[工学]化工原理-8章总结.ppt

第八章 气体吸收 第一节 概述 第二节 气液相平衡 第三节 扩散和单相传质 第四节 相际传质 第五节 低含量气体吸收 第六节 高含量气体吸收 第七节 化学吸收 中学学习的气体吸收实验 一、费克定律 二、分子扩散与主体流动 三、分子扩散的速率方程 8.5 低含量气体吸收 8.5.3 吸收塔的设计型计算 给定条件：y1；G；吸收剂与溶质组分的相平衡关 系；分离要求。 1. 设计型计算的命题： 设计型：需确定流向、流程、吸收剂用量、吸收剂 浓度、塔高、塔径。 （1）分离要求 a.吸收的目的是除去气体中的有害物，一般直接规 定吸收后气体中有害溶质的残余摩尔分数y2。 b.吸收的目的是回收有用物质，通常规定溶质的回 收率η。 或 对于低浓度气体，G1= G2=G， （2）流向的选择 在微分接触的吸收塔内，气、液两相作逆流还 是并流？ 逆流缺点：液体的向下流动受上升气体的作用 力，这种拽力过大会妨碍液体的顺 利流下。 a. 经济优化： x2过低，则对吸收剂的再生提出了过高的要求，使再生费用加大。 x2过高，推动力减小，吸收塔高度增加; 因此，x2的选择是一个经济上的优化问题，需要通过多方案的经济核算和比较方能确定。 H y y+dy x x+dx h dh y2 x2 x1 y1 （3）吸收剂进口浓度x2的选择 b. 技术限制： 逆流时x2max x2e，否则2端推动力=0 y=mx 2 1 x y y1 y2 x1 x2 x2e 2’ （4）液气比的选择——最小液气比(L/G)min 的确定： 逆流：情况b * * 化工原理principles of chemical engineering 第八章 气体吸收（ Absorption ） 延安大学化学与化工学院 吸收分离操作：利用混合气体中各组分在液体中溶解度差异， 使某些易溶组分进入液相形成溶液，不溶或 难溶组分仍留在气相，从而实现混合气体的 分离。 液体溶剂：吸收剂，S表示 溶于吸收剂中的组分：吸收质，A表示 不被溶解的组分：惰性组分，B表示 吸收操作得到的溶液：吸收液 被吸收后排出的气体：尾气 第一节 概述 一、概念 物理吸收：吸收过程溶质与溶剂不发生显著的化学反应。 如用水吸收二氧化碳、用水吸收乙醇或丙醇蒸 汽、用洗油吸收芳烃等。 化学吸收：溶质与溶剂有显著的化学反应发生。 如用NaOH溶液吸收CO2、用稀硫酸吸收氨等过 程。化学反应能大大提高单位体积液体所能吸 收的气体量并加快吸收速率。但溶液解吸再生 较难。 ——被利用的条件：可逆性；较高的反 应速率 提供气液接触的场所（传质设备） 连续接触(也称微分接触)：气、液两相的浓度呈连续变化。如填料塔。——混合气体中可溶组分浓度连续变化 级式接触：气、液两相逐级接触传质，两相的组成呈阶跃变化。 如板式塔。——混合气体中可溶组分浓度阶跃式变化 散装填料 塑料鲍尔环填料 规整填料 塑料丝网波纹填料 气液两相的接触方式 本章所做基本假定： （1）气体混合物中只有一个组分溶于溶剂，其余组分可 视为一个惰性组分。 （2）溶剂的蒸气压很低，挥发损失可忽略不计。 ——气相中仅包括一个惰性组分和一个可溶组分 液相中包含可溶组分和溶质 第二节 气液相平衡 平衡状态：一定压力和温度，一定量的吸收剂与混合气体充分接 触，气相中的溶质向溶剂中转移，长期充分接触后 液相中溶质组分的浓度不再增加，此时，气液两相 达到平衡。 相平衡关系：气液两相达到平衡时，溶质组分在两相中的浓度 服从某种确定的关系。 相平衡关系表示方式： 1、溶解度曲线 ——加压和降温对吸收操作有利； 升温和减压则有利于解吸。 2、亨利定律 相平衡与吸收过程的关系 一、判断过程方向 y ye ( xe x)