂损失愈大。 （4） 挥发度 吸收剂粘度要低，流体输送功耗小。 （5） 粘性 （6） 化学稳定性 吸收剂化学稳定性好可避免因吸收过程中条件变化而引起吸收剂变质。 * 5.2. 气液相平衡 5.3. 分子扩散与单相传质 5.4. 对流传质 5.5. 吸收塔的计算 5.6. 解吸及计算 5.1. 概述 第五章 吸 收 本章学习要求 1、掌握的内容 相组成的表示法及换算；气体在液体中溶解度，亨利定律各种表达式及相互间的关系；相平衡的应用；分子扩散、菲克定律及其在等分子反向扩散和单向扩散的应用；对流传质概念；双膜理论要点；吸收的物料衡算、操作线方程及图示方法；最小液气比概念及吸收剂用量的确定；填料层高度的计算，传质单元高度与传质单元数的定义、物理意义，传质单元数的计算（平均推动力法和吸收因数法）；吸收塔的设计计算。 2、熟悉的内容 各种形式的传质速率方程、传质系数和传质推动力的对应关系；各种传质系数间的关系；气膜控制与液膜控制；吸收剂的选择；吸收塔的操作型分析；解吸的特点及计算。 3、了解的内容 分子扩散系数及影响因素；塔高计算基本方程的推导。 5.1.3.气体吸收过程 5.1.2.相组成表示法 5.1.4.气体吸收过程的应用 5.1.5.吸收剂的选用 5.1.6.吸收过程的分类 利用物系中不同组分的物理性质或化学性质的差异来造成一个两相物系，使其中某一组分或某些组分从一相转移到另一相，达到分离的目的，这一过程称为传质分离过程。 传质分离过程： 选择一定的溶剂（外界引入第 二相）造成两相，以分离气体混合物。 以传质分离过程为特征的基本单元操作在化工生产中很多，如： 如用水作溶剂来吸收混合在空气中的氨，它是利用氨和空气在水中溶解度的差异，进行分离。 （1）气体吸收 对含一定湿分（水或其它溶剂）的固体提供一定的热量，使溶剂汽化，利用湿分压差，使湿分从固体表面或内部转移到气相，从而使含湿固体物料得以干燥。 （3）固体干燥 （2）液体蒸馏 对于液体混合物加热， 使混合物内部造成两相，利用不同组分挥发性的差异，使得液体混合物得以分离。 向液体混合物中加入某种溶剂，利用液体中各组分在溶剂中溶解度的差异分离液体混合物，在其分离过程中，溶质由一液相转移到另一液相。 （4）液—液萃取 对混合物（蒸汽、溶液或熔融物）采用降温或浓缩的方法使其达到过饱和状态，析出溶质，得到固体产品。 （5）结晶 利用多孔固体颗粒选择性地吸附混合物（液体或气体）中的一个组分或几个组分，从而使混合物得以分离。其逆过程为脱附过程。 （6）吸附 利用固体膜对混合物中各组分的选择性渗透从而分离各个组分。 （7）膜分离 1．质量分率与摩尔分率 对于混合物中的A组分有： （5-1） 质量分率：在混合物中某组分的质量占混合 物总质量的分率。 mA——混合物中组分A的质量，kg； m——混合物总质量，kg。 （5-2） wA ——组分A的质量分率； 式中： 摩尔分率：摩尔分率是指在混合物中某组分 的摩尔数nA占混合物总摩尔数n的 分率。 对于混合物中的A组分有： 气相： （5-3） 液相： （5-4） 式中： yA