化工原理吸收教学课件.ppt

⊿x=(x*-x)：以液相摩尔分数差表示的传质推动力。 ⊿y=(y-y*)：以气相摩尔分数差表示的传质推动力； 二、计算过程推动力 y x o y*=f(x) P y x y* x* y-y* x*-x 对吸收过程： 吸收过程的推动力是一相的实际浓度和平衡浓度的差异。 * 组成为y1的混合气 增加塔高 减少吸收剂用量 塔底 x1增加 极限组成 组成为y1的混合气 增加塔高 增加吸收剂用量 塔顶y2降低 极限组成 吸收塔 V, y1 V, y2 三、确定吸收过程的极限 过程极限指气、液两相经充分接触后，组成变化的最大可能性。 L, x1 * L, x2 [例5-2]在温度20℃、总压0.1MPa下，含有CO2 0.1(摩尔分数)的空气与含有CO2 0.00002 (摩尔分数)的水溶液接触，试判断CO2的传质方向，并计算传质推动力。如果水溶液中CO2的组成为0.0002 (摩尔分数)，试判断CO2的传质方向，并计算传质推动力。 解：由P452附录16查得：CO2水溶液20℃的E=1.44×105kPa，则由p=0.1MPa可得：m=E/p=144/0.1=1440 （1）已知y=0.1，x=0.00002 则 y* = mx=1440×0.00002= 0.0288 ∵ y y*，故CO2从气相向液相转移（吸收）。 传质推动力⊿y = y - y* = 0.1- 0.0288= 0.0712 * 也可由 x* = y / m = 0.1/ 1440= 0.0000694 x 来判断传质方向。 （2）已知y=0.1，x=0.0002 则 y* = m x=1440×0.0002= 0.288 ∵ y y*，故CO2从液相向气相转移（解吸）。 传质推动力⊿y = y*-y = 0.288-0.1= 0.188 * 希望同学们对知识的渴望就像这位小朋友！ 作业:P242:T1(57.41kPa,m=40.77) ; P243:T2(xmax=1.34×10-4) 学习目的 与要求 * 通过本章学习，应掌握吸收的基本概念和吸收 过程的平衡关系与速率关系；掌握低浓度气体吸收 的计算方法；了解传质与分离过程的基本概念及吸 收系数的获取途径、解吸过程的概念。 * 5.1 概述 5.2 吸收过程的气液平衡关系 5.3 扩散与相内传质 5.4 相际对流传质 5.5 吸收塔的计算 5.6 传质系数 5.7 解吸及其他条件下的吸收 * 5.1.1 化工生产中的传质过程 5.1.2 气体吸收的原理 5.1.3 吸收操作的应用 5.1.4 吸收设备 5.1.5 吸收操作流程 5.1.6 吸收剂的选择原则 5.1.7 吸收操作的分类 5.1.8 混合物组成的表示方法 利用某种性质差异 分离过程在全厂的设备投资费和操作费上占很大比重。对一典型的化工厂，分离设备的投资占60~70％，分离过程的能耗约占30％。 -----在浓度差、温度差、压力差等推动力作用下，物质从一处向另一处的转移过程。包括相内传质和相际传质两类。 5.1 概述 * 一、均相物系的分离 均相物系 某种过程 两相物系 实现均相物系的分离 相际传质过程 均相物系分离 均相混合物的分离，首先要设法制造另外一个相，使得物质从一个相转移到另外一相。 相际传质过程的推动力：浓度差 5.1.1 化工生产中的传质过程 根据不同组分在各相中物性的差异，使某组分从一相向另一相转移：相际传质过程 * 二、化工生产中的常规分离方法 * 5.1.2 气体吸收的原理 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的不同。 分离物系 气体混合物 传质原理 逆流吸收流程 原料气 A＋B 吸收剂 S 吸收尾气 B(含微量A) 吸收液 S+A 吸 收 塔 * 吸收质或溶质：混合气体中的溶解组分，以A表示。 惰性气体或载体：不溶或难溶组分，以B表示。 吸收剂：吸收操作中所用的溶剂，以S表示。 吸收液：吸收操作后得到的溶液，S+A。 吸收尾气：吸收后排出的气体，B+A。 逆流吸收流程 吸收操作中的各组分 原料气 A＋B 吸收剂 S 吸收尾气 B(含微量A) 吸收液 S+A 吸 收 塔 * 一、净化或精制气体 例：合成氨工艺中原料气脱H2S、脱CO2 。 例：硫酸吸收SO3制浓硫酸，水吸收甲醛制福尔马林液，用水吸收氯化氢制盐酸，氨水吸收CO2生产碳酸氢铵等。 三、回收混合气体中所需的组分 例：用洗油处理焦炉气以回收芳烃，使其与甲烷、氢分离开来 ；用硫酸从煤气中回收氨生成硫胺；用洗油从煤气中回收粗苯等。 四、工业废气的治理 例：燃煤锅炉烟气，冶炼废气等脱除SO2，硝酸尾气脱除NO2等。 二、制取某种气体的液态产品 5.1.3 吸